利用由穗型差异大的水稻品种密阳46和FJCD建立的一个包含130个株系的F10重组自交系,测定其在福建武夷山和莆田环境下的粒宽,并进行QTL定位和互作研究.结果表明,10个加性QTL和4个位点存在显著的加性×环境互作效应以及1对加加上位性效应.QTL定位分析获得的10个加性QTL,位于2、5、6、7号染色体,对表型变异贡献率为0.44%-20.49%,其中qGW-5-2和qGW-6-9单个QTL贡献率分别达14.99%和20.49%.环境互作分析获得4个GE互作位点,分布在水稻5、6、7号染色体上,均为微效QTL.在莆田环境下,与粒宽相关的1对QTL存在加加上位性效应,且对表型变异贡献率达33...

以籼粳交密阳23/吉冷1号200个F2:3家系作为作图群体,在北京(正常生长环境)、昆明(自然低温胁迫)、公主岭(冷水胁迫)、韩国春川(正常生长环境和冷水胁迫)等5种不同生长环境下进行了水稻秆长、穗长、穗粒数和穗抽出度等主要农艺性状的异地鉴定,并利用SSR标记进行了上述农艺性状的QTL分析。检测结果表明,5种不同环境下检测到与上述农艺性状相关的QTL共44个,分布于除第9染色体外的11条染色体上。qCL1a、qCL1b、qCL5a、qCL6b、qPL1a、qPL3a、qPL6b、qPL6c、qPL7b、qSP8b、qSP1c、qSP11a、qSP12和qPE1至少在2种不同生长环境下均检测到,...

【目的】水稻株高和穗长是影响水稻产量的2个重要因素,选育长穗大粒和株高适中的品种将对水稻的增产有非常重要的意义。通过对株高和穗长进行多环境QTL分析,鉴定稳定表达的株高和穗长的主效QTL,增加对株高和穗长遗传行为的了解,为水稻株型育种提供参考。【方法】首先,以辽宁省超级粳稻品种沈农265和云南省的地方粳稻品种丽江新团黑谷杂交衍生的粳-粳交重组自交系(recombinant inbredlines,RILs)群体为试验材料,采用QTL Ici Mapping v3.0软件基于完备复合区间作图法在多环境条件下(沈阳,2011;海南,2012年;沈阳,2013年)对株高和穗长进行QTL分析;其次,基...

利用实验室收集的优良种质资源籼稻亲本B91及B233分析影响粒质量的关键表型性状,挖掘粒质量相关的遗传位点与候选基因,进一步了解多基因调控粒型性状的遗传基础,以期在种质资源改良中加以应用。以2个籼稻亲本B91和B233及杂交繁育的F_2群体为研究材料,对B91和B233籽粒颖壳和胚乳进行扫描电镜观察,测定两亲本灌浆速率;对B91和B233构建的F_2分离群体进行QTL-seq分析,通过注释基因表达位置以及预测功能进一步筛选出粒质量候选基因。结果表明,根据籽粒颖壳和胚乳扫描电镜观察,B233与B91粒长、粒宽、粒厚的差异是由细胞大小和细胞数量共同决定的,且与B91相比B233籽粒饱满度较差。通过灌浆参数的比较,B233起始生长势,活跃灌浆时间,最大灌浆速率等指标均大于B91。QTL-seq分析共得到了430 762个有效SNP位点,发现了位于6条染色体上共8个QTL。主要关注正阈值区内的5个QTL,对正阈值区QTL位点内△(SNP-index)>0.7的SNP位点进行了筛选,选出在基因中非同义突变及剪接位点上的SNP突变23个基因,同时挑选出Indel突变基因共11个。根据NCBI网站对注释基因的转录表达分析及基因功能预测筛选出6个可能为调控粒质量性状的候选基因,其中基因Os04g0617600、Os04g0619600编码蛋白起到蛋白激酶或转录调节因子作用,Os04g0624600、Os04g0631000调控碳水化合物的合成与分解,Os04g0653100调控生物大分子的运输,同时也是花粉壁细胞的重要组成成分,Os02g0611450可能调控生物大分子的合成和细胞周期。综上,水稻粒长、粒宽、粒厚及饱满度均直接影响水稻籽粒质量,通过扫描电镜观察,灌浆速率调查从细胞水平和生理水平解释粒质量差异。通过QTL-seq结合注释基因转录表达分析及功能预测等手段可以更高效的筛选出粒质量的候选基因。水稻粒质量可能受到蛋白磷酸化、转录调节相关基因的影响。

【目的】铁是人体新陈代谢过程中必要微量元素之一，缺铁可导致贫血、心跳加速、嗜睡等铁素缺乏症。水稻作为我国三大粮食作物之一，是人体获取铁元素的主要谷类作物之一，研究控制水稻籽粒铁含量的QTL对富铁水稻育种具有指导意义。【方法】本研究以“宁农黑粳”和“高粱稻-1”为亲本杂交再自交获得124个单株F_(6)群体为材料，通过Z-2000型原子吸收分光光度计对水稻糙米铁含量的测定。通过上网查询已经公布的水稻分子遗传图谱和实验室现存的1558 对SSR标记在“宁农黑粳”和“高粱稻-1”之间筛选多态性，获得130个SSR（simple sequence repeat）标记进行水稻籽粒铁含量的遗传分析及QTL定位。【结果】表明亲本的铁含量分别为46.23和14.32 mg/kg，双亲铁含量差异较大，F_(6)群体铁含量平均为18.53 mg/kg，介于两亲本之间并且偏向于低值亲本“高粱稻-1”。通过对124个单株F6群体进行控制籽粒铁含量的QTL检测，共检测到3个控制铁的QTL，分别位于水稻第1、8和12号染色体上，贡献率为14.31%、18.44%和16.32%，其中位于第8号染色体上RM432～RM331之间的qFe8对表型贡献率最大，其增效等位基因来自于亲本“宁农黑粳”。【结论】本实验所检测到的QTL可用于控制水稻籽粒铁含量的基因精细定位及克隆。对今后富铁水稻育种提供了理论依据，为揭示水稻籽粒铁含量的分子机制奠定基础。

为稻米品质分子育种改良提供新的辅助选择标记和理论依据，以籼爪交（籼稻×爪哇稻）组合Ｖ２０Ｂ／ＣＰＳＬＯ１７衍生的１５０份重组自交家系（ＲＩＬ）为作图群体，结合ＲＩＬ群体的粒形性状表型数据，运用ＱＴＬ ＩＣＩＭａＰＰＩｎｇ ４．０软件进行粒形性状ＱＴＬ检测及其遗传效应分析。结果表明，在７条染色体（１，２，３，４，５，７，１０）上共检测出５个粒长性状ＱＴＬＳ（ＱｇＬ－１，ＱｇＬ－２，ＱｇＬ－３，ＱｇＬ－７，ＱｇＬ－１０）、３个粒宽性状ＱＴＬＳ（ＱｇＷ－２，ＱｇＷ－４，ＱｇＷ－５）和４个长宽比性状ＱＴＬＳ（ＱＬＷＲ－１，ＱＬＷＲ－３，ＱＬＷＲ－５，ＱＬＷＲ－７）。第３染色体的ＭａＲｋｅＲ９１０２０９．．．

为了揭示不同环境下籽粒大小性状的分子遗传基础,鉴定新的调控籽粒大小相关的基因,为培育适宜籽粒大小的高产优质品种提供新的基因"元件"。以龙稻5(Longdao 5,LD5)和中优早8(Zhongyouzao 8,ZYZ8)杂交衍生的重组自交系(Recombinant inbred lines,RILs)群体为试验材料,采用QTL Ici Mapping v4.0软件基于完备复合区间作图法在不同生态环境下(沈阳,2015;南昌,2016年;海南,2016年)对籽粒大小性状进行QTL分析。在3种环境条件下,龙稻5和中优早8的籽粒大小性状均存在显著差异,在RILs群体中,籽粒大小性状存在较大幅度变异,呈现双向超亲分离,近似于正态分布,这表明籽粒大小性状均为多基因控制的数量性状;不同环境下共检测到35个控制籽粒大小性状相关的QTL,分布于第2,3,4,5,8,10和11号染色体上,单一QTL解释5.76%~38.88%表型变异;4个QTL能在3个环境下稳定表达,分别为q ST8、q SL11、q SV11和q TGW11,7个QTL能在2个环境下被检测到,分别为q SV2b、q ST3、q SLW3、q SLW8、q TGW8、q SW8和q SV8。此外,籽粒大小相关的QTL成簇分布于第2,3,8和11号染色体上,位于第8和11号染色体上检测到的2个QTL簇q SS8(q SW8、q ST8、q SLW8、q SV8和q TGW8)和q SS11(q SL11、q SV11和q TGW11)存在明显的多效性和环境钝感特性,对籽粒大小具有明显的调控作用,其中q SS8可能是一个新的位点。结果对进一步发掘和利用新的水稻籽粒大小相关的QTL具有重要意义。

为了揭示不同氮素环境下株高和叶片性状的分子遗传基础,鉴定新的环境钝感的主效QTL。以丰锦和中优早8杂交衍生的籼粳交重组自交系(RILs)群体为试验材料,在不同氮素水平下对株高和叶片性状进行QTL分析。不同施氮水平双亲的株高和叶片性状存在明显变化,中优早8对氮素响应程度明显高于丰锦,不同施氮水平株高和叶片性状具有较高的遗传力。共检测到38个相关性状的QTL,分布于10条染色体上的17个染色体区域,仅9个QTL在不同供氮水平下稳定表达,氮素水平差值性状相关QTL主要分布在第7,8,11号染色体上。检测到2个新的环境钝感的主效QTL簇qPHLW7和qFLWA10,位于第7染色体的多效性QTL簇qPHLW7,具有明显的调控株高、叶长和叶宽的功能;位于第10染色体上的主效QTL簇qFLWA10参与调控剑叶宽和剑叶面积,具有明显的延伸叶片宽度和面积的功能。共检测到23对互作QTL,上位性互作是调控株高和叶片性状的重要遗传组成,且主效QTL参与上位性互作效应。检测到9个环境钝感表达的主效QTL,其中主效QTL簇qPHLW7和qFLWA10是调控叶片和株高性状的2个关键染色体区域,相关研究为后续探究奠定了基础。

【目的】鉴定影响籽粒大小相关性状的QTL,并估计QTL的表型效应;分析不同环境下QTL的稳定性。【方法】以冬小麦小粒地方品种和尚麦为母本,大粒育成品种豫8679为父本及其F7:8重组自交系的142个株系为试验材料,分析籽粒长度、宽度、厚度、体积及千粒重在北京(2006、2007)、合肥(2007)和成都(2007)4个不同环境下的性状表现,并利用已构建的含有170个SSR标记和2个EST标记的遗传图谱,对这5个性状进行QTL定位分析。【结果】4个环境下共检测到93个影响籽粒长度、宽度、厚度、体积及千粒重的QTL,这些QTL分布在除1D和6A之外的所有小麦染色体上。在检测到的QTL中,与籽粒长度...

利用自交系178和郑58构建的F2:3家系群体为研究材料,对不同环境下玉米籽粒锌、铁含量、籽粒构型、百粒重等籽粒主要性状进行相关分析,并对锌、铁含量进行QTL定位分析。结果表明,不同环境下籽粒锌含量与铁含量呈显著正相关,相关系数分别为0.159,0.395,粒长与粒厚呈极显著负相关,相关系数分别为-0.68,-0.252;粒长与百粒重呈极显著正相关,相系数分别为0.445,0.341,粒宽与百粒重呈极显著正相关,相关系数分别为0.448,0.570。在保定、邯郸两个环境下,共定位到了21个QTL,其中保定环境下定位到16个,邯郸环境下定位到5个。在第5染色体的umc1097-umc1670区段...

【目的】探索水稻剑叶叶宽调控及其对氮肥响应的遗传机理,为氮高效水稻新品种的培育提供新的种质资源和基因标记。【方法】以134份水稻地方种质资源为关联分析材料,通过基因组重测序发掘获得了3 356 591个分布于全基因组的高密度SNP位点(single nucleotide polymorphism,SNP)。在大田栽培条件下,以施氮量为主区,品种为裂区的设计,设计低氮(不施氮肥,N0)、正常氮(纯氮96 kg·hm(-2),N1)和高氮(纯氮192 kg·hm(-2),N2)3种氮肥处理。于水稻成熟期分别调

【目的】粒长、粒宽是小麦种子重要的形态性状,该性状对籽粒的外观商品品质、产量及磨粉品质均至关重要,研究不同环境条件下小麦粒长、粒宽的单个标记和复合区间作图的QTL定位,对小麦粒长、粒宽的分子标记辅助选择具有重要参考作用。【方法】应用一个由115个系组成的W7984/Opata 85重组自交系(RIL)群体,建立了由394个DNA分子标记组成的遗传连锁图,在2种不同环境条件下对小麦粒长、粒宽进行了单个标记的回归分析和复合区间作图的QTL定位。【结果】在单个标记的回归分析中检测到5个粒长的QTLs、3个粒宽的QTLs;复合区间作图分析结果表明,控制粒长的QTLs分别位于5BL和7DS上,在5BL上...

本研究采用比色法测定了大麦DH群体(Steptoe/Morex)各系籽粒γ-氨基丁酸(γ-Aminobutyric acid,简称GABA)的含量,并利用SSR及SRAP标记对其进行了QTL定位。结果表明:亲本间以及DH系间的GABA含量均存在显著差异(P

【目的】了解大气CO_2浓度升高对水稻穗部性状遗传表达的影响,为今后合理筛选育种材料提供依据。【方法】以粳稻Asominori与籼稻IR24所衍生的染色体片段置换系(CSSLs)为材料,在已构建的染色体置换系遗传图谱的基础上,对比分析水稻穗部性状在FACE(约570μmolCO_2·mol-1)和正常大气CO_2浓度(约370μmolCO_2·mol-1)下的变化及其LOD≥3.0时的数量性状位点(QTL)。【结果】FACE下,Asominori和IR24的穗长、一次枝梗数、每穗总粒数、瘪粒数、结实率和着粒密度的表型值均高于对照;而Asominori和IR24所衍生的CSSLs的穗部性状对CO...

【目的】对水稻粒宽突变体gw87(grain width 87)进行表型鉴定、遗传分析、基因定位及候选基因分析,为探明该基因调控水稻籽粒大小的分子机制及应用潜力奠定基础。【方法】利用甲基磺酸乙酯诱变籼稻恢复系材料676R,获得一份籽粒宽度和千粒重显著增加的突变体gw87。对该突变体进行表型观察、农艺性状调查及外源油菜素内酯(BL)敏感性、叶绿素含量、光合参数测定,了解其表型特征及生理特性。调查gw87与676R杂交F1的表型和F_2群体的分离情况,分析其遗传行为;选取该群体中的突变植株进行高通量测序,并利用gw87与粳稻品种日本晴杂交的F_2代作为定位群体,通过MutMap分析和分子标记定位,遴选候选基因并进行DNA和cDNA测序验证。利用qRT-PCR分析gw87和676R中BR合成途径基因OsDWARF4、D11和D2的表达差异。【结果】与野生型亲本676R相比,gw87突变体的株高降低,节间缩短,其中,倒一节间长度缩短最大,并呈现出扭曲的形态;叶片长度减少,宽度增加;单株有效穗数、主穗穗长和结实率显著降低,但籽粒宽度和千粒重显著增大。BL敏感性试验显示,gw87突变体幼苗对外源BL的敏感性降低。光合色素和光合参数测定表明,gw87光合色素含量增加,光合速率也有所增加。遗传分析表明gw87的突变性状是由1对隐性核基因控制。MutMap分析显示gw87突变基因位于第5染色体中部,在该染色体区域仅有1个碱基突变引起编码氨基酸变化;分子标记连锁分析表明该突变基因位于InDel标记X2和X3之间约101 kb的染色体区域;综合这两方面分析结果,最后遴选出gw87候选基因是编码一个含有AP2/EREBP DNA绑定结构域的转录因子基因LOC_Os05g32270。对该候选基因进行DNA和cDNA测序验证,发现gw87突变体中该基因DNA的第1 041位的碱基由G突变为A,导致与该位点相邻的76 bp内含子序列被剪接为外显子,引起阅读框移码,蛋白翻译提前终止。qRT-PCR分析显示gw87突变体中BR合成途径基因的表达量显著上调,表明gw87突变体中BR信号减弱。【结论】gw87是smos1、shb、rla1、ngr5的新等位突变体,但与这些突变体表型不同,gw87籽粒的宽度和千粒重显著增加,可能是LOC_Os05g32270的突变位点不同,导致其编码蛋白的功能活性不同所造成。