[目的]挖掘新的控制水稻抽穗期的QTLs,为水稻花期调控的遗传机理研究和分子育种提供新的基因资源。[方法]以籼稻品种特籼占空间诱变突变体CHA-1和籼稻航恢7号空间诱变突变体H335为亲本进行杂交,构建包含275个株系的重组自交系(RIL)作图群体,利用由两亲本重测序及RIL群体简化基因组测序所构建的高密度遗传图谱,在2个环境下进行水稻抽穗期QTL定位。[结果]经两亲本重测序及RIL群体简化基因组测序,构建了包含2 498个Bin标记的高密度遗传图谱。该图谱覆盖水稻12条染色体,各染色体标记数平均208.17,标记间平均遗传距离为0.95 cM。在2个环境下共定位到4个影响抽穗期的QTLs,分布于第3、第6和第8号染色体,其中qHD-6和qHD-8-1位于前人已报道定位的区域并被克隆,另外2个QTLs(qHD-3和qHD-8-2)尚未见报道,并且qHD-8-2能在2个环境中被重复检测到,贡献率分别为8.30%和10.89%。[结论]通过构建的高密度遗传图谱在2个环境中共检测到4个影响抽穗期的QTLs,其中qHD-3和qHD-8-2是新的抽穗期QTL位点,可用于后续抽穗期调控基因的精细定位及克隆研究,也可用于水稻抽穗期的分子调控机理研究与育种。

【目的】挖掘新的控制水稻叶绿素含量的相关位点和基因,为水稻叶绿素含量的遗传机制研究提供理论基础。【方法】利用剑叶叶色存在明显差异的粳稻TD70和籼稻Kasalath杂交构建的包含186个株系的重组自交系群体为供试材料,通过对两亲本及RIL群体重测序,构建了包含12 328个Bin标记的高密度遗传图谱。RIL群体及亲本分别于2011和2020年正季在江苏省农业科学院种植。抽穗后第3天使用叶绿素仪测定剑叶SPAD值。使用IciMappingv3.4软件完备区间作图法,对控制水稻抽穗期剑叶叶绿素含量的QTL进行鉴定。利用便携式光合仪测定RIL群体中20个SPAD极端株系的水分利用效率、蒸腾速率、气孔导度和净光合速率等光合作用参数。【结果】2年共检测到19个抽穗期剑叶叶绿素含量相关QTL,分别分布在除第8、9和10染色体外的其他9个染色体上。单一QTL贡献率为3.09%—13.13%,LOD值为2.74—14.08。通过物理位置比对,发现其中10个QTL与前人定位到的叶绿素含量相关位点在相同或邻近区域。qCHL2-1和qCHL5-1 2年均被检测到,表现出较强的稳定性。qCHL2-1位于第2染色体的7.63—7.71 Mb处,2年LOD值分别为14.08和7.93,贡献率分别为13.13%和7.94%。qCHL5-1位于第5染色体的23.44—23.49 Mb处,2年LOD值分别为4.31和3.76,贡献率分别为3.57%和4.82%。结合功能注释和亲本间序列分析,分别在qCHL2-1和qCHL5-1染色体区间内找到2个与剑叶叶绿素含量相关的基因Os02g0236000和Os05g0476700。这两个基因的核苷酸序列在两亲本间均存在差异。Os02g0236000编码水稻天冬氨酸氨基转移酶(AAT1),是水稻氮代谢途径中的重要酶,与蛋白质及氨基酸含量有关。Os05g0476700编码叶面斑点相关蛋白,推测与叶片颜色有关。根据AAT1在CDS+273 bp有无突变对RIL群体进行等位型分类。在20个SPAD极端株系中,AAT1不同等位型株系的剑叶SPAD值和水分利用效率、蒸腾速率、气孔导度和净光合速率等光合作用指标均存在显著差异。【结论】共检测到19个控制水稻抽穗期剑叶叶绿素含量QTL,鉴定了2个稳定存在的QTL——qCHL2-1和qCHL5-1,在这两个QTL区间筛选到2个可能调控水稻抽穗期剑叶叶绿素含量的基因。其中1个AAT1(Os02g0236000)不同等位型的光合作用参数在20个极端SPAD株系中存在显著差异,推测其为最可能的候选基因,可用于后续剑叶叶绿素调控基因的功能研究。

【目的】通过对水稻籽粒大小相关性状进行QTL定位及候选基因的筛选,为水稻籽粒大小相关基因的精细定位、克隆及基因功能等研究奠定基础。【方法】以籼稻品种特华占搭载高空气球空间诱变后产生的特异矮秆突变体CHA-1为母本,以籼稻品种航恢7号搭载"神州八号"飞船经空间诱变后筛选出的突变体H335为父本杂交衍生出的275个RIL群体作为供试材料,利用GBS测序技术构建高密度遗传图谱,RIL群体及亲本分别于2017年早季和2017年晚季在华南农业大学实验教学基地种植。成熟收获后通过扫描仪获取水稻籽粒图像,利用SmartGrain软件获取籽粒大小相关性状表型数据。采用QTL IciMapping v 4.0软件基于完备复合区间作图法,对水稻籽粒大小相关性状进行QTL定位。【结果】构建的高密度遗传图谱包含2 498个Bin标记,总图距2 371.84cM,标记间平均遗传图距为0.95 cM。两季共检测到26个籽粒大小相关QTL,分布于第1、2、3、4、7和9染色体上,单一QTL贡献率为0.16%—14.41%。在第1、2、3、7染色体上检测到5个QTL簇(qGS1、qGS2、qGS3-1、qGS3-2和qGS7)。其中qGS1、qGS3-2和qGS7与前人报道相似,qGS2和qGS3-1是新发现的籽粒大小相关QTL,qGS2在2个季别的不同性状中被检测在同一标记区间附近,LOD值介于4.00—8.08,贡献率为6.67%—11.38%。qGS3-1在2个季别下均检测到与籽粒厚度相关,LOD值介于2.94—8.59,贡献率为4.69%—14.41%。使用的高密度遗传图谱定位区间较小,结合功能注释和CREP数据库表达谱,在qGS2位点筛选到4个潜在的与籽粒大小相关的注释基因LOC_Os02g42310、LOC_Os02g42314、LOC_Os02g42370和LOC_Os02g42380。其中LOC_Os02g42310编码一个丝氨酸羧肽酶;LOC_Os02g42314编码一个泛素E2结合酶;LOC_Os02g42370编码一个类受体蛋白激酶;LOC_Os02g42380编码一个TCP转录因子。在qGS3-1位点筛选到3个潜在的与籽粒大小相关的注释基因LOC_Os03g39020、LOC_Os03g39150和LOC_Os03g39230。其中LOC_Os03g39020编码一个驱动蛋白结构域;LOC_Os03g39150编码一个蛋白激酶结构域;LOC_Os03g39230编码一个具有去蛋白质泛素化功能的OTU-like半胱氨酸肽酶。其中编码泛素E2结合酶的LOC_Os02g42314和编码驱动蛋白结构域的LOC_Os03g39020在幼穗和授粉后的胚乳中表达量较高,推测其为最可能的调控籽粒大小的候选基因。【结论】共检测到26个水稻籽粒大小相关QTL。在第1、2、3和7染色体上检测到5个QTL簇(qGS1、qGS2、qGS3-1、qGS3-2和qGS7),其中qGS2和qGS3-1为新发现的控制籽粒大小QTL,并在该位点筛选到2个可能调控水稻籽粒大小相关的候选基因。

以南粳35和N22杂交得到的F2群体为研究对象,通过构建遗传连锁图谱,对控制水稻抽穗期的QTL进行定位。利用Win QTLcart2.5软件共检测到7个控制水稻抽穗期的QTLs;分别位于第2、3、5、6、10和12染色体上,其中在第3染色体上检测到2个QTLs,每个QTL能够解释4.33%~18.12%的表型变异,其中q Hd-3-1对抽穗期表型贡献率最大。利用QTLNetwork2.0在第3和第5染色体上检测到有1对上位性QTLs,对表型的贡献率只有2.17%。进一步利用N22/南粳35//南粳35高代回交群体对q Hd-3-1功能进行验证,结果证明在南粳35背景下q Hd-3-1能明显缩短...

【目的】水稻粒型是与产量直接相关的重要农艺性状,影响稻米的外观品质和商品价值。挖掘新的水稻粒型相关基因,对揭示水稻粒型调控的遗传机理研究有重要意义,同时可为水稻粒型分子育种提供新的基因资源。【方法】以极端粒型差异的粳稻TD70和籼稻Kasalath,以及杂交构建的186个家系的重组自交系群体为研究材料,利用高通量测序技术对亲本和RIL株系进行深度测序。统计186个RIL基因型数据,利用滑动窗法(SNP/InDel数目为15),将窗口内SNP/InDel信息转换成窗口的基因型,预测染色体上的重组断点构建RIL群体的BinMap遗传图谱,结合2年的粒长、粒宽、粒厚和千粒重的表型数据,运用QTL IciMapping软件,采用复合区间作图法对RIL群体的4个性状进行QTL定位。【结果】构建了一张包含12 328个Bin标记的高密度遗传图谱,该图谱各染色体Bin标记数为763—1 367个,标记间平均物理距离为30.26 kb。粒长、粒宽、粒厚和千粒重4个性状在RIL群体中呈近正态连续分布,且2年间的变化趋势相似,符合QTL作图要求。2018年对粒长、粒宽、粒厚及千粒重进行QTL分析,共检测到40个粒型QTL,其中,粒长12个,粒宽9个,粒厚8个,千粒重11个,2019年对粒长、粒宽、粒厚及千粒重进行QTL分析,检测到56个籽粒相关的QTL,粒长15个,粒宽11个,粒厚13个,千粒重17个。分析定位到的96个粒型QTL位点,连续2年都能检测到的QTL位点有11个,其中7个为已克隆的粒型基因位点,4个为未知的新位点,分别分布于第1、3、4、5染色体上,分别为粒长qGL-1-2和qGL5-2、粒厚qGT-3-2、粒宽qGW-4-1。【结论】构建了一张包含12 328个Bin标记的分子遗传连锁图谱,解析大粒粳稻资源的粒型基因,获得了qGW-4-1、qGL5-2、qGT-3-2、qGL-1-2等4个新的粒型QTL,可用于后续粒型调控基因的精细定位及克隆研究。

从普通野生稻／９３１１染色体片段代换系群体中筛选获得一个含有早抽穗ＱＴＬ的代换系ＣＳＳＬ１３。光温反应特性分析表明：ＣＳＳＬ１３早抽穗的特性对光温表现不敏感。利用ＣＳＳＬ１３和９３１１所衍生的ＢＣ５Ｆ２群体进行遗传分析，发现该群体中单株抽穗期呈明显的双峰分布，早抽穗和迟抽穗单株分离比符合３∶１的分离比，表明该早抽穗特性受一对显性主效基因控制。进一步利用ＢＣ５Ｆ２群体中７６株极早抽穗的单株和５２株极晚抽穗的单株将该Ｑ ＨＤ８．３定位在８号染色体分子标记Ｍ０７和Ｍ１３之间，物理距离约为１．６ ＭＢ。

【目的】在前期研究的基础上,进一步利用绿豆基因组SSR、EST-SSR、STS和普通菜豆基因组SSR等标记构建绿豆遗传连锁图谱,为绿豆重要性状相关基因的定位、克隆及分子标记辅助选育新品种等研究搭建技术平台。【方法】利用澳大利亚引进的Berken(高感豆象绿豆栽培种)×ACC41(高抗豆象绿豆野生种)及其重组自交系(recombinant inbreed line,RIL)群体,对6 686对引物进行PCR扩增及多态性筛选,包括6 100对绿豆基因组SSR、149对EST-SSR、13对STS和424对普通菜豆基因组SSR引物,将亲本间多态性引物,进一步分析重组自交系群体。结合前期研究的分子标记...

以毛泡桐Paulownia tomentosa为母本、白花泡桐Paulownia fortunei为父本进行正反交,以杂交获得的子一代(F1)构建泡桐连锁图谱的作图群体,选取限制性内切酶EcoRI对185个样品的基因组进行酶切,利用Illumina Hiseq2000测序平台进行RAD测序建库,以白花泡桐基因组为参考,采用SOAP2软件进行序列比对,利用筛选到的单核苷酸多态性SNP(Single Nucleotide Polymorphisms,SNP)位点对该群体进行基因型分析,使用Joinmap version 4.0软件构建泡桐连锁遗传图谱。结果表明:利用RAD测序技术共获得551 894个SNP标记,构建了含20个连锁群的泡桐遗传连锁图谱,该图谱的总图距为2 050.77 cM,标记间平均图距为0.58 cM,图谱预期长度为2 064.29 cM,图谱基因覆盖度为99.35%。本研究构建的泡桐连锁遗传图谱具有高精度和覆盖泡桐基因组完整(构建连锁群数目等于泡桐单倍体基因组染色体的数目)的优点,为泡桐分子育种学研究奠定了基础。

【目的】灌浆是玉米籽粒形成的重要生理过程,直接决定了籽粒的最终产量。了解玉米籽粒灌浆特性相关性状对粒重形成的作用,解析灌浆特性的遗传基础,为玉米高产育种实践提供指导。【方法】以中国玉米骨干自交系黄早四(HZS)、旅28(Lv28)为亲本构建的包含172个家系的重组自交系(recombination inbred line,RIL)群体为试验材料。首先,利用Logistic模型与Richards模型,进行玉米籽粒灌浆过程拟合度的比较分析。其次,利用方差分析、相关性分析及回归分析分别比较亲本籽粒灌浆特性的差异

【目的】通过构建高密度SNP遗传图谱，开展棉花多群体产量相关性状的QTL定位，获得稳定性好、精确度高的QTL，为产量性状调控基因的挖掘和有效分子标记的开发提供依据。【方法】以高稳产冀丰1271为母本、优质自交系冀丰173为父本，构建包含200个单株的F_2群体，利用测序基因分型（genotyping by sequencing,GBS）技术开发群体的SNP标记并构建高密度遗传图谱，对F_2、F_(2:3)、F_(2:4)群体的衣分、子指和单铃重进行QTL定位，注释主效和稳定QTL位点内的基因并分析基因在不同组织的表达模式，筛选候选基因。【结果】通过简化基因组测序，共获得383.07 Gb数据，包括母本冀丰1271的26.93 Gb、父本冀丰173的27.30 Gb和F_2群体的328.84 Gb,Q30值分别为90.55%、89.95%和95.77%。在F_2群体中开发了1 305 642个SNP标记，其中，用于构建遗传图谱的aa?bb型SNP为410 726个。构建了一张包含16 088个SNP、总图距为4 282.81 cM的高密度遗传图谱，标记间的平均距离为0.27 cM，利用共线性分析证明了图谱具有较高的质量。在3个群体中共定位到108个QTL，包括34个衣分QTL、36个子指QTL和38个单铃重QTL，其中有30个QTL与已报道QTL位置重叠或接近，78个QTL未见报道。发现10个主效QTL、16个稳定QTL，其中有5个主效QTL可在2个或3个群体中被定位到。qLP-A13-4在3个群体中均可被定位到，贡献率达到13.78%;qLP-A13-6在2个群体中被定位到，贡献率达到10.01%;qLP-D10-2在2个群体中被定位到，贡献率达到10.92%;qSI-D10-1在2个群体中被定位到，贡献率达到12.31%;qBW-D5-3在2个群体中被定位到，贡献率达到15.54%。在主效和稳定QTL位点内注释到3 415个基因。通过KEGG和GO分析，注释基因主要参与植物激素信号转导、TCA循环、次生代谢物质和氨基酸生物合成、光合生物的碳固定等通路。利用TM-1和NDM8的转录组数据，发现8个基因在棉花产量相关的纤维、胚珠或种子中具有较高的表达量，可能通过调控纤维或种子的发育，影响衣分或子指，进而影响棉花单铃重和产量。【结论】构建了一张陆地棉种内高密度遗传图谱，定位了108个产量相关QTL，发现5个主效QTL可在多个群体中定位到，鉴定到8个在纤维、胚珠或种子中高效表达的候选基因。

以不同生态型甘蓝抗枯萎病高代自交系R4-P1和感枯萎病自交系R2-P2组配得到的142个F2单株作为构图群体,利用AFLP、SSR、SRAP这3种分子标记技术对该群体进行遗传连锁分析,构建了一张含有9个连锁群、240个标记位点的高密度甘蓝分子遗传连锁图谱(LOD≥4),其包含162个AFLP标记、52个SSR标记和26个SRAP标记,标记间平均图距3.6 cM,覆盖864.4 cM。该图谱涉及标记种类多,是目前发表的覆盖基因组较全面的结球甘蓝亚种内遗传连锁图谱,可供参考的SSR标记数量多,将为后期甘蓝枯萎病抗性基因的定位及克隆搭建良好平台,同时为结球甘蓝重要农艺性状的QTL定位及分子标记辅助选...

以冬枣×临猗梨枣杂交F1代的150株个体为作图群体,利用AFLP标记和RAPD标记,对已有的枣遗传连锁图谱进行加密,构建1张包含388个AFLP标记和35个RAPD标记、由15个连锁群组成的高密度枣遗传连锁图谱,覆盖基因组总长度1309.4cM,标记间平均距离3.1cM。与原图谱相比,总图距增加72cM,标记间平均距离缩短0.8cM,大于10cM的标记间隔减少7个,图谱饱和度显著提高。在新构建图谱的基础上,利用JionmapQTL4.0软件,首次对控制枣树干直径性状的QTL进行分析。共检测到控制枣树干直径的QTL6个,分布在5个连锁群上,分别可解释38.1%,10.0%,14.4%,10.1%...

以印度小麦品种Sujata与澳大利亚小麦品系Avocet杂交获得148个家系的重组自交系群体为材料,利用6 397对基于二代测序技术的GBS标记、705对DArT-array标记和164对SSR标记构建普通小麦高密度遗传图谱。结果显示:该图谱覆盖小麦的21条染色体,分为25个连锁群,总长度6 104.4 cM,标记间平均距离为0.84 cM。本研究构建的高密度连锁图为后续QTL定位、图位克隆和分子标记辅助选择等研究奠定基础。

以98个家系组成的Nipponbare/Kasalath//Nipponbare回交重组自交系(BIL)及其亲本为遗传材料,利用复合区间作图方法(CIM)在两个环境下研究了水稻抽穗期4个异交性状对外源GA3处理的敏感性及其QTLs定位。结果表明:两个环境下BIL群体4个异交性状GA3处理值较对照显著增加。最上节间长度反应指数在两个生长环境中共检测到3个QTLs,分别位于第1、3、11染色体上,对GA3敏感的等位基因分别来自Kasalath、Kasalath、Nipponbare,解释表型变异的7.70%～13.77%。柱头外露率反应指数共检测到2个QTLs,分别位于第2和第7染色体上,对GA3...

利用所构建的Lemont×特青重组自交系(RIL),采用混合线性模型和复合区间作图法,对不同季节获得的水稻抽穗期QTL进行定位及上位性和环境互作效应分析.检测到3个控制抽穗期的QTL,分别位于第3、7和11号染色体上,共解释18.86%的遗传变异,单个QTL的表型贡献率为2.95%~10.56%,其中qHD7-1与环境存在显著互作,贡献率为2.18%;另检测到9对具有上位性效应的互作位点.