有效穗数是蓖麻产量的重要构成因子。为揭示蓖麻有效穗数的遗传基础及挖掘其候选基因，利用表型差异显著的2个亲本杂交构建F_2和BC_1(F_1×P_2)群体，通过SSR引物基因分型以及CIM和ICIM-ADD 2种检测方法对单株有效穗数和一级分枝有效穗数进行QTL定位，并以相同方法在S_1群体进一步验证QTL重复性。在F_2群体中共检测到9/5(CIM/ICIM-ADD,下同)个QTL,其中，单株有效穗数和一级分枝有效穗数QTL分别为3/2,6/3个，分别解释了6.70%/11.87%和25.15%/13.87%的表型变异。BC_1群体的定位结果与F_2群体基本一致。其中，qESNPP3.1和qEPBSN3.1为稳定QTL,贡献率都接近10%,后者在S_1群体中再次检测到，贡献率为13.27%;它们在RCM915～RCM950标记区间内重叠分布，共同构成1个调控蓖麻有效穗数的主效QTL簇。从RCM915～RCM950标记区间中共鉴定了2个蓖麻有效穗数候选基因(即Rc-US03g04880和Rc-US03g05950),它们在双亲多个分枝组织中差异表达。上述结果为蓖麻有效穗数的标记辅助选择提供了重要的分子标记，也为其遗传和生理机理研究提供了必要的候选基因。

【目的】通过对油菜株高进行多环境QTL定位并与已报道的油菜株高QTL和植物株高基因分别进行整合和比对分析,揭示油菜株高的遗传结构和候选基因并为其分子改良提供依据。【方法】以油菜优良品种中双11(测序)和No.73290(重测序)衍生的含184个单株的Bna ZNF2群体为试验材料。首先,对Bna ZNF2群体进行基因型分析,利用Joinmap 4.0软件构建了一张含803个分子标记的高密度遗传图谱。其次,对F2:3和F2:4家系进行连续两年(2010—2011)两点(武汉和西宁)田间试验和表型鉴定。然后,

【目的】挖掘小麦新种质“普冰3228”穗下节的有效位点/基因，探讨其穗下节分子遗传机制。【方法】以“普冰3228”ד京4839”杂交产生的210个重组自交系群体为材料，利用55K SNP芯片构建该群体高密度分子遗传连锁图谱，采用完备区间作图法（ICIM-ADD）对穗下节长度进行QTL定位分析，并基于QTL定位结果对穗下节长度候选基因进行预测分析。【结果】研究发现该遗传群体穗下节长度存在丰富的遗传差异，分布于16.00～117.50 cm。共检测到6个与小麦穗下节相关的QTL，该QTL主要分布于2B、4B、4D、5B和6D染色体上，其LOD值介于2.55～7.88，解释变异率分布于3.43%～15.84%，且绝大多数QTL均来自母本“普冰3228”。定位于4B染色体上AX-109373490～AX-111540511区间的QUIL-4B.e1和定位于4D染色体上AX-110984743～AX-109230716区间的QUIL-4D.e1为穗下节长度主效QTL，可在两个环境下均被检测到的QUIL-4D为穗下节长度稳定QTL。进一步分析发现15个与穗下节长度相关的候选基因。该候选基因主要编码一些相关蛋白及功能酶，通过调节或影响植物代谢活动进而对小麦穗下节长度产生影响。例如TraesCS4D01G039200可能编码一种原纤维家族蛋白，直接影响小麦穗下节长度，TraesCS4D01G040300可能编码代谢产物转运蛋白，通过调节代谢产物在穗下节区域的分配影响穗下节的长度。【结论】研究共检测到与小麦穗下节长度相关QTL 6个，预测到与穗下节相关候选基因15个，研究结果有助于小麦穗下节遗传机制解析，并为穗下节遗传改良提供新种质。

穗长是小麦重要的农艺性状，与产量构成因素密切相关。旨在研究小麦穗长遗传基因，筛选与穗长基因连锁的分子标记，为小麦分子标记辅助育种提供分子支撑。以科大116和科大101为亲本构建的F_2群体为试验材料，通过SSR分子标记，构建覆盖小麦基因组的遗传图谱，并结合完备复合区间作图法对穗长进行QTL定位。采用3 234对引物，共筛选出434对在双亲间具有多态性的引物，多态性引物的检出率为13.42%。通过BSA混池分析，共筛选出28个可能与穗长连锁的分子标记，其中16个标记通过262株群体验证与目标基因紧密连锁。通过QTL-IciMapping软件构建小麦染色体组的遗传图谱，标记间的平均遗传距离为38.66 cM,共检测出7个与穗长相关的QTL位点，分别位于3B、4A、4B和6B染色体上，其加性效应值均为正值，对表型性状遗传变异的贡献率在4.01%～23.16%。在4B染色体上定位出2个主效QTL位点，贡献率为17.59%～23.16%。其中，Qsl4B-2距离其最近的分子标记只有3.5 cM,为连锁最紧密的一个QTL位点，分析发现其可能为新的主效QTL位点。因此，4B染色体上可能存在与穗长相关的基因。通过分析预测，在4B染色体的yzu397456～yzu404917和yzu409422～yzu405167标记区间内，可能存在7个调控小麦穗长的候选基因，在穗中持续高表达。

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】定位控制油菜叶片叶绿素含量的QTL，鉴定QTL区间的候选基因，为油菜高光效品种选育提供理论参考。【方法】在2种生态环境测定KN DH 群体348份品系叶绿素含量性状，结合KN高密度遗传连锁图进行叶绿素含量QTL定位和QTL区间候选基因鉴定。【结果】 在2个生态环境初步鉴定到34个叶绿素含量显著性QTLs，QTL区间整合获得31个叶绿素含量consensus QTLs，其中3个QTLs至少在2个种植环境鉴定到。2个QTL cqCC.A7-3和cqCC.A7-5在冬性和春性生态环境都能够鉴定到，属于冬性和春性环境稳定表达QTL；cqCC.A1-4在冬性生态环境中鉴定到，属于叶绿素含量性状的主效QTL。油菜叶绿素含量QTL置信区间共鉴定到66个潜在候选基因，其功能主要涉及叶绿素的生物合成和降解、光合作用中的光信号和电子传递，包括BnaA01g14880D（ACD1-LIKE）、BnaA07g29990D（AtWSCP）、BnaA01g22670D（LHCA3）、BnaC08g43200D（PSAO）、BnaC06g28800D (FTSH1) 和BnaC08g19460D (SAUL1)等。【结论】控制油菜叶绿素含量的QTL定位及其候选基因鉴定可为油菜叶绿素调控基因的精细定位、遗传基础解析以及油菜高光效育种提供基因资源和理论依据。

[目的]本研究旨在发掘水稻产量相关基因,为水稻产量性状改良提供新的种质资源,为水稻穗发育遗传研究提供分子证据。[方法]利用表型差异明显的粳稻‘茭白稻’和籼稻‘Saber’构建F_2群体,对其株高及穗部性状进行QTL检测。根据F_2结果,构建F_(2∶3)分离群体,对效应值较高的穗长QTL qPL9进行验证、精细定位和候选基因预测,并对候选基因进行克隆、测序和序列比对分析。[结果]在F_2群体中检测到株高、穗长、每穗颖花数、二次枝梗数、粒长和粒宽共6个性状的16个QTL。其中效应最高的qPL9解释了32.8%的穗长变异,位于SSR标记RM1189和L171之间,LOD值为8.27。对qPL9所在位点进行验证后进行精细定位,最终将其定位在InDel标记L174与L171之间,物理距离为90.47 kb,含有9个开放阅读框(ORF)。分析候选基因序列,发现LOC_Os09g28300、LOC_Os09g28310和LOC_Os09g28320的编码序列在‘茭白稻’和‘Saber’间有差异,且导致氨基酸序列差异。[结论]qPL9是新位点,其候选基因可能为LOC_Os09g28300、LOC_Os09g28310和LOC_Os09g28320。

利用穗粒数和穗长差异较大的2个粳稻品种日本晴与大穗型粳稻种质B0801组配群体,对水稻穗粒数、穗长和着粒密度等穗部性状进行数量基因位点检测,共检测到11个QTL,分布于第1,2,5,7以及9号染色体上,QTL的贡献率范围为0.21%～68.20%。其中,4个控制穗粒数的QTL分别位于第1,2,7,9号染色体,其贡献率为0.21%～25.06%。第9号染色体RM1328～RM3533标记区间的控制穗粒数性状的qGNP9-1位点,为主效QTL;控制穗长的QTL 4个,4个QTL分别位于第1,2,5,9号染色体。其贡献率范围为0.28%～61.19%,其中qPL9-1的LOD值为31.88,对表型变...

为明确玉米穗部发育相关性状的主效QTL位点,利用玉米自交系‘B73’与‘郑58’构建F_2群体,采用48K液相杂交捕获探针进行基因型鉴定,结合多个环境下测得的表型数据对玉米穗轴长与穗轴粗进行QTL定位和全基因组预测。结果表明:穗轴长与穗轴粗在基因型、环境、基因型与环境的互作3个变异项均具有显著差异,穗轴长性状与穗轴粗性状的广义遗传力分别是0.71与0.52。穗轴长共检测到8个QTL,表型贡献率为3.54%～12.64%,在3号染色体检测1个新的主效QTL,即qCL3,LOD为8.31,表型贡献率为12.64%。穗轴粗共检测到3个QTL,表型贡献率为7.92%～10.61%,在4号染色体上检测到1个新的主效QTL,即qCD4-1,LOD为5.14,表型贡献率为10.61%。穗轴长与穗轴粗全基因预测的精度分别为0.56和0.39,全基因组预测精度随着训练群体和标记数目的增加而增加,当训练群体大小达到总群体的60%、标记密度达到500个时,预测精度增加幅度变缓。

【目的】矮化砧木可以诱导地上部接穗品种矮化,实现苹果的丰产和稳产。因此,深入挖掘调控苹果树体生长的基因,可以改善苹果树形,加强苹果园地的管理方便性。【方法】以矮化苹果砧木‘G.41’和乔化苹果砧木新疆野苹果(Malus sieversii)为亲本构建的188株F1代分离群体为试材,并于每个分离群体植株上嫁接‘富士冠军’。基于SSR标记技术,采用Join Map 4.0作图软件构建苹果遗传连锁图,应用Map QTL 5.0作图软件,结合后代群体的表型数据,对接穗高度和接穗横截面积生长性状进行初步QTL定位。结合苹果基因组序列信息,利用Primer5.0软件进行新SSR标记开发,并对初步定位区域进行精细定位及候选基因预测。【结果】该研究从361对SSR引物中筛选出108对在亲本之间表现出多态的SSR引物,多态率为29.9%。其中95对引物用于遗传连锁图谱构建,并在5号连锁群上初步检测出4个与植株生长性状相关的QTL位点,与接穗高度、接穗横截面积性状紧密连锁的两个标记,为L05024和Hi09b04。根据初步定位区域的序列信息,设计了新的SSR引物24对,其中在亲本间表现出多态的有10对,利用该10对引物对5号连锁群重新分析。构建了包含21个SSR标记、总长为86.0 c M的高密度遗传图谱,其平均遗传距离为7.52 c M。通过对接穗高度与接穗横截面积生长相关性状的QTL分析,在SSR标记L05024和Hi09b04之间找到与其相关的QTL位点,其表型贡献率分别为19.2%和51.7%。将该QTL位点与基因组序列对比,发现其物理距离为543 kb,并且该QTL区间包含16个候选基因。推测其中MDP0000323212为与植株生长密切相关的基因。【结论】本研究将砧木诱导矮化基因定位于苹果第5号染色体543 kb区段内,侧翼标记分别为L05024和Hi09b04,其物理距离为4.048—4.591 Mb,并筛选到可能参与调控植株生长的候选基因MDP0000323212。

【目的】芝麻是对湿害极其敏感的作物,湿害是影响中国芝麻生产发展和单产提高的主要障碍因素,然而,芝麻耐湿性分子生物学研究基础薄弱,迄今,国内外有关芝麻耐湿性基因定位的研究尚未见报道。利用重组自交系(RIL)群体进行芝麻耐湿性QTL定位,结合芝麻核心种质群体进行耐湿性相关分子标记研究,并挖掘优异耐湿基因资源。【方法】以高耐湿芝麻品种中芝13与极敏感种质宜阳白杂交后连续自交6代构建206个株系的RIL群体。利用113对多态性分子标记扫描RIL群体获得基因型数据,用MapMaker/EXP.3.0软件构建遗传连锁图谱。2009年和2010年在武汉和鄂州2地点通过人工淹水胁迫获得RIL群体盛花期湿害后正...

在粳稻中花11的组培后代中发现1个突变体ep7,其稻穗直立,且株高、有效穗、粒长和千粒质量等均显著降低;利用该突变体与籼稻华粳籼74构建F2分离群体对突变体进行遗传分析,结果表明,该突变表型由1对核隐性基因控制,并用分子标记将该基因定位于第7染色体长臂上,命名为EP7,其与InDel标记ID5198-2和ID4309-1的遗传距离分别为0.7 cM和0.5 cM;生物信息学和序列多态性分析表明,可能是大片段的DNA插入造成候选基因功能缺失,导致该突变表型的产生。

【目的】株高是玉米株型育种的重要目标性状之一，不仅与玉米籽粒的机械化收获及抗倒伏相关，也与玉米产量密切相关。因此，挖掘玉米株高 QTL/基因并解析其功能具有重要的理论和育种价值，定位一个新的玉米矮秆基因 ZmDLE1，阐明其生物学功能，为加速改良玉米的株型提供重要的理论依据和基因资源。【方法】利用化学诱变剂甲基磺酸乙酯（EMS）诱变甘肃省农业科学院作物研究所自育玉米骨干自交系 LY8405,M_2后代分离获得一个单基因调控隐性遗传的玉米矮秆低穗位突变体，M_3、M_4后代能稳定遗传，命名为 dwarf and low ear mutant1(Zmdle1），通过与 Mo17 杂交构建 F_2分离群体，借助极端性状混池测序分析法（BSA-seq）及目标区段重组交换鉴定的方法，基于 Mo17 参考基因组对目标区段内的基因进行挖掘和功能注释，定位候选基因。【结果】开展了 Zmdle1 表型鉴定，突变体 Zmdle1 苗期表型与对照 LY8405 无显著性差异，成熟期植株株高和穗位高较 LY8405 分别降低 87.2 和 55.4 cm，为 35.0%和 62.9%，差异极显著。细胞形态学观察表明，穗下节间数减少及节间细胞长度缩短是导致 Zmdle1 的株高和穗位高显著降低的主要原因。利用 F_(2:3)遗传群体，进行突变基因的遗传分析，后代野生型和突变体植株分离比例符合 3:1（χ~2=2.854），说明突变基因为细胞核遗传的单隐性基因。因此，根据 BSA-seq 结果，将候选基因 ZmDLE1 初步定位在玉米第 1 染色体 Bin1.09-1.10 区段约 15 Mb 区间内，进一步利用 Mo17 和Zmdle1 重测序结果开发多态性分子标记，通过图位克隆手段精细定位目标基因，最终将候选基因定位到约 600 kb 大小区间，该区间内有 16 个候选基因。比对重测序数据，发现 Zm00001d033231 在第 2062位置碱基 G 变成 A，导致氨基酸由甘氨酸变成丝氨酸，且转录水平表达比 LY8405 极显著降低，Zm00001d033234 第 223 位置碱基由 T变成C，导致第75位氨基酸由丝氨酸变成脯氨酸，转录水平无显著差异，通过对该候选区段群体关联分析及功能注释发现Zm00001d033231 和Zm00001d033234均与玉米生长发育相关。【结论】定位到第 1 染色体末端 Bin1.09区段候选基因 ZmDLE1，有效调控玉米株高和穗位高，精细定位缩小目标区段至600 kb区间内 Zm00001d033231 与株高显著关联。

【目的】确定芝麻发芽期耐盐性鉴定适宜的Na Cl胁迫浓度和评价指标,发掘耐盐种质和耐盐相关重要基因,为芝麻耐盐性大规模鉴定、遗传改良和耐盐机理研究提供方法借鉴和优异基因资源。【方法】以8份耐盐性差异较大的芝麻种质为材料,在不同浓度的Na Cl(0、50、100、150、200和250 mmol·L-1)胁迫下发芽,测定其发芽势、成苗率、根长、芽长和鲜重等指标,通过对指标值的方差分析、主成分分析、隶属函数和相关性分析等,筛选芝麻发芽期耐盐性鉴定适宜的Na Cl处理浓度和评价指标。以100 mmol·L-1 Na Cl溶液为处理浓度,相对成苗率为鉴定指标对71份芝麻核心种质进行发芽期耐盐性鉴定和全基因组关联分析,并对获得的候选基因进行功能注释;通过Na Cl胁迫下芝麻幼苗叶片转录组测序和荧光定量PCR分析候选基因的表达模式,筛选耐盐相关候选基因。【结果】对不同浓度Na Cl胁迫下8份芝麻材料发芽各指标进行统计和方差分析表明,100 mmol·L-1的Na Cl处理下,除发芽势外,发芽指数、活力指数、成苗率、根长、芽长和苗鲜重的标准偏差值均较大,所有指标在0.05水平上均存在显著差异,100 mmol·L-1的Na Cl溶液可以作为芝麻发芽期耐盐性鉴定的适宜胁迫浓度;相对成苗率、相对发芽势、相对发芽指数、相对活力指数、相对芽长、相对根长和相对鲜重7个指标与芝麻发芽期耐盐性关系密切,贡献率较高,可以作为芝麻发芽期耐盐性鉴定的评价指标。71份芝麻核心种质材料的相对成苗率变异比较丰富,符合正态分布;通过对71份芝麻核心种质相对成苗率与SNP标记进行全基因组关联分析,检测到7个与芝麻发芽期耐盐性显著关联的SNP标记(LG5:688003、LG7:9582027、LG10:5274091、LG10:10788493、LG11:11924186、LG14:2128695和LG16:3930301),SNP标记上、下游各100 kb区间内共有基因67个,其中有功能注释的基因34个;通过耐盐材料S04在盐胁迫下的转录组测序和荧光定量PCR对预测的候选基因进行表达模式分析,共有21个候选基因受到盐胁迫诱导显著差异表达。【结论】芝麻发芽期耐盐性鉴定的适宜Na Cl胁迫浓度为100 mmol·L-1,相对成苗率等7个指标可以作为适宜的评价指标;检测到与芝麻发芽期耐盐性显著关联的SNP标记7个,并鉴定出耐盐候选基因21个。

以85个单片段代换系为材料,其受体亲本为广陆矮4号,供体亲本为日本晴。通过单因素方差分析和Dunnett's多重比较,分析单片段代换系与受体亲本之间穗粒数的差异,对代换片段上的穗粒数QTL进行鉴定。以P≤0.001为阈值共检测到27个穗粒数QTLs,分布于除第10染色体外的其他11条染色体上。其中,2个QTLs的加性效应表现为减效作用,另外25个穗粒数QTLs的加性效应表现为增效作用。其加性效应值的变化范围为-37.5～96.9,加性效应百分率的变化范围为-29.07%～88.57%。为进一步发掘和利用新的水稻穗粒数QTL奠定基础。