野生稻渗入系苗期耐铝QTL定位分析(英文)

本研究以元江普通野生稻与优良栽培稻亲本特青配制的野生稻染色体片段代换系为材料,在幼苗生长阶段,利用室内、室外株高、干重抑制率的表型数据检测与耐铝相关的QTL,分别检测到11、18、14和5个与耐铝相关的QTL,分布于不同的染色体上,室内、室外株高抑制率的表型数据检测结果表明,位于第8染色体RM38附近和第12染色体RM277附近贡献率较大,分别为12%和11%,分析是主效QTL。室内、室外干重抑制率的表型数据检测到的最大QTL的贡献率分别只有9%和8%,未检测到主效QTL。重复检测到的QTL分布于第7、8、9、11和12染色体上。第8染色体上有2个QTL,其中RM310附近的QTL被三次重复检测到,其余的被检测到二次,分析这些QTL是稳定的QTL。     

利用高代回交导入系定位水、旱条件下影响水稻根系及产量的QTL

 严重的水资源危机使得水稻耐旱性的遗传与育种研究成为当今的研究热点之一。【目的】鉴定与水稻耐旱性直接相关的根系性状QTL,为通过根系性状QTL的标记辅助选择培育耐旱水稻品种提供标记信息。【方法】以从供体Lemont（粳稻）导入到特青（籼稻）背景的254个高代回交导入系中筛选出覆盖供体全基因组的55个回交导入系为材料,采用PVC管栽培,定位了灌溉（对照）与干旱（胁迫）条件下影响根系及产量性状的QTL以及胁迫与对照间性状差值的QTL。【结果】共检测到25个影响根长（RL）、根数（RN）、根重（RW）和单株粒籽产量（GY）的主效QTL,根据在不同环境下的表达情况,将其分为3类,第1类4个,在两种环境下均被检测到;第2类12个,只在对照条件下检测到;第3类9个,受干旱胁迫诱导,只在胁迫条件下被检测到。此外还检测到11个影响胁迫与对照条件下性状差值的QTL。【结论】在水、旱两种条件下均检测到的相对稳定的3个QTL（QRl2b、QRl8b、和QRn12）及影响两种条件下性状差值（即性状稳定性）的11个QTL可能对耐旱性有直接贡献。     

Identification of QTLs Underlying Folate Content in Milled Rice

Understanding the genetic mechanism underlying folate biosynthesis and accumulation in rice would be beneficial for breeding high folate content varieties as a cost-effective approach to addressing widespread folate deficiency in developing countries. In this study, the inheritance of rice grain folate content was investigated in the Lemont/Teqing recombinant inbred lines and the Koshihikari/Kasalath//Koshihikari backcross inbred lines. 264 F12 recombinant inbred lines (RILs) and 182 BC1F10 backcross inbred lines (BILs) with their parents planted in randomized complete blocks with two replicates in 2010, and RILs harvested in 2008 were used for QTL detection using inclusive composite interval mapping (ICIM) method. In the RIL population, two QTLs, denoted by qQTF-3-1 and qQTF-3-2 (QTF, quantitative total folate), explaining 7.8% and 11.1-15.8% of the folate content variation were detected in one or two years, respectively. In the BIL population, a QTL, denoted by qQTF-3-3, was detected, explaining 25.3% of the variation in folate content. All the positive alleles for higher folate content were from the high-folate parents, i.e., Teqing and Kasalath. The known putative folate biosynthesis genes do not underlie the QTLs detected in this study and therefore may be novel loci affecting folate content in milled rice. QTLs identified in this study have potential value for marker assisted breeding for high-folate rice variety.     

基于掖478导入系的玉米产量性状QTL鉴定

 目的】鉴定玉米产量相关性状基因位点及包含有利等位基因的导入系,为了解产量性状形成的遗传基础及针对玉米自交系产量性状的分子设计提供参考和依据。【方法】以QB80和Qi319为供体亲本,掖478为轮回亲本,采用回交结合定向选择,分别构建含有61和72个家系的基础导入系群体。通过2年4点田间试验,利用完备复合区间作图进行产量及其相关性状的QTL（quantitative trait locus,QTL）分析。【结果】4个环境下,在QB80为供体的导入系群体中,共检测到9个性状的49个QTL;在Qi319为供体的导入系群体中,检测到9个性状的42个QTL。在2个及以上环境中均检测到的QTL有16个。同一性状在不同环境下所检测的QTL定位在相同的染色体区域,不同性状的QTL也定位在相同或临近的染色体区域,形成多个QTL富集区。2个群体所检测的QTL位点具有较少的一致性,说明2个供体材料中含有不同的有利基因位点。同时,导入片段中含有利基因的导入系,其相关性状明显得以改良,这些导入系可用于QTL聚合以改良掖478的产量相关性状。【结论】QB80较Qi319与掖478间的遗传差异更大,能检测更多的产量性状QTL;2个导入系群体中含有优良等位基因的导入系可用于QTL聚合改良掖478;QTL富集区是为产量性状基因的克隆提供可供参考的重要染色体区域。     

水稻产量性状竞争优势QTL定位

【目的】检测与水稻产量性状竞争优势相关的数量性状座位（QTL）,探讨水稻竞争优势的遗传基础。【方法】以特青为母本、以基于IR24遗传背景的6个IRBB近等基因系为父本,配组衍生了由204个水稻恢复系株系组成的重组自交系（RIL）群体,并用各个RIL与不育系中9A杂交获得测交F₁群体。两年同地种植两套群体,相邻两列并列种植相应的RIL和F₁,设2次重复。成熟时每份材料每个重复混收中间4株,考查单株穗数、每穗实粒数、每穗总粒数、结实率、千粒重和单株产量,计算得出2次重复的平均值。在各个性状上,以同一年的数据为基础,将F₁表现型减除对应RIL表现型,获得1套衍生数据。以（F₁-RIL）数据为基础,应用QTLNetwork 2.0检测QTL;经1 000次Permutation计算,选用全基因组显著性水平P＜0.05为阈值。【结果】6个产量性状在RIL和F₁群体之间均呈极显著正相关,相关系数以千粒重最高,为0.903;以单株穗数和单株产量最低,分别为0.333和0.357;结实率、每穗实粒数和每穗总粒数居中,分别为0.406、0.448和0.680。结果还表明,随着RIL表型值的增加,F₁杂种优势强度逐步降低、杂种劣势强度逐步升高。未检测到控制单株穗数的QTL,但在其他5个性状上共检测到16个QTL,分布于水稻第2、3、5、6、8和10染色体,其中,3个控制每穗实粒数,4个控制每穗总粒数,3个控制结实率,4个控制千粒重,2个控制单株产量,单个QTL的贡献率为1.7 %-22.1 %。控制每穗实粒数的所有3个QTL全部表现为中9A/IR24的竞争优势优于中9A/特青,而在每穗总粒数、结实率和千粒重上,分别有3、2和2个QTL表现为中9A/IR24的竞争优势优于中9A/特青,有1、1和2个QTL表现为中9A/特青的竞争优势优于中9A/IR24。在控制单株产量的2个QTL中,qGY2与控制每穗实粒数和每穗总粒数的qNGP2和qNSP2位于同一区间,qGY10与控制每穗实粒数和结实率的qNGP10和qSF10位于同一区间,它们均表现为中9A/IR24的竞争优势高于中9A/特青。【结论】亲本性状表现和杂种优势均对F₁的产量表现具有重要作用,与竞争优势有关的QTL对杂交稻产量性状遗传控制具有重要作用。     

Validation of qGSIO,a quantitative trait locus for grain size on the long arm of chromosome 10 in rice (Oryza sativa L.)

Grain size is a major determinant of grain weight and a trait having important impact on grain quality in rice.The objective of this study is to detect QTLs for grain size in rice and identify important QTLs that have not been well characterized before.The QTL mapping was first performed using three recombinant inbred line populations derived from indica rice crosses Teqing/IRBB lines,Zhenshan 97/Milyang 46,Xieqingzao/Milyang 46.Fourteen QTLs for grain length and 10 QTLs for grain width were detected,including seven shared by two populations and 17 found in one population.Three of the seven common QTLs were found to coincide in position with those that have been cloned and the four others remained to be clarified.One of them,qGS10 located in the interval RM6100-RM228 on the long arm of chromosome 10,was validated using F_(2:3) populations and near isogenic lines derived from residual heterozygotes for the interval RM6100-RM228.The QTL was found to have a considerable effect on grain size and grain weight,and a small effect on grain number.This region was also previously detected for quality traits in rice in a number of studies,providing a good candidate for functional analysis and breeding utilization.     

Inheritance of steroidal glycoalkaloids in potato tuber flesh

Potato(Solanum tuberosum L.) is the third most important food crop worldwide after wheat and rice in terms of human consumption. A critical domestication trait for potato was the decrease of toxic steroidal glycoalkaloids(SGAs) in tuber flesh. Here, we used a diploid F_2 segregating population derived from a cross between S. tuberosum and the wild potato species Solanum chacoense to map the quantitative trait loci(QTLs) associated with the regulation of SGAs content in tuber flesh. In a three-year study, we identified two QTLs on chromosomes 2 and 8 affecting SGAs content in tuber flesh. The QTL on chromosome 8 harbors 38 genes that are co-expressed with the GLYCOALKALOID METABOLISM genes. These findings lay the foundation for exploiting the genes controlling SGAs content in tuber flesh and they provide a theoretical basis for the use of wild germplasm in potato breeding.     

元江普通野生稻渗入系籽粒镉评价及与农艺性状的相关性分析

为探讨云南普通野生稻渗入系籽粒积累镉的能力,并分析其籽粒镉含量与田间农艺性状的相关性,于2019年3—10月在滇南某镉污染农田种植120份元江普通野生稻渗入系BC3F4株系,测定其籽粒镉含量,并就籽粒镉含量与渗入系材料主要农艺性状展开相关性研究。结果表明:120份渗入系材料籽粒镉含量差异极显著,籽粒镉含量在0.05～3.57 mg·kg-1范围内,存在广泛的遗传多样性,从中筛选出镉低积累材料54份,高积累材料3份。120份渗入系材料含3种水稻类型(籼稻、粳稻及彩色稻),3种水稻类型籽粒镉含量在种内差异显著,变异系数大;在种间,籽粒镉含量彩色稻与籼稻、粳稻间均存在显著差异,而籼稻与粳稻间差异不显著。籽粒镉含量与渗入系株系产量及结实率间存在正相关性,相关系数分别为0.411和0.300,与其他性状无相关性。籼稻类、粳稻类产量与籽粒镉含量的相关系数分别为0.446和0.672,籼稻类、粳稻类结实率与籽粒镉含量的相关系数分别为0.362和0.634。研究表明,渗入系后代各株系间镉积累差异极显著,可从中筛选出低积累和高富集株系;渗入系株系籽粒镉含量与产量及结实率存在相关性,可作为田间判别株系镉含量的依据,并为镉积累相关基因挖掘提供理论依据。     

粳稻异交相关性状对外源赤霉素敏感性的QTL定位研究

[目的]定位粳稻异交相关性状对外源赤霉素敏感性的QTL,为选育和改良高敏感性不育系提供理论依据。[方法]以粳稻秀水79与C堡及其杂交后代衍生的重组自交系群体260个株系为研究材料,研究其4个异交相关性状对外源赤霉素处理的敏感性并利用复合区间作图方法（CIM）对其QTL进行定位。[结果]控制剑叶角度对赤霉素敏感性的QTL共有3个,分别位于第3、9、9染色体上,其贡献率分别为5.59%,13.00%和11.80%,增效等位基因分别来自秀水79、C堡和C堡;控制株高对赤霉素敏感性的QTL共有2个,分别位于第1和8染色体上,其贡献率分别为8.46%和10.97%,增效等位基因分别来自秀水79和C堡;控制第1节间长度对赤霉素敏感性的QTL只有1个,位于第3染色体上,其贡献率为0.05%,增效等位基因来自C堡;控制第2节间长度对赤霉素敏感性的QTL也只有1个,位于第1染色体上,其贡献率为7.34%,增效等位基因来自C堡。[结论]该研究结果对减少杂交水稻制种过程中外源赤霉素的使用量、节约制种成本、降低对环境的污染具有重要意义。     

粳稻农艺性状对外源赤霉素敏感性的QTL定位研究(英文)

[目的]定位粳稻农艺性状对外源赤霉素敏感性的QTL,为选育和改良高敏感性不育系提供理论依据。[方法]以粳稻秀水79与C堡及其杂交后代衍生的重组自交系群体260个株系为研究材料,研究其4个农艺性状对外源赤霉素处理的敏感性并对其QTL进行定位。敏感性用反应指数衡量,反应指数越大,敏感性越高。采用WinQTLCartographer2.5软件的复合区间作图法(CIM),在南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室构建的粳稻SSR分子标记连锁图谱的17个连锁群上每隔2cm计算LOD值。采用排列组合1000次方法确定LOD阈值,以保证全基因组检测到的QTL犯Ⅰ类错误概率小于5%。当实际求得的LOD值大于LOD阈值时,就认为该区段存在1个QTL,其置信区间为LOD峰值向下1个LOD值单位区间。QTL命名遵循McCouch等规则。估算每个QTL的贡献率和加性效应。[结果]控制剑叶角度对赤霉素敏感性的QTL共有3个,分别位于第3、9、9染色体上,其贡献率分别为5.59%,13.00%和11.80%,增效等位基因分别来自秀水79,C堡和C堡;控制株高对赤霉素敏感性的QTL共有2个,分别位于第1和8染色体上,其贡献率分别为8.46%和10.97%,增效等位基因分别来自C堡和秀水79;控制第1节间长度对赤霉素敏感性的QTL只有1个,位于第3染色体上,其贡献率为0.05%,增效等位基因来自C堡;控制第2节间长度对赤霉素敏感性的QTL也只有1个,位于第1染色体上,其贡献率为7.34%,增效等位基因来自C堡。[结论]该研究结果对减少杂交水稻制种过程中外源赤霉素的使用量、节约制种成本、降低对环境的污染具有重要意义。     

水稻DH群体苗期耐低磷QTL分析

利用栽培稻优良品种＂特青＂与元江普通野生稻配制的DH群体139个家系构建连锁图谱,采用蛭石进行水稻幼苗培养,待第2片叶完全展开时进行低磷（1/5P）胁迫处理;处理15d后,以苗期株高、鲜重及干重的平均抑制率作为考察水稻苗期耐低磷胁迫指标,用于QTL定位分析。结果表明,共检测到7个与低磷胁迫相关的QTL,分别位于第8、第9、第11及第12染色体上,即RM339和RM210（Chr 8）、RM105和RM201（Chr 9）、RM202和RM260（Chr 11）、RM277（Chr 12）均来源于野生稻的等位基因QTL位点,表现为耐低磷胁迫,贡献率为8%～20%,加性效应为37.53%～78.23%;RM339及RM105附近的QTL,加性效应及贡献率均较大,可能是主效QTL。     

大豆异黄酮与脂肪、蛋白质含量基因定位分析

 【目的】研究大豆异黄酮与脂肪、蛋白质含量基因定位及相关性,为大豆品质改良、分子育种及基因克隆等应用提供理论依据。【方法】利用SSR技术,对晋豆23号和灰布支杂交构建的F13代大豆重组自交系群体的474个家系进行了连锁图谱的构建。在此基础上,利用 WinQTLCart2.0 软件分析了影响大豆异黄酮含量、脂肪含量和蛋白质含量3个重要品质性状的QTL,通过复合区间作图分析,检测QTL;同时,对异黄酮与脂肪、蛋白质的含量相关性分析。【结果】检测到23个QTL,其中控制异黄酮含量QTL有6个,分别定位在J、N、D2和G染色体的连锁群上;控制脂肪含量的QTL有11个,分别定位在第A1、A2、B2、C2和D2染色体的连锁群上;控制蛋白质含量的QTL有6个,分别定位在B2、C2、G和H1染色体的连锁群上。相关性分析结果表明：异黄酮与蛋白质含量呈极显著负相关;蛋白质和脂肪含量呈极显著负相关;蛋白质和蛋白质脂肪总量呈极显著正相关。【结论】3个重要品质性状的部分基因定位结果与其相关性分析是一致的,其结果对大豆品质育种应用有重要利用价值。     

水稻穗发芽研究进展

作物收获前的穗发芽是一个严重的全球性农业生产问题。经过漫长的驯化过程,栽培作物的休眠 水平普遍低于野生祖先。尽管休眠期的缩短可能提高作物的繁殖代数和农业产值,但过早的休眠释放使作物在 成熟收获前发生穗萌发,造成巨大的经济损失。从穗发芽的生理基础、穗发芽相关 QTL 和基因、穗发芽防控及 展望等方面对水稻穗发芽现象进行梳理,认为高含水量是水稻种子萌发和穗发芽的先决条件,该过程中,淀粉 酶活性增强和可溶性糖含量升高为穗发芽提供能量,水稻籽粒中植物激素 ABA 和 GA 的含量及种子对二者的敏 感性是决定穗发芽的关键所在。近年来,穗发芽相关 QTL 及其功能基因的挖掘为阐明水稻穗萌机理以及培育穗 发芽抗性品种提供重要依据。从长远来看,广泛开展水稻种质资源鉴评,尤其在野生稻、地方品种中寻找丢失 的休眠基因,并通过分子育种途径聚集此类基因,培育抗穗萌品系（品种）,对于解决穗发芽问题、提高水稻 产量和品质、保证国家粮食安全具有重要意义。     

大豆芽期耐盐和耐低温位点的遗传重叠

 【目的】利用大豆回交导入系为材料定位芽期耐盐性QTL和耐低温QTL位点,并对芽期耐盐和耐低温的QTL位点进行遗传重叠分析。这些重叠QTL的辅助选择可用于培育芽期耐盐且耐低温的大豆品种,提高大豆抗逆育种效率。【方法】将Harosoy导入到以红丰11为背景的回交导入系中,对BC2F4世代进行大豆芽期耐盐性和耐低温筛选,获得的超亲导入系用卡方检测和方差分析的方法定位QTL。【结果】芽期耐盐性筛选获得48个耐盐选择导入系,采用单项方差分析和卡方检测共定位了22个控制芽期耐盐QTL。芽期耐低温筛选获得40个耐低温选择导入系,采用2种遗传分析方法共定位到15个控制芽期耐低温QTL。分布于A1、B2、C2、E、J和O连锁群上的7个位点（Sat_271、Satt556、Satt726、Satt640、Satt411、Satt529和Sat_108）是大豆芽期盐胁迫和低温条件下共同检测到的。【结论】从整体上,31.81%大豆芽期耐盐性和耐低温位点存在遗传重叠。     

高产粳稻沈农265产量相关性状的QTL分析

利用沈农265/丽江新团黑谷的176个F2 3家系群体构建包含90个SSR标记的连锁图谱,并对穗长、每穗颖花数、每穗实粒数、着粒密度、结实率、有效穗数和千粒重等7个产量相关性状进行QTL分析。结果表明,共检测到15个控制产量性状的QTL,分布在第3、4、6、8、9以及第12染色体上。包括3个控制穗长的QTL;3个控制每穗颖花数的QTL;1个控制每穗实粒数的QTL;2个控制着粒密度的QTL;2个控制结实率的QTL;3个控制千粒重的QTL以及1个控制有效穗数的QTL。其中,主效QTL有4个,分别是qPL9,qSPP4-1,qSD9和qRG12。这些QTL将为水稻分子设计育种提供"元件",同时为阐明水稻产量相关性状分子机制提供基础信息。     

基于水稻染色体片段代换系的苗期耐低氮QTL分析

【目的】通过定位与水稻Oryza sativa耐低氮相关的数量性状位点(QTL),为今后相关基因的精细定位、克隆以及功能研究奠定基础,也为耐低氮水稻品种的培育提供理论参考。【方法】以Koshihikari (受体)和Nona Bokra(供体)为亲本构建的全基因组单片段代换系作为研究材料,在水稻苗期进行低氮胁迫处理,对水稻株高、根长、根鲜质量、根干质量、茎叶鲜质量、茎叶干质量、总鲜质量、总干质量共8个表型进行相对损失比分析和QTL定位。【结果】定位到2个与水稻低氮胁迫耐受相关的位点,分别是qRL1-1和qRFW2-1,这2个QTL位点分别在低氮胁迫下控制水稻根长和根鲜质量。其中,qRL1-1定位于1号染色体M1-29标记附近,LOD值为2.89,可解释的表型变异为11.23%;qRFW2-1定位于2号染色体M2-225标记附近,LOD值为2.53,可解释的表型变异为9.90%。其他6个表型未检测到相关位点。【结论】初步定位了与低氮胁迫下控制水稻根长、根鲜质量相关基因,为进一步的基因精细定位奠定基础。     

水稻苗期耐Cu^2＋胁迫QTL遗传分析

利用栽培稻优良品种“特青”与普通野生稻“元江普野”构建的DH群体139个家系构建连锁图谱,采用蛭石进行水稻幼苗培养,待第2片叶完全展开时进行硫酸铜（150mg／L）胁迫处理;处理15d后,以苗高、鲜重及干重抑制率的平均值作为考察苗期耐Cu^2＋胁迫指标,用于QTL定位分析。结果表明,以苗高、鲜重及干重的平均抑制率作为胁迫指标,共检测到11个与硫酸铜胁迫相关的QTL,分别位于第1、第2、第6、第7、第8、第9以及第10染色体上;其中,RM11和RM118（Chr 7）、RM337和RM152（Chr 8）以及RM105、RM219、RM296（Chr 9）附近的7个来源于栽培稻亲本特青等位基因的OTL位点,表现为耐硫酸铜胁迫;RM1（Chr 1）、RM318（Chr 2）、RM176（Chr 6）以及RM222（Chr 10）附近的4个来源于野生稻等位基因的QTL位点,表现为耐硫酸铜胁迫。虽然检测到的QTL位点较多,但每个QTL的作用相对较小,表明调控水稻幼苗耐铜毒性的遗传机制较为复杂。     

Advanced Backcross QTL Analysis for the Whole Plant Growth Duration Salt Tolerance in Rice（Oryza sativa L.）

Salinity is a major factor limiting rice yield in coastal areas of Asia. To facilitate breeding salt tolerant rice varieties, the wholeplant growth duration salt tolerance（ST） was genetically dissected by phenotyping two sets of BC2F5 introgression lines（ILs） for four yield traits under severe natural salt stress and non-stress filed conditions using SSR markers and the methods of advanced backcross QTL（AB-QTL） analysis and selective introgression. Many QTLs affecting four yield traits under salt stress and nonstress conditions were identified, most（〉90%） of which were clustered in 13 genomic regions of the rice genome and involved in complex epistasis. Most QTLs affecting yield traits were differentially expressed under salt stress and non-stress conditions. Our results suggested that genetics complementarily provides an adequate explanation for the hidden genetic diversity for ST observed in both IL populations. Some promising Huanghuazhan（HHZ） ILs with favorable donor alleles at multiple QTLs and significantly improved yield traits under salt stress and non-stress conditions were identified, providing excellent materials and relevant genetic information for improving rice ST by marker-assisted selection（MAS） or genome selection.     

水、旱稻氮高效QTL定位及其表达的遗传背景效应研究

【目的】挖掘不同来源水、旱稻亲本的氮高效优良等位变异,研究氮高效QTL表达的遗传背景效应,为水稻氮高效QTL的精细定位和分子标记辅助选择育种提供理论依据。【方法】以旱稻IAPAR-9分别与水稻辽盐241和秋光杂交而创制的2个F7粳粳交重组自交系群体为试验材料,进行了水稻全生育期氮素利用率及其相关性状的QTL定位分析。【结果】在"IAPAR-9/辽盐241"重组自交系群体中检测出31个氮素利用率相关性状的QTL,分布于除第6、第7和第10染色体外的9条染色体上,氮素利用率相关QTL成簇分布区间有9个;在"IAPAR-9/秋光"重组自交系群体中检测出33个氮素利用率相关性状的QTL,分布于除第4和第10染色体外的10条染色体上,氮素利用率相关QTL成簇分布区间有7个。【结论】氮素利用率相关性状QTL的表达,受遗传背景影响较大。2个群体均检测到的氮素利用率相关性状QTL的成簇分布区间,即第2染色体上的RM3421—RM5404区间以及第8染色体上RM8264所在的相邻区间,可能对水稻氮高效分子标记辅助选择育种有重要利用价值。