利用复合杂交群体定位陆地棉纤维品质性状QTL

为发掘陆地棉纤维品质性状基因/数量性状基因座(quantitative trait loci,QTL),本研究以陆地棉(Gossypium hirsutum L.)优质品种渝棉1号分别与贝尔斯诺和中棉所35杂交获得F1代,随后利用两个F1再次杂交得到复合杂交群体.利用6565对SSR引物筛选渝棉1号、中棉所35和贝尔斯诺,获得155对多态性引物.对检测[(渝棉1号×中棉所35)x(渝棉1号×贝尔斯诺)]F1复合杂交群体标记基因型获得的158个位点进行遗传连锁分析,构建的遗传图谱包含102个位点,覆盖1199.0 cM.利用多QTL(multiple-QTL model,MQM)作图法,检测到11个纤维品质性状QTL,包括4个纤维长度、2个长度整齐度和5个纤维比强度QTL.11个QTL分布于4条D基因组染色体.本研究表明,陆地棉不同品种同一纤维品质性状QTL等位基因存在差异;三亲本杂交群体不仅可以提高群体多态性分子标记比例,而且可以显示同一QTL在不同遗传背景的等位基因表现差异.     

陆地棉纤维品质和产量性状的遗传分析

两个陆地棉型纤维品质优异品系９４１７３和９４２５０分别与推广品种中棉所１２号、鲁棉１１号、中棉所１６号和鲁棉１０号杂交,按方法２模式Ｉ配成６×６共２１个组合。纤维长度、马克隆值、籽棉产量、单铃重和籽指的Ｇ．Ｃ．Ａ．效应达显水平,除衣分率外,上述各性状Ｓ．Ｃ．Ａ．方差比值较大,证明以加性效应为主。Ｇ．Ｃ．Ａ．估算结果表明,９４１７３和９４２５０是提高陆地棉品种纤维品质性状育种非常有价值的亲本,通过     

短季棉早熟及相关性状的QTL定位北大核心CSCD

短季棉育种是缓解我国当前粮棉争地矛盾、实现粮棉双丰收的有效途径。研究短季棉早熟及相关性状的遗传,寻找与其相关基因紧密连锁的分子标记对于短季棉育种具有重要意义。以百棉2号×TM-1组合构建的F2为作图群体,利用SSR标记构建遗传连锁图,采用复合区间作图法对短季棉早熟及相关性状在F2群体中进行QTL定位,构建了一张含152个SSR标记、40个连锁群、总长1010.3cM、覆盖棉花基因组的22.6%、标记间平均距离为5.91cM的短季棉分子标记遗传连锁图谱,得到的40个连锁群已定位到相应的21条染色体上,为短季棉分子遗传图谱进一步饱和奠定了良好的基础;检测出22个控制早熟及相关性状的QTL,其中检测到的主效QTL可用于短季棉标记辅助选择育种。     

利用基础导入系群体定位氮胁迫下水稻产量性状QTL

水稻产量性状的遗传机制复杂,在低氮胁迫下进行QTL定位,可为产量性状遗传机制的解释、基因的精细定位和克隆提供参考价值,也可为筛选耐低氮水稻材料提供有价值的参考.本研究以66个水稻籼粳交片段导入系群体[粳稻(Oryza sativa ssp,japonica)楚粳12是供体亲本,籼稻(O.sativa ssp,indica)蜀恢527是受体亲本,采用回交和分子标记辅助选择相结合的方法构建]为定位群体,利用单标记作图法,对正常与低氮胁迫条件下水稻有效穗、单株产量、株高和生物学产量等性状进行QTL定位.共检测到24个QTLs,20个为新检测出的QTL,而qph-1、qpn-1、qby-2、qby-4与前人研究结果相似,另外,qph-1a和qph-1b为在不同处理下均能影响株高的位点;生物学产量的QTL仅在低氮处理下被检测到;qpn-2b与qyd-2具有共同的连锁标记RM521;qpn-1b、qpn-2a、qpn-2b等加性效应值都小于1.结果表明,低氮胁迫明显影响单株有效穗、单株产量和生物学产量,且导入系群体检测微效QTL的能力较强.     

水稻产量性状一般配合力QTL定位

为了定位与发掘水稻产量性状高配合力数量性状座位(QTL),本研究按照不完全双列杂交(NCⅡ)设计,以泸恢8285与扬恢34杂交构建的重组自交系群体(RIL),分别与泸98A、Ⅱ-32A、冈46A杂交构建的双列杂交群体作为试验材料,在德阳、遂宁和泸州3种环境下对单株生物量、收获指数、单株产量、有效穗数、每穗颖花数、每穗实粒数、结实率和千粒重等性状的一般配合力进行QTL定位。结果表明,3种环境下共检测到50个QTL,单个QTL对表型的贡献率变幅在3.26%～34.26%之间,其中qEP2-2、qSP2-2、qFGP2-2、qTGW1和qTGW2 5个QTL在3种环境下均有检出,qHI3、qEP7、qSP7、qSSR12-1和qTGW3-2 5个QTL在2种环境下检出,其他的QTL仅在其中1种环境下检出。此外,有27个QTL增效等位基因来自泸恢8258。本研究结果为进一步开展相关基因的精细定位、克隆和分子辅助选择育种奠定了基础。     

利用BSA-Seq方法快速定位作物农艺性状QTL/基因概述

为了利用生物学技术和手段来解决农业问题,让基因组测序技术、转基因及基因编辑等现代分子生物学技术为农业遗传育种服务,实现常规育种与分子设计育种的紧密结合,加速作物精准育种进程,近年颇受学术界关注。现梳理了一些分子生物学专用名词概念,概述了目前在正向遗传学研究中如何利用极端表型材料基于全基因组测序的BSA-Seq方法(MutMap法、MutMap+法、MutMap-Gap法、QTL-seq法)快速定位重要农艺性状的QTL/基因,为快速定位和克隆候选基因提供新思路。     

杂交中籼稻钵苗机插群体特征及产量形成优势分析

为明确杂交中籼稻钵苗机插的群体特征及产量形成特点,加快杂交中籼稻机插栽培技术的发展,以大穗型品种广两优1128、Y两优900和穗粒兼顾型品种徽两优6号、徽两优996为试材,设置钵苗机插与毯苗机插2种栽插方式进行大田比较试验。结果表明,与毯苗机插相比,杂交中籼稻钵苗机插方式秧苗茎基宽、百株干重、发根力显著增加,秧苗素质提高;分蘖早生快发、群体茎蘖消长平稳,成穗率提高5.11%;中后期LAI与光能利用率高,干物质积累能力强,其中抽穗至成熟期干物质积累量提高7.17%。钵苗机插产量显著或极显著高于毯苗机插,其中大穗型品种增产9.52%~10.78%,穗粒兼顾型品种增产5.03%~5.86%,群体颖花量的增加是增产的主要原因。因此,杂交中籼稻钵苗机插群体质量优良,产量形成优势显著,穗大粒多,而大穗型品种更适宜于钵苗机插,增产优势更明显。研究结果为机插水稻高产优质栽培技术的推广奠定了基础。     

施肥对中长绒陆地棉产量和品质的影响

通过对供试棉田土壤主要养分限制因子及中长绒陆地棉最佳施肥量研究表明,氮素是供试土壤的第一养分限制因子,其次是磷素和钾素,对中长绒棉产量影响的养分限制因子顺序为氮>磷>钾。平衡施肥的N、P2O5、K2O施肥量分别为207、138、75 kg/hm2时能显著提高中长绒陆地棉的产量。不施肥CK处理相对OPT(氮磷钾最佳施肥处理)减产达33%。通过氮磷钾肥料效应方程得到N、P2O5、K2O最佳经济施肥量分别为203.3、141.7、46 kg/hm2,N∶P2O5∶K2O为1∶0.70∶0.23,最佳经济皮棉产量分别为1474、1550和1516 kg/hm2。     

不同施氮条件下杂交中籼稻的群体质量与产量形成

以超高产中籼杂交水稻“皖稻153”为材料,在大田条件下,比较了不同施氮量对杂交中籼水稻群体质量、氮肥利用和产量形成的影响。结果表明,150 kg（N）·hm^-2、187.5 kg（N）·hm^-2、225.0 kg（N）·hm^-2、262.5 kg（N）·hm^-2和300.0 kg（N）·hm^-2等5种施氮量下杂交中籼稻产量差异显著,在150-262.5 kg（N）·hm^-2范围内,产量随施氮量增加而增加,以262.5 kg·hm^-2施氮处理的产量最高（11 355 kg·hm^-2）,施氮量增加到300.0 kg（N）·hm^-2产量下降。不同施氮处理间产量差异主要是因为群体颖花量的差异,施氮量与群体颖花量呈极显著正相关（r=0.963 5^＊＊）。施氮量明显影响群体质量,适宜施氮量（262.5 kg·hm^-2）能保证杂交中籼水稻达到较高的叶面积指数（LAI）和粒叶比,在抽穗期维持较高的叶片干物质分配比例和单茎叶片重,有利于后期植株光合能力的提高和光合产物的积累,使后期物质积累的贡献率提高,从而增加产量。适宜施氮量（262.5 kg·hm^-2）的氮肥农学利用率也最高。推荐江淮稻区杂交中籼稻超高产栽培的适宜施氮量为262.5 kg·hm^-2。     

不同施氮条件下杂交中籼稻的群体质量与产量形成

以超高产中籼杂交水稻"皖稻153"为材料,在大田条件下,比较了不同施氮量对杂交中籼水稻群体质量、氮肥利用和产量形成的影响.结果表明,150kg(N)·hm-2、187.5kg(N)·hm2、225.0kg(N)·hm2、262.5kg(N)·hm-2和300.0kg(N)·hm-2等5种施氮量下杂交中籼稻产量差异显著,在150～262.5kg(N)·hm-2范围内,产量随施氮量增加而增加,以262.5kg·hm-2施氮处理的产量最高(11355kg·hm-2),施氮量增加到300.0kg(N)·hm-2产量下降.不同施氮处理间产量差异主要是因为群体颖花量的差异,施氮量与群体颖花量呈极显著正相关(r=0.9635**).施氮量明显影响群体质量,适宜施氮量(262.5kg·hm-2)能保证杂交中籼水稻达到较高的叶面积指数(LAl)和粒叶比,在抽穗期维持较高的叶片干物质分配比例和单茎叶片重,有利于后期植株光合能力的提高和光合产物的积累,使后期物质积累的贡献率提高,从而增加产量.适宜施氮量(262.5kg·hm-2)的氮肥农学利用率也最高.推荐江淮稻区杂交中籼稻超高产栽培的适宜施氪量为262.5kg·hm-2.     

棉花Bax inhibitor-1基因启动子的克隆及初步验证

为研究克隆自陆地棉的GhBI-1A和GhBI-1B基因的表达差异及其响应不同物生和非生物胁迫的分子机制,利用BD GenomeWalkerTM Universal Kit的染色体步移技术得到了2个棉花GhBI-1A和GhBF1B基因5’端上游的启动子序列,长度分别为1650bp和2001bp.生物信息学分析表明,GhBI-1A和GhBI-1B的启动子序列均存在TATA-box和CAAT-box及多个与植物非生物胁迫相关的响应元件,GhBI-1B启动子中还含有真菌诱导应答元件.以表达载体pBI101为基础,用所克隆的2个棉花GhBI-1基因启动子序列与GUS报告基因融合,构建新的植物表达载体并转入农杆菌.用叶盘法侵染烟草进行瞬时表达,结果表明2个启动子均能够驱动报告基因的表达.     

稻米外观和碾磨品质QTL定位及其与土壤水分环境互作分析

本文利用旱稻品种IRAT109和水稻品种越富的花培DH群体的116个株系为作图群体，采用混合线性模型QTL定位方法，在水、旱2个土壤水分环境下对粒长(GL)、粒宽(GB)、长宽比(LWR)和垩白率(C)4项外观品质性状和糙米率(BR)、精米率(MR)、整精米率(HR)3项碾磨品质性状进行QTL定位及QTL与环境互作分析。在水、旱2种条件下对DH群体差异显著性分析结果表明，糙米率、精米率和长宽比差异不显著,而整精米率、粒长、粒宽、垩白率差异极显著。外观品质性状在水、旱栽培条件下变化较大，即在旱种环境下稻米粒形变小（粒长、粒宽减小）、变细（长宽比增大）垩白率大幅度下降。碾磨品质性状在双亲间均有差异，其中整精米率差异较大；且在两种土壤水分环境条件下均有变化，即在旱栽条件下两亲本的糙米率和精米率均降低，IRAT109分别减少了5.8%和5.5%，越富分别减少了11.7%和11.5%。共检测到11个加性效应QTL与稻米外观和碾磨品质性状7项指标有关，分别位于第1、3、5、6、7、10、11染色体上，单个QTL对性状的贡献率在3.15～21.42%之间，位于第1、7 染色体上2个控制整精米率的QTL存在显著环境互作，单个QTL与环境互作效应的贡献率分别为9.59%和13.58%。在第1染色体RM295标记附近同时检测到5个QTL，Qgc1a 、Qgc1b 、Qlwr1、QMr1b和QHr1，分别控制粒长、长宽比、精米率和整精米率，且该QTLs簇在2个环境下能稳定地被检测到。同时，还检测到10对上位性QTLs，所有上位性QTL都发生在不同染色体之间，其中，控制整精米率的4对QTL与土壤水分环境显著互作，其环境互作贡献率分别为14.29%、12.28%、10.56%和13.47%。控制粒长、粒宽、长宽比的6个加性QTL（Qgc1a、Qgc1b、Qgc5、Qgw6、Qlwr1、Qlwr10）与环境之间互作较小，在品质育种中可利用分子标记对其进行辅助选择，提高育种效率；而对于基因型×环境互作效应大的整精米率、垩白率应在特定环境(如土壤缺水条件)下进行选择，在特定水分胁迫条件选择目标亲本，并将抗旱基因导入该亲本方可选到品质较优的抗旱品种。     

Zinc Application Enhances Biological Yield and Alters Nutrient Uptake by Cotton (Gossypium hirsutum L.)

Zinc (Zn) deficiency is often associated with calcareous soils throughout the world, whereas application of Zn not only enhances biological yield but exhibits significant interactions with nutrients. Hence, a two-year field experiment was performed in 2004 and 2005 to assess the crop Zn requirements as well as nutrient interactions in cotton. The present study followed a randomized complete block design with five Zn levels: 0.0, 5.0, 7.5, 10.0, and 12.5 kg Zn as ZnSO₄.7H₂O. The biological yield of cotton increased progressively with increasing Zn rates. In general, cotton yield was higher in 2005 over 2004. Interestingly, Zn fertilization resulted in increased accumulation of nitrogen (N), potassium (K), boron (B), and Zn, whereas decreased the phosphorus (P), calcium (Ca), magnesium (Mg), iron (Fe), copper (Cu), and manganese (Mn) (p ≤ 0.05) uptake by cotton. The enhanced macronutrients accumulation in cotton by Zn application improved the cotton yield. In conclusion, biological yield and nutrient composition of the cotton plant are greatly influenced by Zn supply under irrigated environments.     

陆地棉矮秆突变体株高和纤维品质的QTL定位及相关性研究

Ari1327是美国引进种质Ari971经60Co γ射线照射后得到的矮化突变体,以陆地棉遗传标准系TM-1为母本和Ari1327组配杂交组合,利用该组合产生的F2群体对株高和纤维品质性状进行QTL分析,共检测到4个与株高相关的QTL,分别位于Chr.3、Chr.11、Chr.14和LG6上,4个位点可解释的联合表型贡...     

利用RAPD和SSR标记分析陆地棉种质资源的遗传多样性*

遗传多样性的量化与分类是收集和利用种质资源的重要前提。利用随机扩增多态性（RAPD）和简单重复序列(SSR)两种分子标记对31份陆地棉(Gossypium hirsutum L.)种质资源进行了遗传多样性分析,其中14份材料最近从美国和伊朗引进。研究的目标是对这些陆地棉种质资源进行遗传聚类分析,为制定引进资源的利用策略提供参考。从有多态性的21个RAPD引物和18对SSR引物中共获得117个多态性位点。利用NTSYS-pc2．10统计分析软件,采用Jaccard′s相似系数UPGMA法进行聚类。结果表明,中国的17份材料部分聚为一类,国外的14份材料大部分聚为另一类,其它材料相间排列。分别对31份材料的相似系数与中国的17份材料的相似系数进行了比较分析,中国材料相对于新引进的国外材料的遗传多样性水平稍高,与国外材料之间的遗传差异较大。这说明扩大不同地区间种质资源的交流和引进种质资源可以丰富本地材料的遗传多样性。     

玉米苗期磷效率相关根系分泌物的QTL定位

为了充分利用现有的遗传信息和基因资源,揭示玉米磷营养高效的分子机制,本研究以磷高效玉米自交系082和磷低效玉米自交系掖107为亲本组配的F2世代为作图群体,采用SSR和AFLP分子标记构建了遗传连锁图,以两个时期,两个磷水平和两个地点共4种环境下的241个F2∶3家系各性状的平均值作为表型值,采用复合区间作图法定位了磷效率相关的3种根系分泌物的QTL。四种环境下检测表明,(1)检测到4个影响酸性磷酸酶活性的QTL,其中有两个QTL AP1-KXNP和AP9-KXNP被重复检测到,分别分布在第1和9二条染色体上,所在标记区间分别为bnlg1268a-umc1290a和P1M3/d-P1M3/g,在染色体上的位点分别为bin1.09和bin9.04,单个QTL解释酸性磷酸酶变异的9%～16%,2个QTL共解释酸性磷酸酶变异的25%;(2)检测到5个影响有机酸含量的QTL,其中只有1个在两种环境下被重复检测到,位于第9染色体上,标记区间为P1M3/f-P1M7/g,在染色体上的位点为bin9.03;(3)检测到5个影响H+含量的QTL,但没有一个被重复检测到。结果表明,影响酸性磷酸酶活性的两个QTL AP1-KXN...     

Variability of cotton (Gossypium hirsutum L.) with regard to earliness

Eighty cotton varieties (Gossypium hirsutum L.) from the collection of VIR (N.I. Vavilov Research Institute of Plant Industry, St. Peterburg, Russia) collection were studied for variability with regard to the duration of their vegetation period. The experiments were carried out in the conditions of the marginal zone of the cotton growing area, that is the city of Krasnodar in the Russian Federation. Thirty-four varieties were studied in 1996–1998, forty-six varieties in 1997–1998. The purpose of this research was to determine the threshold of sensitivity in the varieties of the duration of the period of vegetative growth, which depends upon weather conditions, and to record variations in morphological characters associated with earliness. The data obtained were processed by the method of statusmetry. The mathematical models which were constructed showed the relationship between the criteria for earliness and other morphological and agronomic characters of the plants.     

水稻苗期生长对缺磷响应的QTL定位

缺磷是抑制全球水稻产量主要因素之一。本研究利用Asomonori（粳型）/IR24（籼型）杂交重组自交株系,对5个水稻苗期性状（相对苗高、相对根长、相对根重、相对苗重以及相对总重）在缺磷条件下的响应QTL进行定位。共检测到20个水稻苗期生长对缺磷响应的QTL位点,分别位于第1（4QTLs）、第4（4QTLs）、第5（2QTLs）、第7、第8（4QTLs）、第9（2QTLs）、第11（2QTLs）和第12号染色体上,其中13个QTLs位于与C3029C、XNpb302、C621B、C621C、R2976和C1263分子标记紧密连锁的6个基因组区域上。另外,每个性状均能从双亲中检测到正负效应QTL位点,这些能解释重组自交系群体中出现超亲和连续分布的现象。本文主要报道了水稻第5、第7和第11染色体上存在水稻苗期生长对缺磷响应的QTL位点。研究表明,该结果及其中检测到的QTLs两侧的连锁分子标记可用于水稻苗期耐低磷性分子育种。     

大麦白粉病抗性的遗传分析与QTL定位

为探究大麦白粉病抗性遗传,定位其抗性QTL,本研究以抗病品种Gairdner和感病品种扬饲麦1号杂交F₁花药培养构建的DH群体及亲本为材料,对大麦白粉病抗性进行鉴定与遗传分析,并利用91对在亲本间多态性好的SSR标记构建了群体的遗传连锁图谱,采用Windows QTL IciMapping 4.0软件中的完备区间-加性模型对大麦白粉病抗性QTL进行定位。结果表明,DH群体各系间存在丰富的大麦白粉病抗性遗传变异。共检测到5个与大麦白粉病抗性相关的QTLs。其中3个时期均检测到qPM-2Ha位于Bmag0711-AWBMS56区间,可解释的表型变异为7.48%~12.50%;qPM-4Ha位于EBmac0906-HVM68区间,可解释的表型变异为23.07%~32.09%;2个时期均检测到qPM-2Hb位于Bmag0749-GBM1475区间,可解释的表型变异为6.22%~8.13%。qPM-2Ha、qPM-4Ha及qPM-2Hb白粉病抗性基因均来源于抗病亲本Gairdner, qPM-3Ha和qPM-4Hb白粉病抗性基因来源于感病亲本扬饲麦1号,qPM-2Hb和qPM-3Ha可能是2个新的大麦白粉病抗性QTLs位点。本研究结果为大麦白粉病抗性基因的发掘、精细定位、克隆及分子标记辅助选择育种奠定了基础。