利用QTL定位分析水稻的稻瘟病抗性基因

水稻对稻瘟病小种的抗性常表现为多基因的数量性状, 而众多易变稻瘟病小种的存在, 使得水稻的抗性研究进展缓慢. 为了探讨抗性基因座的分布及相互作用, 选择20个稻瘟病生理小种, 接种源于ZYQ8/JX17的双单倍体分离群体, 利用Cartographer QTL作图软件, 鉴定出124个抗性QTL, 分别位于12条染色体72个标记区间100个位置上. 其中小种HB97-36-1鉴定出16个QTL, 1个小种未鉴定出任何抗性基因座, QTL对表型变异的贡献率介于3.52%~68.64%之间. 有82个QTL (66.13%) 的抗病等位基因源于抗病亲本ZYQ8, 42个QTL(33.87%) 的抗病等位基因源于感病亲本JX17. 多数鉴定的抗性QTL分布于已定位的主效基因附近, 其中位于第1, 2, 8, 10和12染色体上的基因座较为集中, 分布呈簇状. 比较基因座的位置发现, 1个抗性基因座可以对几个不同的生理小种表现抗性, 但抗性的效率不同.     

水稻化感作用的遗传分析

以典型的籼/粳交(窄叶青8号/京系17)DH群体为材料, 系统考察了123个DH株系幼苗叶片的水溶性提取物对莴苣根系生长的抑制作用, 并以此进行了水稻化感作用的数量性状位点(QTLs)分析. 共检测到4个与水稻化感作用相关的QTL, 它们分别位于第3, 9, 10和12染色体上, 其LOD值分别为3.40, 2.68, 2.75和3.08; 其中, 第3和10染色体上的QTL加性效应分别为1.65和1.43, 第9和12染色体上的QTL加性效应分别为-1.44和 -1.58. 另外, 还对3份普通材料的化感特性进行了比较.     

水、旱稻根系性状与抗旱性相关分析及其QTL定位

以粳型旱稻品种IRAT109和粳型水稻品种越富杂交产生的包含116个DH株系的群体为材料, 构建了一个含165个标记(94个RFLP标记和71个SSR标记)的水稻分子连锁图. 在根管培养条件下, 考查了分蘖期DH群体及其亲本的根数、根基粗、最长根长、根鲜重、根干重、根茎鲜重比及根茎干重比等性状. 在旱田、水田条件下考查了DH群体的单株产量, 计算抗旱系数(旱田单株产量/水田单株产量). 相关分析结果表明, 根基粗、最长根长与抗旱系数呈显著正相关, 根数与抗旱系数呈极显著负相关. 抗旱性强的材料在根系性状上主要表现为根粗较粗、根系较长和根数较少等特点. 利用QTLMAPPER version1.0定位了控制根系性状的QTL, 并进行了QTL与环境互作分析. 共检测到控制7个根系性状的18个加性QTL和18对上位性QTL. 发现了一些贡献率较高、无环境互作的QTL. 控制最长根长的1对上位性QTL mrl3和mrl8对表型变异的贡献(简称贡献率)为21.51%, 控制根基粗的1对上位性QTL brt3和brt11a贡献率为13.03%, 控制根鲜重和根干重的1个加性和1对上位性QTL贡献率分别为13.50%和25.64%. 共检测到9个加性QTL和2对上位性QTL存在环境互作. 其中根基粗、最长根长没检测到环境互作QTL. 此外, 根据QTL的贡献率大小、与环境互作大小和与抗旱系数的连锁关系等, 分析了一些重要QTL应用于稻作抗旱分子育种的可行性.     

水稻第1染色体千粒重QTL的遗传分解

千粒重是提高水稻增产潜力和改良稻米品质的重要因素之一. 本研究在千粒重QTL qTGWT1-1初定位的基础上, 利用分别在第1染色体短臂RM1-RM3746和RM151-RM243区间内呈杂合而背景纯合的2个水稻剩余杂合体(residual heterozygous line, RHL), 衍生两个F6群体. 对千粒重QTL进一步分析, 在初定位的QTL qTGWT1-1所在区间检测到两个效应大小相近、方向一致的紧密连锁QTL Gw1-1和Gw1-2. 应用SSR标记检测, 从其中一个RHL衍生群体中筛选到杂合区间分别为RM151~RM10404, RM10381~RM243, RM10435~RM259和RM10398~RM5359的4个单株. 应用SSR标记进一步检测4套F2群体, 从每套F2群体中分别筛选到母本珍汕97B和父本密阳46纯合型材料各10株, 自交获得4套近等基因系材料并考察其千粒重. 利用交迭重组染色体片段代换系分析法, 将千粒重QTL Gw1-1和Gw1-2分别界定于392.9 kb的RM10376~RM10398区间和308.5 kb的RM10404~RM1344区间, 增效等位基因均来自母本珍汕97B, 两个QTL之间表现为积加作用. 这两个QTL的遗传分解为其克隆及水稻产量和品质的分子育种奠定基础.     

利用AB-QTL法定位江西东乡野生稻中的高产基因

以江西东乡普通野生稻为供体亲本，在桂朝2号的遗传背景下构建了一套高代回交群体，并用AB－QTL分析法进行了QTL分析，通过对BC4F1的基因型分析和BC4F2的株高、产量及产量构成因素的调查，共检测到52个QTL。在第2和11染色体上发现的2个高产QTL（来自东乡野生稻）分别能使桂朝2号单株产量增加25．9％和23．2％，其中第2染色体上的高产QTL的贡献率达16％，是一个主效基因。     

玉米抗纹枯病QTL分子标记定位

用抗玉米纹枯病自交系CML270和感病自交系478的(CML270×478)×CML270 BC_1∶2群体共322个株系为作图和定位群体, 构建了125个SSR标记位点的遗传连锁图谱, 覆盖玉米基因组1939.0 cM, 平均图距15.5 cM. 采用复合区间定位分析, 检测到玉米纹枯病抗病指数主效QTL位点3个, 2个位于第1染色体, 1个位于第7染色体上, 它们分别能解释表型变异的18%~20%; 控制株高的QTL位点7个, 分别位于第3~6染色体上, 控制“穗位高”的QTL位点5个, 分别位于第3, 4, 6染色体上. 自交系CML270玉米纹枯病抗性主效QTL真实存在, 抗性与植株高度遗传上不存在连锁关系, 为玉米纹枯病分子标记辅助选择(MAS)和抗性基因分离与克隆提供了技术和材料支撑.     

不同发育时期玉米株高QTL的动态分析

玉米株高不仅是一个重要的农艺性状, 而且是发育生物学研究中较理想的模式性状之一. 以优良玉米杂交组合综3×87-1的266个F_2∶3家系为材料, 利用覆盖玉米10条染色体的分子标记连锁图, 采用复合区间作图法并结合条件分析法, 在不同发育时期, 研究玉米株高QTL的动态变化. 通过一年两点(武汉和襄樊)的随机区组的田间实验, 考察了5个不同时期的株高. 根据不同时期的实际数据进行QTL分析, 在5条染色体的不同区段定位了8个QTL(LOD≥2.5), 但在检测的时期和效应值上有一定的差异, 有3个QTL在5个时期都检测到, 不同的测定时期, 单个QTL所解释的表型变异为3.8%~17.1%之间, 表明控制株高的QTL在不同时期的表达是不一样的. 根据不同时期的净增长量数据, 共检测到7个控制株高的条件QTL, 几乎在各个时期都检测到条件QTL, 其中Ph1-1, Ph1-2, Ph3, Ph5-2和Ph9在2个点均同时被检测到. 单个条件QTL所解释的表型变异为3.8%~12.3%之间. 这些结果表明, 控制玉米株高的QTL以一定的时空方式表达, 因此, 在对株高等数量性状进行分子标记辅助选择时, 应对不同发育时期的QTL进行选择才可能达到理想效果.     

水稻硅含量QTL qHUS6.1 的精细定位

硅是水稻的有益元素之一. 针对位于水稻第6 染色体短臂的谷壳硅含量QTL qHUS6.1, 从前期建立的剩余杂合体衍生群体自交后代中, 经目标区间的13 个SSR标记检测, 挑选出杂合区间彼此交迭的3 个剩余杂合体, 构建了3 套近等基因系. 在田间种植条件下, 测量成熟后水稻谷壳、剑叶和茎秆的硅含量. 表型分布和方差分析结果都显示, 异质区间为RM19410~RM5815 的近等基因系具有显著的基因型效应, 而异质区间为RM4923~RM19410 和RM19417~RM204 的近等基因系未呈显著变异. 经比较, 将qHUS6.1 定位在RM19410 和RM19417 之间约64.2 kb, 含9 个候选基因的区域内, 该QTL 作用较强且同时控制水稻谷壳、剑叶和茎秆硅含量, 增效等位基因来自父本密阳46, 总体上呈加性遗传. 本研究为qHUS6.1 的克隆奠定了基础, 并为QTL 精细定位材料的构建和应用提供了新思路.     

水分梯度下水稻CT, LWP和SF的相关及其QTL定位研究

在抗旱鉴定大棚内同时实现水、旱2种处理, 测定了水稻珍汕97B和旱稻IRAT109杂交F₉代重组自交系群体(195个株系)的冠层温度(canopy temperature, CT)、叶水势(leaf water potential, LWP)和结实率(spikelet fertility, SF). 相关分析结果表明, 干旱条件下, 冠层温度与结实率呈极显著负相关(–0.2867^**); 叶水势与结实率呈显著正相关(0.1696^*); 冠层温度与叶水势呈极显著负相关(–0.2740^**), 说明在干旱条件下保持较低冠层温度及较高叶水势的材料抗旱性较强. 利用QTLMapper共检测到44个主效QTL和45对显著的互作位点与冠层温度、叶水势和结实率的表达有关. 在水、旱条件下, 主效QTL对CT, LWP和SF的联合贡献率分别为87.85%, 15.06%, 79.46%和72.61%, 87.68%, 33.29%; 互作位点对CT, LWP和SF的联合贡献率分别为55.69%, 47.16%, 48.15%和53.44%, 57.94%, 54.62%. 与已有的抗旱QTL定位结果比较, 发现有19个主效QTL与已定位的抗旱QTL位于相同的或紧密相连的染色体区段.     

显微分离黄鳝单条染色体用于基因定位

在倒置显微镜下显微分离了黄鳝56条单染色体，以兼并寡核苷酸为引物进行PCR扩增，并将其DOP－PCR产物作为探针进行染色体反向描绘，描绘结果表明，已对黄鳝1，3，5，6，7，10和12号染色体获得了成功的分离。随后，把这些染色体DNA的DOP－PCR产物列阵点于尼龙膜上，作为“特定染色体DNA池”（specifical chromosomal DNA pool0用于黄鳝基因定位，定位结果显示：Zfα基因位于1号染色体，rDNA基因位于3号和7号染色体，GH和PDEGγ基因位于10号染色体，HSL基因位于5号染色体，并在1，3，6和10号染色体上同时检测到Hox基因杂交信号，据此还初步推测了部分保守同线群，为鱼类基因定位和杂色体进化研究提供了一种新的可行方法，也为鱼类核型研究中以分子标记确认每条染色体提供了新思路。     

基于玉米导入系群体7个农艺性状的QTL定位

对玉米导入系群体7个农艺性状进行QTL定位,从分子水平研究不同环境条件下控制玉米产量性状的遗传基础,为玉米育种工作提供了理论基础.选用玉米自交系PHB1M为轮回亲本,性状互补的四-287自交系为供体亲本,通过杂交、四代回交及二代自交,并结合分子标记辅助选择方法构建了208个导入系为作图群体;利用70对SSR引物和64对SRAP引物进行多态性扩增,获得了793个多态性位点;采用JoinMap4.0软件进行连锁图谱构建,得到了长度为1917.2 cM、涵盖10个连锁群的连锁图谱,分别在和林县与呼和浩特市两个环境下进行株高、穗位高、叶片数、穗长、穗粗、穗行数及百粒重7个农艺性状的表型鉴定;利用Map QTL4.0软件中MQM作图法对试验群体的7个农艺性状进行QTL定位,两地共检测到100个QTL位点, 23个株高、16个穗位高、22个叶片数、10个穗长、16个穗粗、4个穗行数和9个百粒重QTL.其中,控制5个性状的8个QTL在两个环境中同时被检测到,特别是株高和穗位高的3个QTL表达稳定性较高,为基因克隆以及标记辅助育种提供理论支撑.     

中国华北地区和西北地区动力煤氟的排放量

为了研究不同燃烧条件下我国主要动力用煤－华北地区和西北地区的石炭-二叠系煤燃烧时氟的释放量，采集和分析了高温和中低温电厂以及民用锅炉的原煤、底灰、飞灰的含氟量，对我国每年动力煤氟的排放量和排放率进行了初步分析和测算。结果表明：高温电厂燃烧1t含氟量为100g左右的华北和西北地区的石炭－二叠系的低氟煤，排放到大气中的氟为89．90g左右，高温电厂燃烧煤中氟的排放率为95．93％左右；中低温电厂和民用锅炉燃煤中氟的排放率为77．56％左右。中国每年电厂和民用燃煤约8亿吨左右，主要为华北区和西北区的石炭－二叠系的动力煤，以含氟量为100g/t左右的低位计算，每年排放到大气中的氟为66398．5t左右。     

一个水稻窄叶突变体的鉴定和基因定位

从粳稻品种“中花11”转基因后代中发现了一个窄叶突变体. 突变体表现为植株矮化、生育期延迟、叶片变窄及内卷和结实率降低等一系列突变表型. 窄叶突变体的剑叶在饱和光下净光合速率显著低于野生型, 在灌浆期剑叶的气孔导度和蒸腾速率也明显低于野生型. 遗传学分析表明, 该窄叶突变体表型受一对隐性核基因控制. 通过对突变体T₁代和T₂后代的分子检测发现, 该突变体表型非T-DNA插入引起. 利用籼粳杂交F₂群体对突变体位点进行了基因定位, 将其定位在第12染色体长臂上SSR标记RM7018和RM3331之间. 与经典的形态标记nal3(cul3)位于相同染色体区段, 故将该突变体暂定名为nal3(t). 随后, 利用已公布的水稻序列和SSR标记, 开发了6对新的STS标记, 进一步将窄叶基因nal3(t)定位在NS10和RH12-8之间, 遗传距离分别为0.58和0.26 cM, 物理距离约136 kb, 为进一步克隆nal3(t)打下了基础.     

带有REV-LTR片段的MDV野毒株GX0101 BAC克隆的构建及拯救病毒的致病性分析

将整合有禽网状内皮组织增生症病毒(reticuloendotheliosis, REV)长末端重复序列(LTR)的马立克氏病病毒(命名为GX0101)全基因组作为细菌人工染色体(bacterial artificial chromosome, BAC)克隆进大肠杆菌. BAC载体通过同源重组插入MDV基因组的US2区, 含BAC载体的MDV DNA电转化大肠杆菌菌株DH10B, 鉴定含MDV全基因组的BAC克隆(MDV BAC), 提取BAC DNA, 转染原代鸡胚成纤维细胞(CEF), 成功拯救出了重组病毒, 命名为bac-GX0101. 将此病毒腹腔接种1日龄鸡, 在攻毒后62 d开始检测到内脏肿瘤, 动物实验结果表明, bac-GX0101毒株与亲本GX0101毒株对机体的致病性等方面的影响没有差异, bac-GX0101毒株仍然保留着很好的免疫抑制功能及致肿瘤能力. 该感染性克隆bac-GX0101为研究该重组野毒株中REV-LTR插入片段及其他基因的生物学功能提供了有用的技术平台.     

水稻不完全隐性卷叶主基因以rl（t）的精细定位

利用奇妙香（QMX）为轮回亲本，与卷叶珍汕97B（JZB）杂交并回交的BC4F2和BC4F3两群体为研究材料，对卷叶性状进行了遗传分析，并对卷叶基因进行精细定位．遗传分析表明，卷叶性状主要受1对不完全隐性主基因的控制，命名为rl（t），并同时受到数量性状基因和或环境的影响．利用500个SSR标记和新开发的15个InDel标记，通过BSA法在卷叶DNA池和平展叶DNA池间筛选到8个多态性标记，并用MAPMAKER／EXP3．0构建遗传连锁图．基因定位方法采用复合区间作图法（CIM）．利用BC4F2分离群体将rl（t）初步定位于第2染色体长臂，位于标记InDel 112-RM3763之间，两标记之间的遗传距离为2．4cM，rl（t）距离InDel 112约1．0cM．为精细定位rl（t），从BC4F2代经标记选择得到1个中度卷叶植株，自交扩繁成855株个体的BC4F3代株系，另发展4个新的InDel标记．连锁分析表明，InDel 112．6和InDel 113位于标记InDel 112和RM3763之间．利用BC4F3株系中分离出的191个卷叶株和185个平展叶株，将rl（t）定位于InDel 112、6-InDel113之间，物理距离为137kb、对该区段进行了初步的侯选基因分析，推测rl（t）可能参与了microRNA（miRNA）系统对叶片发育的调控．     

陆地棉子叶色素腺体延缓形成种质系的育成及其遗传研究

用（亚洲棉×比克氏棉）F₁双二倍体作母本与陆地棉单节显性系1（Gl₂Gl₂gl₃gl₃）进行杂交，获得具有比克氏棉子叶色素腺延缓形成性状的[(亚洲棉×比克氏棉)F₁双二倍体×陆地棉]F₁种间三元杂种。种间三元杂种高度不育，PMC减数分裂中期I的染色体构型为2n=52= 41.45I +4.38 II+0.55 III+0.04，二价体交叉值为1.19。用Gl₂Gl₂gl₃gl₃作轮回亲本对种间三元杂种进行连续回交，在BC₈群体中发现2株带目标性状的可育植株。对其进行自交和筛选，育成具有子叶色素腺体延缓形成特性的陆地棉种质系——ABH-0318。该种质的色素腺体性状稳定，休眠种子除子叶边缘处有小量稀小的色素腺体外，基本无色素腺体，其棉酚含量为0.0175%，属于典型的低酚棉类型；种子萌发后，子叶及植株主要器官含有大量的色素腺体，棉酚含量与一般有酚棉品种相似，即植株为有酚棉类型。遗传分析结果表明，该种质的子叶色素腺体延缓形成性状受位于Gl₂和Gl₃位点的二对基因互作控制，其中位于Gl₂ 位点的基因来源于比克氏棉，对已知的陆地棉色素腺体等位基因（Gl₂和gl₂）为显性，但对Gl₃则表现为隐性上位，暂定其基因符号为Gl₂^b；位于Gl₃的基因为隐性基因，来源于陆地棉。     

水稻不完全隐性卷叶主基因rl(t)的精细定位

利用奇妙香(QMX)为轮回亲本, 与卷叶珍汕97B(JZB)杂交并回交的BC₄F₂和BC₄F₃两群体为研究材料, 对卷叶性状进行了遗传分析, 并对卷叶基因进行精细定位. 遗传分析表明, 卷叶性状主要受1对不完全隐性主基因的控制, 命名为rl_(t), 并同时受到数量性状基因和或环境的影响. 利用500个SSR标记和新开发的15个InDel标记, 通过BSA法在卷叶DNA池和平展叶DNA池间筛选到8个多态性标记, 并用MAPMAKER/EXP3.0构建遗传连锁图. 基因定位方法采用复合区间作图法(CIM). 利用BC₄F₂分离群体将rl_(t)初步定位于第2染色体长臂, 位于标记InDel 112~RM3763之间, 两标记之间的遗传距离为2.4 cM, rl_(t)距离InDel 112约1.0 cM. 为精细定位rl_(t), 从BC₄F₂代经标记选择得到1个中度卷叶植株, 自交扩繁成855株个体的BC₄F₃代株系, 另发展4个新的InDel标记. 连锁分析表明, InDel 112.6和InDel 113位于标记InDel 112和RM 3763之间. 利用BC4F3株系中分离出的191个卷叶株和185个平展叶株, 将rl_(t)定位于InDel 112.6~InDel 113之间, 物理距离为137 kb. 对该区段进行了初步的侯选基因分析, 推测rl_(t)可能参与了microRNA(miRNA)系统对叶片发育的调控.