玉米产量相关性状的QTL定位与剖析

玉米因其自身具有高产潜质而成为了当今世界最重要的粮食作物之一.玉米产量是复杂的数量性状,由许多主/微效基因控制,易受各种环境因素影响.果穗是玉米的主要收获器官,籽粒性状是玉米品质的重要体现,因此发掘玉米穗部性状和籽粒性状相关QTL对玉米的遗传改良,培育优质高产的玉米具有重要意义.本研究白刺包谷(P2)和妻染黄(P13)为亲本构建了包含152个家系的F2∶3作图群体,选择在两亲本间具有多态性的176个微卫星标记构建遗传图谱,对产量相关性状进行了单环境的QTL定位与分析.最终定位到了14个QTL,分布在除9号染色体外的其余9条染色体上,单个QTL可解释的表型变异率为4.9％～18.8％.值得注意的是,在6号染色体上的百粒重和穗行数的一致性QTL(qHKW06-1和qERN06-1)与8号染色体上的穗行数QTL(qERN08-1)是本研究中特有的,其中qERN08-1解释了12.4％的表型变异率.     

玉米株高和穗位高遗传基础的QTL剖析

玉米是世界范围内具有经济重要性的作物之一.株高和穗位高是玉米育种过程中需考虑的2个重要农艺性状,对玉米产量、抗倒伏性及株型等都有较大影响.为进一步明确玉米株高和穗位高的遗传机制,本研究以B73×Zheng58的含有165个株系的F3∶4重组自交系群体为作图群体,利用覆盖玉米10条染色体189个SSR标记对株高和穗位高进行QTL定位分析.总共定位到5个株高QTL和6个穗位高QTL;这11个QTL分布在除2号和6号之外的其他8条染色体上.单个QTL表型变异贡献率的变幅为4.3%~14.2%.其中10个QTL与以前报道过的QTL的位置相近或重叠,而株高QTL(qPH04-01)是新发现的群体专一性的QTL,最靠近标记umc0371,表型变异贡献率为8.8%,是值得进一步研究和利用的位点.     

玉米株高和穗位高遗传基础的QTL剖析（英文）

玉米是世界范围内具有经济重要性的作物之一.株高和穗位高是玉米育种过程中需考虑的2个重要农艺性状,对玉米产量、抗倒伏性及株型等都有较大影响.为进一步明确玉米株高和穗位高的遗传机制,本研究以B73×Zheng58的含有165个株系的F3:4重组自交系群体为作图群体,利用覆盖玉米10条染色体189个SSR标记对株高和穗位高进行QTL定位分析.总共定位到5个株高QTL和6个穗位高QTL;这11个QTL分布在除2号和6号之外的其他8条染色体上.单个QTL表型变异贡献率的变幅为4.3%~14.2%.其中10个QTL与以前报道过的QTL的位置相近或重叠,而株高QTL(qPH04-01)是新发现的群体专一性的QTL,最靠近标记umc0371,表型变异贡献率为8.8%,是值得进一步研究和利用的位点.     

玉米穗部性状的QTL定位

以玉米自交系L26和095组配的Fz世代为定位群体,采用SSR分子标记技术构建了包括98个位点的连锁图谱,结合F2穗部性状的鉴定结果,利用复合区间作图法对秃尖长等8个穗部性状进行基因定位,共检出21个QTL.其中穗长检测到3个QTL;穗粗、穗行数分别检测到2个QTL;行粒数检测到3个QTL;轴粗检测到2个QTL;200粒质量检测到3个QTL;穗粒质量检测到6个QTL;秃尖长没有检测到QTL.检出的21个QTL中,有10个QTL的解释变异率超过了20%,表现为主效QTL效应.研究还发现,穗部性状QTL在玉米10条染色体上分布不均匀,且成簇分布.该试验中检测到的21个QTL中,有10个影响不同性状的QTL位于3个染色体区域.各个QTL位点上起增、减效作用的等位基因在亲本间分布不均匀.     

玉米营养品质性状的QTL定位

以玉米自交系201×698-3的233个F2:3家系为作图群体,利用SSR分子标记构建遗传图谱.采用随机区组设计,分别在四川雅安和德阳进行田间试验,人工套袋自交种子供性状考查,利用区间作图法进行QTL定位分析.构建了具有134对SSR标记的玉米遗传图谱,覆盖整个基因组1831.4cM,平均图距13.67cM.从16个营养品质性状中共检侧到35个QTL,其中影响蛋白质、淀粉和油份含量的有6个QTL,分别位于第1、2、4和8染色体上,单个性状的QTL为1～3个,每个QTL的作用可解释表型变异的8.1%～21.0%;控制赖氨酸等13种氨基酸含量的有29个QTL,分别位于第1、2、4、8、9和10染色体上,单个性状的QTL为1～5个,每个QTL的作用可解释表型变异的3.5%～30.1%.在本群体的营养品质性状QTL中,超显性效应起主导作用,其次为完全显性效应.     

水稻耐淹性的QTL定位与候选基因分析

为研究水稻苗期对淹水胁迫的耐受性,以籼稻品种台中本地1号(TN1)和粳稻品种春江06(CJ06)为亲本构建的DH群体为实验材料,将淹水条件下的成苗率作为考察指标,利用该群体前期构建的分子连锁图谱对淹水数据进行数量性状基因座(quantitative trait loci,QTL)检测分析.利用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)技术对淹水处理前后相关基因的表达量进行分析,并对表达量存在显著差异的基因进行测序分析.结果表明:挖掘到6个与淹水胁迫相关的QTL,分别位于水稻第1,2,6,8和9号染色体上;位于8号染色体QTL区间内的基因LOC_Os08g42750的表达在两亲本间存在显著差异,该基因在两亲本的编码区域存在4处差异.检测到的QTL位点对QTL精细定位和克隆耐淹相关基因具有重要参考价值,并为研究水稻耐淹分子机制及水稻直播育种提供了新的观点和见解.     

玉米自交系配合力的分析

玉米自交系配合力分的析结果表明:穗长、穗粗、穗行数、行粒数、穗质量、单株籽粒产量、穗位叶长的一般配合力方差达极显著水平;亲本性状表现与其一般配合力关系为穗长、穗粗、穗位叶长、穗行数都达到显著或极显著水平;同一亲本不同性状或同一性状不同亲本间GCA效应有较大差异;优良组合的双亲之一GCA要高,要能互补,同时SCA也要高.     

水稻萌发期耐Cu2+胁迫的QTL定位

以典型籼粳交(春江06/台中本地1号)双单倍体(DH)群体为材料,经100μmol/L CuSO4溶液对其双亲及DH群体进行处理,考察了DH群体及其双亲的耐铜性,并利用业已构建的分子连锁图谱进行了数量性状基因座(QTL)区间分析.共检测到23个QTLs,其中与铜胁迫有关的QTL有7个,分别位于水稻第1,2,3和7染色体上;贡献率最大的QTL为qTGR-2,变异解释率为14.60%,其增效等位基因来自台中本地1号;芽质量的QTL qTSW-1增效等位基因来自春江06;余下的几个耐铜胁迫的QTL增效基因均来自台中本地1号.同时,在3号染色体上检测到了一个QTL,可显示发芽率受铜胁迫抑制的程度.     

影响小麦加工品质数量性状位点的研究

以M5和M16为亲本构建的重组自交系为材料，对影响小麦加工品质性状的数量性状位点（QTL）进行了研究．检测了群体中籽粒硬度、蛋白质含量、SDS沉降值、拉伸面积等品质性状，它们在群体中呈近似正态的连续分布，为多基因控制的数量性状．利用43个SSR标记和42个AFLP标记构建了相关染色体的分子连锁图．在1A、5D、6D染色体上分别检测到与籽粒硬度相关的QTL各1个，其中位于染色体5D上的Xgwn190对表型变异的贡献率最大，达62．5％，为主效基因；在1B和6A染色体上分别检测到与蛋白质含量相关的QTL各1个，它们对表型变异的贡献率分别为13．2％和15．6％；在染色体1B和3B上分别检测到与SDS沉降值相关的QTL各1个，贡献率最大（10．2％）的一个QTL位于3B染色体上靠近E37M61—286的区域；在1A、3B、5D染色体上分别检测到与拉伸面积相关的QTL各1个，其中5D染色体上的Xgwn190对表型的贡献率最大，为11．5％．     

基于SLAF-seq玉米高密度遗传连锁图谱构建与株型性状QTL定位

 株型直接决定生物产量、种植密度与籽粒产量,利用玉米高密度遗传连锁图谱解析株型相关性状的遗传机制,对选育理想株型玉米新品种具有重要意义。本研究利用SLAF-seq技术,依据玉米黄早四参考基因组信息,对昌7-2与PHB1M及其138个F_2：3家系高通量测序,开发高密度SNP的遗传图谱,并进行株型相关性状QTL定位。研究结果构建了一张总图距为1354.81 cM,标记间的平均距离为0.32 cM,标记数为4220个SLAF标签（7876个SNP）的高密度遗传图谱。在E1与E2两种密度下,对株高、穗位、叶片数、节间数、平均节间长进行QTL定位,共检测到10个QTL位点,其中,有7个PVE超过了10%。叶片数、穗位、节间数为主效QTL,ADD为负值,叶片数与节间数的减效等位基因来源于PHB1M,穗位的减效等位基因来源于昌7-2。叶片数与节间数在2个密度下均定位在8号染色体上,说明二者之间有着共同的遗传机制。与QTL关联的SLAF标记共有61个,其中,SLFA7305498和SLFA6717271为qLC-2-LG8与qIC-2-LG8共有标记。该研究将为玉米株型相关性状的标记辅助选择提供支撑。     

玉米种皮和穗轴中总酚含量的QTL分析

利用黑玉米自交系SDM作为父本,与黄玉米自交系MO17杂交,构建F2∶3群体,对玉米种皮中总酚含量(PCP)和穗轴中的总酚含量(PCC)进行了QTL分析.结果表明:SDM种皮和穗轴中总酚含量均极显著高于MO17,种皮和穗轴中的总酚含量呈极显著正相关.与玉米种皮和穗轴中总酚含量相关的QTL各检测到4个,分布在第4,6,7,9,10共5条染色体上,增效基因均来自父本SDM.其中位于第6和第10染色体上的4个QTL对表型的贡献率最大.控制种皮中总酚含量的2个QTL PCP-6a和PCP-10b分别解释表型变异的13.00%和17.05%,所在的标记区间分别为mmc0523-umc2006和umc1506-bnlg1028,基因作用方式分别为部分显性和加性.控制穗轴中总酚含量的2个QTL PCC-6a和PCC-10a分别解释表型变异的12.20%和21.10%,所在的标记区间分别为umc1014-mmc0523和umc1506-bnlg1028,基因作用方式均为部分显性.位于第6和第10染色体上控制2个性状的QTL可能是一因多效的同一QTL,也可能是紧密连锁的不同QTL.     

高粱F6代群体分蘖数的QTL定位

分蘖数是高粱重要的农艺性状之一。笔者通过微卫星重复序列(simple sequence repeat,SSR)分子标记,以T70×P607杂交得到的F6代重组自交系(recombinant inbred lines,RIL)群体构建遗传连锁图,运用复合区间作图法(composite interval mapping,CIM),对分蘖数进行数量性状基因座(quantitative trait locus,QTL)分析,在第1、2、4、5和6号染色体上检测到7个与分蘖数相关的QTL,解释性状表型变异在1%～13%之间,所得到的QTL全为超显性。     

小麦蛋白质和淀粉品质性状的QTL分析

利用衍生自“川35050×山农483”组合包括131个系的RIL群体,对21个与蛋白质和淀粉相关的品质性状进行了QTL分析．共检测了19个性状的35个加性QTL,单个QTL可解释表型变异的7．99%—40．52％,这些QTL分布在1D,2A,2D,3B,3D,5A,6A,6B,6D和7B等10条染色体．30个QTL的加性效应值为正值,其增加效应来自亲本川35050;其余5个QTL为负值,其增加效应来自亲本山农483．获得了蛋白质性状的15个QTL,主要分布在1D,3B和6D染色体;检测到淀粉性状的20个QTL,主要分布在3D,6B和7B染色体;只有7个（20％）交叠QTL（co—location QTL）涉及蛋白质和淀粉性状两方面性状．蛋白质和淀粉性状的QTL有分布在不同染色体、不同区域的趋势．22个QTL簇集于5条染色体的6个区域．蛋白质性状的2个QTL簇（QTL cluster）位于1D和3B染色体,淀粉性状的3个QTL簇位于3D,6B和7B染色体,而涉及蛋白质和淀粉性状的1个QTL簇位于1D染色体．     

玉米若干与抗旱性有关的产量性状遗传研究

按NCII设计,分析了15个玉米自交系与抗旱性有关的穗长、结实长、穗行数、行粒数、百粒重和单株产量等产量性状在中等水分胁迫下的GCA、SCA和遗传力.结果表明:3个优良自交系80660,80009,武109能组配出抗旱高产且产量性状良好的杂交组合,是有利用价值的亲本;80625×武109、80009×138、80622×武109等组合可在干旱与半干旱地区示范种植.在水分胁迫下,产量遗传力较低,寻找遗传力高且与产量和抗旱高度相关的第二类性状穗长、结实长、穗行数、行粒数,在早代进行选择,可提高选择效率.     

水稻早熟大穗品系7-37二次枝梗数的QTL定位研究

通过水稻穗部性状的改良尤其是增加二次枝梗数更有助于实现水稻的大穗和高产。本研究以7-37作为二次枝梗数QTL定位的亲本材料,通过小穗广亲和品种02428与7-37杂交并自交获得02428/7-37F₂,然后对该F₂群体中随机选取的284个单株主茎穗的二次枝梗数进行遗传分析,结果表明二次枝梗数呈典型的正态分布,说明二次枝梗数受多基因控制,属数量性状,与前人的研究结果是一致的;在此基础上,利用从339对SSR引物中筛选出的均匀分布于12条染色体上的58对多态性引物对F₂群体中的284个单株进行PCR扩增分析,再利用QTL Icimapping作图软件,采用复合区间作图法对7-37的二次枝梗数进行了QTL分析和作图,结果在4号染色体25.0~30.5 Mb区间内和6号染色体6.6~30.8Mb区间内分别定位出了二次枝梗数相关QTL位点,LOD值分别为5.73和2.56,贡献率分别为8.95%和4.38%,加性效应分别为-5.71和-3.85,显性效应分别为-2.83和-1.30。这些研究结果为下一步二次枝梗数QTL位点的精细定位、克隆和功能分析提供了研究基础。     

林芝地区玉米产量影响因素的相关与通径分析

试验针对西藏林芝地区玉米产量影响因素与玉米产量进行相关分析与通径分析.结果表明,玉米穗粒重与行粒数、苞叶重、穗长、百粒重和穗粗呈极显著正相关,相关系数分别为0.993、0.934、0.921、0.834和0.662;与穗行数呈显著正相关,相关系数为0.262,与秃尖长呈极显著负相关,相关系数为-0.310.行粒数、百粒重、苞叶重、穗长和穗行数与穗粒重建立了最优多元回归方程且呈显著线性关系.在各产量影响因素中,对穗粒重直接作用最大的性状是行粒数,直接通径系数为0.355;其次是百粒重,直接通径系数为0.251;其他性状依次为苞叶重、穗长和穗行数.提高西藏林芝地区玉米产量的育种策略需以行粒数和百粒重为主.     

林木多元性状数据QTL区间作图统计分析及其在杨树上的应用

【目的】传统的数量性状基因座(QTL)定位统计分析方法是针对自交系产生实验群体而建立的,不能直接应用到林木这种杂合度较高生长周期较长的异交物种中。针对林木多元性状数据,将传统的QTL区间作图方法应用到林木杂交F₁代作图群体中。【方法】考虑分子标记各种可能的分离比以及连锁相信息,建立林木多元性状数据QTL定位统计分析模型,并用R语言编写了相应的计算软件包mvqtlmap。在美洲黑杨和小叶杨杂交F₁代群体中,对2014年5月29日至9月24日期间调查的6个时间点树高数据进行了QTL定位分析。【结果】有4个QTL定位在母本美洲黑杨的遗传连锁图谱上,有6个QTL分布在父本小叶杨的遗传连锁图谱上,这些QTL分别位于第1、5、7、9、11和19号染色体上,平均解释0.8%～6.7%的表型方差。【结论】研究结果可为在林木上利用多个性状或多个时间点性状数据进行QTL定位提供统计分析方法及计算工具。所建立的程序包可在网站http://www.bioseqdata.com/mvqtlmap/mvqtlmap.htm上自由下载。     

玉米品种高产稳产的综合评价研究

为了有效筛选出适合新疆新源地区种植的具有优良果穗性状的高产稳产玉米品种,客观地评价不同品种的适应性,本研究以国内产量表现优良的20个高产品种为材料,以当地主要推广的品种登海8883(CK)为对照,采用最小显著差法,变异系数法,高稳系数法对玉米品种高产稳产适应性进行评价,将其穗部性状与产量做相关性分析,综合上述评价结果将品种进行聚类分析,明确适应性好的品种产量构成因素。结果显示:1)20个品种间产量存在显著差异,5个品种产量明显高于对照品种,登海218和迪卡517表现出较好的适应性和高产性;2)变异系数小的是银玉123、登海119和登海8883,高稳系数大的是登海218、迪卡(DK)517和陕单628,且和产量呈极显著正相关,标准差(S)、变异系数(CV)与高稳系数(HSC)成显著负相关;平均产量()、最小显著差法(LSD)、S、CV估测的产量稳定性综合评价品种与高稳系数法评价的结果一致;3)聚类分析结果显示,适应性较好的品种果穗的穗长、穗行数和百粒重性状优良,对玉米单株产量起决定作用。结论:结合果穗性状、各评价参数及产量聚类分析的结果,筛选出具有优良性状的高产稳产品种为登海218、DK517,其产量远超登海8883(CK)和其他玉米品种,高产性好,适合在新疆新源地区种植。     

不同播期对超甜玉米穗部性状的影响研究

采用粤甜3号和吉甜6号为材料,初步研究不同播种时期对超甜玉米穗部性状的影响。结果表明：不同播期超甜玉米的穗行数、穗长、行粒数变异幅度较小,穗轴重、鲜百粒重和单苞鲜重变异幅度较大;在各产量构成因素中,鲜百粒重、穗行数、行粒数对单苞鲜重的影响较大。     

水稻遗传多样性及其农艺性状与SSR标记的关联分析

分析水稻材料的遗传多样性,寻找与农艺性状相关联的分子标记,为水稻杂交组合的配置及分子标记辅助育种提供依据.利用60对分布于水稻12条染色体组的SSR标记对190份水稻材料进行遗传多样性分析与群体遗传结构分析,并采用Tassel3.0的GLM和MLM进行标记与农艺性状的关联分析.结果显示,190份水稻材料的遗传相似系数(GS)变异范围为0.62～0.97,平均值为0.86.按群体遗传结构可将供试材料分为3个亚群.以GLM分析,发现8个与穗长、一次枝梗数、一次枝梗穗粒数、二次枝梗数、二次枝梗穗粒数、总穗粒数和饱满穗粒数相关联的标记,各标记对表型变异的解释率为0.0648;以MLM分析显示,8个标记对表型变异的解释率在0.0378～0.0648.本研究获得的这8个农艺性状相关的分子标记可以作为辅助育种培育高产水稻品种的分子标记.