水稻抽穗期性状QTL的全基因组关联定位分析

以253份水稻种质为材料,评价了群体材料的抽穗期特性,利用全基因组关联分析法对水稻抽穗期相关数量性状位点(QTL)进行定位。结果表明:种质群体抽穗期为45~100d,变异系数为13.12%~13.39%,广义遗传率为50.94%;全基因组关联分析定位了29个与抽穗期相关的QTL,共60个显著关联SNP;预测15个QTL有23个与抽穗期调控相关的候选基因,分别编码类似于成花素的磷脂酰乙醇胺结合蛋白、C2H2/CCCH/B-box类锌指蛋白和MYB/MADS/PHD-finger/AP2类转录因子。

不同施肥模式对机插水稻秧苗素质的影响

为了培育较为健壮的秧苗,试验设置2个品种4个育秧期间的肥料管理模式,分别为每盘22 g壮秧剂(T1,对照)、每盘17 g壮秧剂+0.5%尿素溶液(第一次追施)(T2)、每盘12 g壮秧剂+0.5%尿素溶液50g/盘(第一次追施)+0.5%尿素溶液50 g/盘(第二次追施)(T3)、每盘7 g壮秧剂+0.5%尿素溶液100 g/盘(第一次追施)+0.5%尿素溶液100 g/盘(第二次追施)(T4),考察对育秧期间秧苗素质的变化。结果表明,T3处理秧苗地上部干物质积累量最大,明显高于其他处理;苗期肥料使用可能出现秧苗生长瘦高现象,注重氮素追施量;各品种各处理秧苗素质和可溶性糖含量表现出显著差异,针对不同品种的处理要有所不同。

稻瘟菌无毒基因AvrPii编码蛋白分子特性及转基因水稻的构建

为了解稻瘟菌无毒基因AvrPii在水稻病原菌相关分子模式诱导的免疫反应(PTI)抗病分子信号调控中的功能,对AvrPii基因编码蛋白的分子结构特性进行分析,构建了AvrPii基因的植物表达载体幵进行遗传转化。结果表明:AvrPii蛋白由70个氨基酸组成,相对分子质量约为7 500,等电点为6.0,总平均亲水性值为–0.159;AvrPii蛋白包含1个信号肽、1个跨膜结构域和2个基序为LxAR和CxxCxxxxxxxxxxxH的保守结构域;利用农杆菌侵染转化法,获得AvrPii基因全长序列和不含信号肽AvrPiinsp的转基因株系13个,PCR扩增和实时荧光定量PCR鉴定结果表明,AvrPii和AvrPiinsp基因已成功转入受体品种日本晴幵得到稳定表达。

广谱抗稻瘟病基因Pi9的共显性功能标记的开发与利用

稻瘟病是水稻最严重的真菌病害之一。利用抗病基因培育抗病品种是防治稻瘟病最有效的策略。抗稻瘟病基因Pi9是第一个克隆的广谱抗稻瘟病基因,对世界多个国家和地区的稻瘟菌小种都表现高水平抗性,有着重要的应用价值。为了针对拟改良的不同遗传背景的水稻材料,开发Pi9基因特异性功能分子标记,用于分子标记辅助选择育种,本研究开发设计了1个新的Pi9基因共显性功能分子标记。通过对23份育种核心材料的多态性检测和育种改良杂交F1代、BC6F2代群体的鉴定,表明该分子标记能有效的对Pi9功能基因进行鉴定,并对回交育种后代进行高效选择,为培育Pi9基因抗病品种提供了新的分子标记辅助选择技术。

水稻胚性愈伤诱导率性状QTL的全基因组关联分析

胚性愈伤组织的培养是水稻(Oryza sativa)遗传转化和功能基因组学研究的关键。为了评价不同类型的水稻种质资源的胚性愈伤组织诱导能力的差异,鉴定水稻胚性愈伤诱导性状调控相关基因,本研究以6个亚群的191份水稻种质为材料,分析了不同类型种质的胚性愈伤诱导力变异,利用全基因组关联分析(genome-wide association analysis,GWAS)定位了与胚性愈伤诱导率相关的数量性状位点(quantitative trait locus,QTL)。结果表明,6个亚群内不同品种间愈伤诱导率变异大,变异系数在17.86%~42.91%。平均胚性愈伤诱导率为籼稻(IND)>热带粳稻(TRJ)>温带粳稻(TEJ)>秋稻(AUS)>香稻(AROMATIC)>中间型(ADMIX),但是不同亚群品种间平均愈伤诱导率差异不显著。全基因组关联分析鉴定30个与愈伤诱导率显著关联的QTL,预测获得其中15个QTL位点是与胚性愈伤诱导率相关的候选基因,编码生长素信号调控相关蛋白、驱动蛋白、AP2结构域包含蛋白、磷酸酰肌醇-4-磷酸5-激酶蛋白、受体类蛋白激酶和同源异形盒编码蛋白等。这些结果为进一步克隆水稻胚性愈伤诱导调控相关基因,揭示胚性愈伤诱导的分子遗传机制奠定基础。

利用水稻重组自交系群体定位分蘖数性状的QTL

分蘖数是水稻株型和产量形成的重要的性状。为了解析水稻分蘖数性状的遗传基础和鉴定分蘖数性状的新数量性状基因座位(quantitative trait locus,QTL),本研究利用少蘖粳稻品种‘魔王谷’和多蘖籼稻品种‘CO39’杂交后多代自交构建的重组自交系群体,对控制水稻分蘖数性状的QTL进行了基因定位。结果表明:3年共检测到4个控制分蘖数的QTL。第5染色体定位2个QTL qTN5.1和qTN5.2,分别位于标记RM3870~RM6972和RM3381~RM1237间,可解释的表型变异为7.88%和12.96%。第12号染色体2个QTL qTN12.1和qTN12.2,位于标记RM5746~RM2935和RM5746~SFP124间,可解释11.08%和10.26%的表型变化。QTL共定位表明qTN12.1/12.2为新的控制分蘖数的QTL,而qTN5.1和qTN5.2分别与13和8个已知QTL共定位或紧邻。这些结果为进一步精细定位和克隆水稻分蘖数QTL和分子辅助选择育种利用提供了一定的理论依据。