水稻剑叶形态性状QTL分析

为了剖析水稻剑叶形态性状的遗传机理,以典型籼稻七山占和典型粳稻秋光构建的F10重组自交系(RIL)及其包括122个SSR标记的遗传连锁图谱为材料,对水稻齐穗期剑叶形态性状进行QTL分析。共检测到20个控制剑叶形态性状的QTLs,其中:5个剑叶长度QTL、7个剑叶宽度QTL、6个叶面积QTL和2个比叶重QTL,分布于第1、第2、第4、第5、第6、第7、第10和第12染色体上;2个控制比叶重的QTL为首次检出。为水稻剑叶形态性状的改良和理想株型的育成提供了基础性数据。

春小麦旗叶长度、宽度及叶绿素含量QTL分析

为了提高高产和理想株型小麦的选育效率,以普通小麦(Triticum aestivum L.)宁春4号和宁春27号杂交得到的128个F9代重组自交系(RILs)为试验材料,利用从1 001个SSR标记中筛选出的307个在亲本之间存在多态性的标记对该群体进行遗传分析和QTL检测。构建了覆盖小麦21对染色体的包含291个SSR标记的遗传连锁图谱,遗传距离总计2 576.09cM,标记间平均遗传距离为8.85cM。以复合区间作图法(ICIM)分别对旗叶长度、宽度和叶绿素含量进行加性QTL检测,分别检测到6、8和4个QTL。多数QTL只在单一生态环境下检测到,说明这些性状受一定环境因素的影响。

多效性基因Ghd7调控水稻剑叶面积

光合作用是植物的唯一能量来源,剑叶是水稻开花后进行光合作用的主要部位。Ghd7是一个多效性产量基因,能显著提高水稻产量。为了研究Ghd7对水稻剑叶形态的遗传效应,文章利用一个包含190个家系的BC2F2群体对水稻剑叶长度(FLL)、剑叶宽(FLW)和剑叶面积(FLA)进行QTL定位分析。在BC2F2群体,FLL、FLW和FLA性状表型值均显示为双峰分布,符合孟德尔单基因分离比,并均与每穗实粒数呈现显著正相关。在第7染色体上RM3859和C39分子标记间定位到FLL、FLW和FLA的QTL,分别解释变异的73.3%、62.3%和71.8%,均与Ghd7共分离。以珍汕97为轮回亲本,特青和明恢63分别为供体亲本,获得两个Ghd7近等基因系NIL(MH63)和NIL(TQ),FLL、FLW和FLA表型值均比珍汕97显著提高。另外,超表达Ghd7的合江19转基因植株的FLL、FLW和FLA表型值分别比合江19增加了8.9 cm、0.5 cm和17.8 cm2。这些结果表明Ghd7对调控剑叶面积起重要作用。

水稻剑叶叶宽遗传分析及基因定位

利用亲本宽叶恢复系R189和窄叶鄂晚10号杂交获得的F：群体剑叶宽进行QTL检测和剑叶形态性状相关性分析。结果表明：不同剑叶形态性状问存在极显著正相关。采用基于混合线性模型复合区间作图方法的QTL检测软件进行QTL定位，共定位到3个控制剑叶叶宽的QTL，分布于1号和7号染色体上，贡献率介于2．63％-31．1％，其中位于7号染色体RM346标记位点控制剑叶宽qFLIV-7-2的贡献率最大，对改良剑叶宽性状具有重要育种价值。

水稻DH群体剑叶宽度的QTL及其上位性和环境互作效应研究(英文)

利用基于混合模型的QTL定位方法,可以分析水稻DH群体在4个年份下剑叶宽度的QTL及其上位性效应和环境互作效应.结果发现,QTL除了具有自身的效应外,还可以参与上位性效应的形成,一个QTL可与多个QTL发生互作,可能起到诱发和修饰其他位点的作用.QTL与环境的互作效应以及上位性与环境的互作效应更多地被检测到,表明控制剑叶宽度的遗传因素易受环境影响.

水稻和陆稻分化相关性状的QTL分析及水旱不同栽培条件下连续选择的影响

本研究以来自云南的地方品种Ch5-10和Ch6-11为亲本,后代用SSD方法而得到的RIL9群体为试验材料,对水、陆稻差异性状(始穗期、剑叶宽、株高等)进行了考察,并利用SSR分子标记构建遗传连锁图谱,进行了各性状的QTL定位;在自然和人工选择的过程中,栽培稻无论是形态上还是基因组上,都发生多种多样的变化。利用F 2群体(父、母本和前述的SSD群体相同)采用Bulk混合选择的方法,在F 4代开始进行水、旱田两种条件下种植,以模拟水陆稻的分化条件,经过5代的种植后繁殖成株系,分别得到CA、CB两个群体。对这两个群体的水陆稻差异性状(始穗期、最高分蘖数、有效分蘖数、剑叶宽、株高等)进行了考察。结果表明,利用SSD方法而得到的RIL9群体对始穗期、剑叶宽、株高等3个性状进行QTL分析,两年共检测到19个QTL,分别位于1,2,3,7,8,9,11号染色体上。其中株高qPH-1效应最大,贡献率为22%(2009年安徽),16%(2009年北京),16%(2010年北京),表现为来自亲本Ch5-10的等位基因增加株高;利用Bulk方法而得到的CA群体(经过水田筛选5代、289个株系)和CB群体(经过旱田筛选5代、332个株系),考察其最高分蘖数、有效分蘖数、始穗期、株高、剑叶宽等5个性状。2009年安徽和北京两地试验发现:两群体间除安徽始穗期和北京剑叶宽差异不显著外,其他性状差异均达到极显著水平。根据氯酸钾抗性和低温发芽力的QTL定位结果,选择qSLtr-2、qSLratio-2、qRL28-2-1和qRL28-4附近的标记RM166、RM5472、RI05751和RM5979,及未定位到QTL的标记RM259对CA群体和CB群体进行基因型分析,两群体间t测验结果表明,RM5472、RI05751和RM5979差异均达到极显著水平,RM259和RM166差异不显著。说明在人工模拟水、陆稻选择的条件下这2个群体有了明显的分化。

小麦旗叶宽主效QTLQFlw-5B遗传效应解析

为了明确位于小麦5B染色体上的一个旗叶宽主效QTL QFlw-5B的遗传效应,对5B染色体进一步加密,从而缩小靶区段的范围,在加密图谱的基础上,利用衍生自科农9204×京411的188个重组自交系群体(KJ-RIL),对8个环境下旗叶宽做进一步的定位分析,将QFlw-5B定位于AX-110978403~AX-111671812的61.22~68.60 cM遗传距离范围内,能够解释9.40%~19.76%的旗叶宽表型变异,来自科农9204的等位基因增加旗叶宽0.04~0.07 cm。利用与QFlw-5B紧密连锁标记AX-108884656对188个KJ-RIL家系进行遗传分析,结果表明,QFlw-5B优异等位基因在8个环境下均能增加穗粒数,在6个环境下能增加千粒重和单株产量,而对单株穗数有一定的负效应。利用310份育成品种(系)对QFlw-5B优异单倍型的应用情况进行分析,结果表明,QFlw-5B优异单倍型虽然已经被育种家选择,但还有较大的遗传改良空间。

大麦旗叶长和宽的QTL分析

为解析调控大麦旗叶大小的遗传机制,以1个大麦重组自交系(RIL)群体(由J36528和BMJ89为亲本构建,包含125个F 10代)为材料,利用447个DArT和8个SSR标记绘制遗传连锁图谱,结合4年2点共6个生态环境下测得的旗叶长和宽表型数据,鉴定旗叶长和宽相关的QTL。结果表明,所构建的遗传图谱包含7个连锁群,总长1034.96 cM,平均每条染色体147.85 cM,标记密度为2.27 cM。共检测到7个旗叶长QTL和5个旗叶宽QTL,分布在2H、4H、5H、6H和7H染色体上。其中,有2个旗叶长主效位点QFll.sicau-JB-5H.2和QFll.sicau-JB-6H.1,能够在多环境下稳定表达,表型变异解释率范围分别为12.02%~19.95%和16.69%~16.99%;二者累加对旗叶长具有增加效应,聚合这2个位点对大麦旗叶长的调控和产量提升具有潜在价值。另外,有1个旗叶宽主效位点QFlw.sicau-JB-4H在多环境下能够稳定表达,表型变异解释率为15.03%~23.99%。将主效QTL锚定到大麦参考基因组后比对发现,QFll.sicau-JB-6H.1可能为新位点,而QFll.sicau-JB-5H.2可能与小麦第五部分同源群检测到的旗叶长位点具有同源性。本研究鉴定获得的与旗叶长和宽相关的稳定表达的主效QTL对大麦不同旗叶形态基因的精细定位和分子辅助育种提供了依据。

小麦旗叶面积相关性状的全基因组关联分析

为了挖掘控制小麦旗叶面积相关性状的基因位点,本研究以215份适宜在冀中北地区种植的小麦品种(系)为研究材料,分别于2020—2022年在河北省唐山市种植,利用小麦16K高密度SNP芯片进行全基因组扫描,并结合小麦旗叶面积相关性状(旗叶宽、旗叶长、旗叶面积)进行全基因组关联分析。结果表明,有23个与小麦旗叶宽显著相关的SNP位点,其中位于1A、2B(6)、3A、4A、4B、5A、5B(5)、5D、6B染色体上的18个SNP位点(区段)在多个环境中被检测到;两个与旗叶长显著关联的SNP位点未在多个环境中被检测到;在关联出的21个与旗叶面积显著关联的SNP位点(区段)中,位于2B、5A染色体的两个位点(区段)在多个环境中被检测到。有13个SNP位点(区段)表现“一因多效”,分布于1A、2B(3)、3A、4A、5A(2)、5B(3)、5D、7A,这些位点在与旗叶面积显著关联的同时,也与旗叶宽或旗叶长呈显著关联。

云南龙陵地区不同燕麦品种生产性能比较

[目的]筛选出适宜在云南龙陵及其相似地区种植的饲用燕麦品种。[方法]选用8个燕麦品种,即燕麦01(01牧王)、燕麦02(02燕王)、燕麦03(03爱沃)、燕麦04(04贝勒2号)、燕麦05(05魅力)、燕麦06(06抢手)、燕麦07(07雷神)和燕麦08(08 esk),于2016年4月在云南龙陵种植,对其单株分蘖数、株高、旗叶长、旗叶宽、轮层数和产量进行品种比较试验。[结果]燕麦02单株分蘖数最多,为7.5;其余燕麦种质的分蘖都低于7.5。燕麦02植株高度最高,达到154.18 cm;燕麦08最矮,为112.88 cm。燕麦01旗叶长最长,为50.48 cm;燕麦05最短,为29.11 cm。燕麦03旗叶宽最宽,为2.34 cm;燕麦07旗叶宽最窄,为1.04 cm。燕麦03轮层数最多,为5.25个;燕麦04最少,为4.25个。燕麦02产量最高,为7391.37 kg/666.7 m^(2);燕麦05产量最低,为4818.59 kg/666.7 m2;燕麦02、燕麦03、燕麦06和燕麦08的产量高于平均水平。[结论]燕麦02、燕麦03、燕麦06和燕麦08的生产性能较好,适宜在龙陵及其相似地区推广种植。

基于关联分析的水稻剑叶宽基因定位与分析

叶形是影响粳稻光合作用和碳水化合物积累的重要因素之一,而叶宽是决定水稻叶形的核心性状之一。挖掘和利用新的叶宽相关基因/QTL可以进一步丰富分子育种理论,提升叶宽性状遗传改良的效率。本研究利用295份粳稻品种的自然群体,于2020年和2021年对各品种的剑叶宽进行考察。结合高通量重测序获得的788 396个高质量多态性SNP,对粳稻剑叶宽相关性状进行全基因组关联分析(GWAS),共检测到45个关联SNPs,分布在水稻的12条染色体上,表型贡献率范围为8.61%~15.76%。其中,qFL10在两年间被重复检测到,定位区间在10.11 Mb~10.23 Mb,此区段内包含15个基因。

小麦旗叶宽相关基因TaNAL1-5的克隆与功能分析

叶片是植物进行光合作用的主要器官,与植物形态建成有重要关系。旗叶的大小及其与茎杆的夹角直接影响到小麦植株的受光,从而影响到小麦的产量水平。本研究利用比较基因组学的方法,以水稻重要叶宽基因Os NAL1为参考序列在小麦中克隆其同源基因TaNAL1-5,挖掘其优良等位变异并研究其对旗叶宽等重要农艺性状的影响。结果表明,小麦TaNAL1-5A、TaNAL1-5B和TaNAL1-5D基因均由5个外显子和4个内含子组成,TaNAL1-5A和TaNAL1-5B编码600个氨基酸,TaNAL1-5D编码598个氨基酸,具有典型的半胱氨酸/丝氨酸胰蛋白酶结构域。系统进化树分析发现小麦TaNAL1-5基因与乌拉尔图小麦、粗山羊草、二穗短柄草等单子叶植物亲缘关系较近,而与拟南芥、大豆等双子叶植物亲缘关系较远。在不同小麦品种中,TaNAL1-5B/5D没有检测到序列多态性,而TaNAL1-5A呈现单体型的9个SNP位点和一个19 bp Indel的两种等位变异,并根据19 bp的Indel设计了TaNAL1-5A两种等位变异的功能标记。功能标记扫描发现,TaNAL1-5A与小麦旗叶宽度、千粒重、小穗数呈极显著正相关。此外,基因表达分析显示TaNAL1-5基因在籽粒、根、茎、叶、穗、穗下节等部位均表达,且在开花后25天即灌浆高峰期表达量最高,可能参与了籽粒的形成过程。本研究有助于解析小麦旗叶形成的遗传控制及株型改良。