16个陆地棉染色体置换系产量与纤维品质性状遗传效应的初步分析

【目的】评估16个陆地棉染色体置换系的遗传效应。【方法】采用部分双列杂交试验,以16个陆地棉染色体置换系和TM-1为父本,中棉所41、中棉所43、SG506为母本配制51个F1杂交组合,2006年在河南安阳和山东夏津两地种植,获得产量、纤维品质性状数据。利用AD模型软件分析各性状的加性和显性效应。【结果】产量性状比较,铃重加性方差比率最大,铃数最小;显性方差比率籽棉产量最大,铃重最小。纤维长度主要表现出加性效应和显性效应,显性效应稍大于加性效应,整齐度、麦克隆值、比强度的加性方差比例较大,未检测到显性效应。CSB06和CSB12Sh对铃重的正向加性效应显著,CSB14Sh、CSB01对纤维品质的4个或3个性状加性效应显著,CSB01对产量性状的显性效应最大.纤维长度的显性均表现为正值。【结论】CSB06和CSB12Sh可作为改良铃重的亲本利用,CSB14Sh、CSB01可作为改良纤维品质性状的亲本利用。在杂种优势利用时,CSB01可作为改良产量性状的亲本,CSB01、CSB11Sh和CSB06可作为改良纤维长度的亲本。

海岛棉染色体置换系与陆地棉随机交配群体不同株系的黄萎病抗性分析

海岛棉具有纤维品质优良、抗病、抗逆等优点,创制带有海岛棉优异基因的棉花新种质,一直是陆地棉种质创新的一个重要研究方向。海岛棉染色体置换系与陆地棉随机交配群体是具有陆地棉背景而携带众多海岛棉基因的遗传群体,遗传多样性丰富。为筛选抗、耐棉花黄萎病的新种质,采用温室苗期切根接种法和田间病圃成株期鉴定方法,对海岛棉染色体置换系与陆地棉随机交配群体RMBUP-C4S5的148个株系进行黄萎病抗性鉴定。温室苗期切根接种法鉴定结果显示,鉴32、鉴49、鉴59、鉴62、鉴78、鉴83、鉴84和鉴85共8个株系表现为耐黄萎病,相对病情指数(相对病指)为30.0~33.9,占鉴定株系的5.4%;抗黄萎病对照中植棉2号相对病指为34.1,高于上述8个耐黄萎病株系,表现为耐黄萎病。对8个苗期耐病、8个感病的RMBUP-C4S5株系进行田间病圃成株期黄萎病抗性鉴定,结果表明:鉴78、鉴85表现为抗黄萎病,相对病指分别为14.3和13.0,低于当年中植棉2号相对病指22.3;鉴19、鉴49、鉴83、鉴124和鉴143均表现为耐黄萎病。鉴49、鉴78、鉴83和鉴85在苗期耐黄萎病,在成株期表现为抗或耐黄萎病,可作为优异抗黄萎病种质和品种改良利用的新资源。

籼型染色体置换片段在杂交粳稻中的配合力分析

利用10个以粳稻为遗传背景、籼稻为供体的染色体片段置换系(CSSL)及6个粳稻测验种,按NCII设计,分析了籼粳亚种间杂种在10个染色体区段上的配合力效应及遗传力等参数。结果表明,除千粒重外,各置换系主要产量构成性状的GCA值均高于背景亲本Asominori,其中带有第12、第4、第1和第11染色体片段的AIS84、AIS27、AIS3、AIS80和AIS76置换系产量相关性状的GCA综合表现最好。说明在染色体片段水平上,水稻籼粳亚种主要产量构成性状的杂种优势都大于粳亚种内的杂种优势,对粳稻基因组导入籼稻X24-2～R367(Chr.12)、R1854～R288(Chr.4)、C970～C955(Chr.1)、C1350～R257(Chr.11)和X52～R2913(Chr.11)染色体片段,可显著提高杂交粳稻的产量水平。同一亲本所配的不同组合及同一组合在不同性状间的特殊配合力差异较大,最高或最低SCA的组合可来自不同GCA的亲本组合类型,表明在一般配合力与特殊配合力间不存在必然的联系。在双亲一般配合力均高的前提下结合较高的特殊配合力是超高产杂交稻育种中亲本选择的基本原则。

基于染色体置换系的普通野生稻耐盐性QTL定位

本研究分别利用SSR标记、InDel标记以及简化基因组测序技术对一套以普通野生稻为供体亲本,9311为受体亲本的染色体置换系进行基因型鉴定,并通过对其不同生育期的耐盐性鉴定,共发掘2个与发芽期耐盐相关的QTL,13个与苗期耐盐性相关的QTL。其中与苗期存活率相关的QTL qSSR5.1、苗期耐盐等级相关的QTL qSSG5.1均被定位于同一位点,该位点对苗期存活率、苗期耐盐等级均具有增效作用,贡献率分别为6.36%、8.13%。在此QTL内包含与非生物胁迫相关基因OsDi19-1。经序列比对发现,OsDi19-1启动子区域在两亲本间存在较大差异,且受到盐胁迫时该基因表达量上升。同时,鉴定出水稻芽期耐盐的优异种质资源CSSL72、苗期耐盐的优异种质资源CSSL23、CSSL153,为水稻育种中耐盐性的改良提供了新的种质资源。

利用染色体片段置换系(CSSLs)群体检测水稻剑叶形态性状QTL

2007和2008年对以粳稻Asominori为受体、籼稻IR24为供体的染色体片段置换系(chromosome segment substitu-tion lines,CSSLs)群体的剑叶形态性状(剑叶长、宽、长宽比及叶面积)进行了相关性分析和QTL检测。结果表明:不同剑叶形态性状间存在极显著的正相关性,剑叶形态性状与单株产量间也存在极显著的正相关性。利用基于完备复合区间作图方法的QTL检测软件(QTL IciMapping V2.0)进行QTL的联合定位分析,两年共定位到17个控制剑叶形态性状的QTL,分布在第1、2、4、6、7和8等多条染色体上,贡献率为5.30%～32.22%。其中位于第2染色体RM262标记位点控制剑叶长宽比性状的qRFLW2的贡献率最大,对改良剑叶长宽比性状具有重要的育种价值,而在第1染色体RM5496标记、第2染色体RM262标记、第7染色体RM248和RM455标记附近以及第8条染色体RM331位置上存在同时控制剑叶长、宽和叶面积的QTL簇,可为协同改良水稻剑叶形态性状的分子育种提供有用信息。

利用粳稻染色体片段置换系群体检测水稻抗亚铁毒胁迫有关性状QTL(英文)

潜育性水稻田广泛分布于中国、斯里兰卡、印度、印度尼西亚、塞拉里昂、利比亚、尼日利亚、哥伦比亚和菲律宾等国 ,其中我国南方稻区就有近 70 0万公顷低产潜育性水稻田。该类水稻田还原性强 ,矿质营养失调 ,尤以Fe2 + 过量积累 ,对水稻生长发育产生不良的逆境胁迫作用。培育抗亚铁毒的水稻品种是简便、经济有效地提高稻谷产量的重要途径之一。该文利用由粳稻品种Asominori与籼稻品种IR2 4杂交衍生的Asominori染色体片段置换系(ChromosomeSegmentSubstitutionLines,CSSLs)群体为材料 ,检测与抗亚铁毒胁迫有关性状QTL。共检测到与抗亚铁毒胁迫有关性状QTL14个 ,各QTL的LOD值为 2 72～ 6 6 3。其中检测到与抗亚铁毒胁迫直接有关的性状叶片棕色斑点指数QTL 3个 ,分别位于第 3、9、11染色体C5 15～XNpb2 79、R2 6 38～C12 6 3和G14 6 5～C95 0之间 ,对应的贡献率分别为 16 4 5 %、11 16 %和 2 8 0 2 % ;与其他已发表的定位结果比较发现 ,位于第三染色体C5 15～XNpb2 79间控制叶片棕色斑点指数的QTL与水稻功能图谱上控制叶绿素含量的QTL的位置一致 ;表明在亚铁毒胁迫条件下 ,水稻在其叶片表面出现棕色斑点 ,叶片衰老 ,产生一些叶绿素降解物或衍生物 ,以提高叶片细胞对亚铁等重金属毒害的耐受力。另外 ,在?

利用染色体片段置换系定位水稻芽期耐冷性QTL

以籼稻品种9311为受体、粳稻品种日本晴为供体构建的95个染色体片段置换系为材料,在5℃低温条件下进行芽期耐冷性鉴定。结果表明,6个置换系低温处理后的成苗率与受体亲本9311有一定差异,其耐冷性略强于9311。利用代换作图法共鉴定出4个与芽期耐冷性相关的QTL,分别位于水稻第5和第7染色体上。其中qCTB-5-1、qCTB-5-2和qCTB-5-3分别被定位在第5染色体RM267与RM1237、RM2422与RM6054及RM3321与RM1054之间遗传距离分别为21.3cM、27.4cM和12.7cM的置换片段上;qCTB-7被定位在第7染色体RM11-RM2752区间遗传距离为6.8cM的置换片段上。

利用染色体片段置换系群体检测水稻叶片形态QTL

水稻叶片的形态改良是水稻株型育种和产量育种的重要目标之一。以9311/日本晴染色体片段置换系(CSSLs)群体为材料,定位了上3叶叶片长、宽、叶面积共9个性状QTL,分析了叶片性状与产量性状之间的相关性,同时定位了主穗重及产量构成因素(颖花数、千粒重、结实率)相关QTL。结果表明,CSSLs群体的叶片性状之间存在显著或极显著相关性;叶片性状与主穗重呈显著或极显著正相关,与主穗颖花数呈极显著正相关;叶片形态多数性状与结实率、千粒重没有显著相关性。两年共定位到20个叶片性状QTL,分布于第1、3、4、5、6、9、11共7条染色体的10个区间,贡献率为3.82%～14.61%,其中贡献率大于10%有6个,多个QTL成簇分布在相同区间,3个QTL在两年间重复检测到,8个QTL为前人未报道的新位点。两年共检测到16个与控制主穗产量相关的QTL,分布于第1、2、3、5、7、8、10共7条染色体13个区间,其中有7个主穗产量相关QTL所在5个区间与叶片形态14个QTL所在区间一致。

利用染色体片段置换系定位水稻粒型QTL

水稻粒型是衡量稻米外观品质的重要指标之一,鉴定和定位水稻粒型QTL对开展水稻粒型分子育种具有重要意义。本研究以8个染色体片段置换系为材料,选用分布水稻12条染色体上的153个SSR标记检测染色体片段置换系的置换片段,采用代换作图法对控制水稻粒型的3个主效QTL进行定位。结果表明:153个SSR标记中有104个标记在亲本间具有多态性,多态率为68.0%;8个染色体片段置换系在第3和第5染色体分别有6个和2个置换片段,置换片段长度分别为14.8 cM、16.6 cM、15.5 cM、18.9 cM、29.1 cM、35.0 cM、17.9 cM和17.0cM,平均长度为20.6 cM;8个置换片段上共鉴定出3个粒型QTL,控制粒长的qGL-3-1和qGL-3-2分别被界定在水稻第3染色体RM5551与RM6832及RM6832与RM3513之间,遗传距离分别为14.8 cM和5.3 cM的范围内,控制粒宽的qGW-5被界定在水稻第5染色体RM267与RM169之间遗传距离约11.7 cM的范围内。利用染色体片段置换系能准确地定位水稻粒型QTL,qGL-3-1、qGL-3-2和qGW-5的鉴定和初步定位为其进一步精细定位及分子标记辅助选择奠定了基础。

利用染色体片段置换系定位水稻落粒性主效QTL

水稻落粒性是与其生产密切相关的重要性状之一。以7个染色体片段置换系为材料,采用重叠群代换作图法对控制落粒性的2个主效QTL进行定位。结果表明,104个SSR标记在亲本间具有多态性,多态率为68.0%;4个置换系的落粒性与亲本日本晴的落粒性相似,表现难落粒。3个置换系与亲本93-11的落粒性相似,表现易落粒;7个染色体片段置换系在第1和第6染色体上检出7个置换片段,其长度分别为23.6、16.5、6.6、9.9、10.4、20.2和7.1 cM;qSH-1-1被定位在第1染色体RM472-RM1387之间,遗传距离约为6.6 cM。qSH-6-1为新发现的落粒性主效QTL,被定位在第6染色体RM6782-RM3430之间,遗传距离约为4.2 cM。利用染色体片段置换系能准确地定位水稻落粒性QTL,qSH-1-1与qSH-6-1的鉴定和初步定位为其进一步的精细定位、图位克隆及分子标记辅助选择奠定了基础。

陆地棉背景的Pima棉染色体片段置换系创制

染色体片段置换系（CSSLs,chromosome segment substitution lines）基因组内只有1个或少数几个纯合的供体亲本染色体片段,而其余部分与受体亲本相同,是进行QTL分析的理想材料。本研究以陆地棉中棉所8号（CCRI8）为受体亲本,海岛棉Piam90-53为供体亲本在BC3F1-3借助分子标记辅助选择培育了一套182个株系构成的染色体片段置换系。这套置换系置换片段平均长度21.0 c M,总长度19957.8 c M,是棉花基因组总长度4168.7 c M的4.7倍。每个株系内置换片段长度不一,最短为0.7 c M,最长是83.2 c M,导入片段数量为1-11个。CSSLs在纤维品质性状上的分布表现为相对连续的正态分布,部分株系较CCRI8有了明显提高。本研究为进一步开展棉花纤维品质QTL定位以及陆地棉纤维品质育种研究提供了新材料。

利用染色体片段置换系群体检测水稻产量相关性状QTL

为了发掘单株产量及其构成因素相关性状的数量性状基因座（QTL）,本研究以9311/日本晴染色体片段置换系群体为材料,调查了单株产量及单株产量构成因素（单株实粒数、单株总颖花数、结实率、每穗实粒数、有效穗数、每穗颖花数、千粒质量等8个性状）。利用Ici Mapping v3.1软件,将分子标记检测结果与田间性状调查值相结合,定位了与单株产量、单株实粒数、千粒质量、每穗颖花数、结实率、单株总颖花数6个性状有关的QTL,未定位到与有效穗数（EPN）和每穗实粒数（GPP）有关的QTL。共定位到的10个相关QTLs,分别分布于第1条、第2条、第5条、第7条、第8条染色体的7个区间,贡献率为7.52%-44.59%,其中4个QTLs的贡献率大于10.00%。单株产量q GY1,单株实粒数q GN1,结实率q SSR1.2、q SSR2和q SSR8,加性效应值为负值,表明9311的等位基因表现为增效作用;单株总颖花数q SN2,结实率q SSR1.1,千粒质量q TGW5,每穗颖花数q SPP5和q SPP7,加性效应值为正值,表明日本晴的等位基因表现为增效作用。10个QTLs位点中,除q SN2、q TGW5、q SPP5与已克隆的LP、q SW5、Os NADH-GOGAT2可能位于同一区域外,其余7个位点均未被克隆或精细定位。

利用染色体片段置换系定位水稻赖氨酸含量的QTL

以籼稻品种9311为受体、粳稻品种日本晴为供体构建95个染色体片段置换系,对水稻控制赖氨酸含量的QTL进行了定位。结果显示,共有7个染色体片段置换系(chromosome segment substitution line,CSSL)的稻米赖氨酸含量与亲本9311差异显著。利用代换作图法共鉴定了4个与赖氨酸含量相关的QTL,分别位于水稻第8、9和12染色体上。其中qH-LY8和qHLY9.2来自高赖氨酸含量籼稻品种9311,正向加性效应百分率分别为9.6%和8.5%;而qHLY9.1和qHLY12则来自低赖氨酸含量粳稻品种日本晴,负向加性效应百分率分别为-16.0%和-21.3%。

利用染色体片段置换系群体定位和分析水稻粒重和粒型QTL

【目的】挖掘水稻粒重和粒型相关性状QTL,对于解析水稻籽粒遗传机理具有重要作用。【方法】本研究以籼稻9311为受体、粳稻日本晴为供体构建的染色体片段置换系(Chromosome Segment Substitution Lines,CSSLs)群体为材料,在4个环境下对控制稻谷与糙米的粒重和粒型QTL进行了定位分析。【结果】共检测到77个控制水稻粒重和粒型的QTL,贡献率为4.62%~51.01%,其中19个QTL的增效等位基因来自日本晴,58个QTL的增效等位基因来自9311。这些QTL分布在水稻10条染色体的46个区域,其中16个区域为多效性位点。在两个及两个以上环境中重复检测到的QTL有14个,其中qGW5.1和qLW5能够在4个环境中稳定表达,且位于同一染色体区域;qBRL3.2和qGL4.1为新鉴定的影响水稻粒重和粒型的QTL。【结论】本研究结果为后续克隆这些QTL和解析水稻粒重和粒型遗传机理奠定了基础。

利用染色体片段置换系浅析三系杂交水稻中的杂种优势位点

拟用一套以籼型恢复系IR24为背景亲本,渗入粳稻Asominori血缘的共有65个家系的染色体片段置换系(chromosome segment substitution(CSS)lines of IR24 as recipient parent and Asominori as donor parent,简称IAS群体)为父本,以荣丰A、中9A、1133A、1A 4个籼型不育系为母本,测定与产量相关的5个农艺性状的杂种优势。利用染色体片段置换系已有的分子标记图谱和QTLIci Mapping软件,采用逐步回归和极大似然估计相结合的方法,以LOD值≥2.0作为经验阈值来判断QTL是否存在来检测影响杂种优势的数量性状位点。研究结果表明,4套测交群体共检测到94个杂种优势位点,在所有检测到影响单株有效穗数,平均穗长,着粒密度,千粒质量等性状杂种优势位点中,分别位于第3,7和11染色体上的分子标记RM5474,RM336,RM287能够在4套测交群体中检测到,表现出一因多效现象,因此认为,QTL的一因多效可能也是杂种优势形成的遗传基础之一。

利用染色体片段置换系定位水稻酚反应基因

水稻谷粒苯酚染色反应是鉴别籼粳稻亚种的指标之一。本研究以9311和日本晴构建的8个染色体片段置换系为材料,采用代换作图法对控制水稻谷粒酚反应的3个QTL进行了定位。结果表明,4个染色体片段置换系材料酚反应级别为4,其余的在0到1级。8个置换系均含有来源于日本晴的1个置换片段,其中3个置换系在第2染色体、2个置换系在第4染色体和3个置换系在第7染色体上分别有1个置换片段,其长度分别为24.9cM、37.8 cM、9.7 cM、9.5 cM、22.7 cM、16.7 cM、22.2 cM和13.0 cM,平均长度为19.6 cM。3个控制水稻苯酚反应的基因qPH4-1、qPH2和qPH7被界定在第2染色体RM406和RM240、第4染色体RM280和RM5709及第7染色体RM11和RM6574之间,遗传距离分别为12.9 cM、9.5 cM和16.0 cM。qPH4-1、qPH2和qPH7的鉴定和初步定位为其进一步的精细定位和图位克隆奠定了基础。

利用海岛棉染色体片段置换系改良新陆早45号纤维品质性状的研究

海岛棉染色体片段置换系是改良陆地棉纤维品质性状的重要种质资源之一。本研究以TM-1背景的海岛棉染色体片段置换系CSSL-122与新疆陆地棉品种新陆早45号及其杂交、回交BC2F1群体的120个单株为实验材料,利用被定位在海岛棉染色体上与纤维长度、强度性状紧密连锁的19对SSR标记,在亲本间进行多态性检测,采用多态性标记对BC2F1群体中的单株进行海岛棉染色体片段的跟踪和鉴定;同时结合纤维品质性状指标的检测结果,对含有海岛棉染色体片段的阳性植株与无海岛棉染色体片段的非阳性植株进行纤维品质指标的比较分析。结果表明:2对与长度性状连锁的SSR标记NAU2987和BNL3145在双亲间多态性明显,能准确地鉴定BC2F1群体中的阳性植株;与非阳性植株相比,阳性植株的纤维长度、强度均有极显著地提高(P<0.01);在改良过程中,阳性植株的纤维长度和强度的提高呈极显著的相关性,说明纤维长度和强度性状可以同步提高。该研究结论可为利用海岛棉染色体片段置换系改良陆地棉纤维性状提供理论依据和参考信息。

利用染色体片段置换系定位水稻米糠油含量的QTL

染色体片段置换系由于减少了个体间遗传背景的干扰,已经成为鉴定复杂性状QTL的新型遗传材料。本研究以9311为受体、日本晴为供体的119个染色体片段置换系为试验材料,借助近红外广谱分析技术,对米糠油含量进行了测定,通过差异显著性测验及代换作图,鉴定了置换片段上米糠油相关的QTL。以P≤0.001为阈值,共检测到4个米糠油相关的QTLs,其加性效应值的变化范围为0.91%～1.48%,加性效应百分率的变化范围为3.96%～6.46%。

利用染色体片段置换系定位水稻抗纹枯病QTLs

为检测水稻纹枯病抗性基因位点,本研究采用牙签接种法对籼稻9311 和粳稻日本晴以及由它们构建的119 个染色体片段置换系进行纹枯病抗性鉴定,并使用该群体的分子连锁图谱进行数量性状座位（QTL）分析。共检测到3 个纹枯病相关QTLs（qsb8-1、qsb8-2 和qsb8-3）,分别位于第8 染色体相邻标记RM3262、RM5485 和RM3496 附近,所在遗传区间分别为81. 7 -91.7 cM、91. 7-108.1 cM 和108. 1-119.6 cM。qsb8-2 的加性效应为负值,表明感病亲本携带的该片段可以增强纹枯病抗性;qsb8-1 和qsb8-3 的加性效应为正值,表明感病亲本携带的该片段减弱了纹枯病抗性。

作物染色体片段置换系研究进展

染色体片段置换系除含有供体基因组中的1个或几个片段外,其余背景与受体亲本完全相同,是用于QTL鉴定、精细定位、图位克隆、互作分析和品种改良等的理想材料。本文概述了作物染色体片段置换系的构建、特点、类型及在作物遗传育种中的应用价值。