PEG胁迫下春麦根部性状全基因组关联分析

小麦是多数国家重要口粮作物之一,干旱严重影响小麦的生长发育和产量。为挖掘与小麦根部性状抗旱性相关的SNP位点及候选基因,本研究以183份新疆春小麦自然群体为材料,使用20%PEG-6000溶液和正常营养液进行苗期抗旱水培试验,对总根长、根表面积、根体积、根平均直径、根鲜重、根干重、根尖数和最长根长等8个小麦根部性状的测定值进行统计分析,对根部性状的抗旱系数进行相关性分析,并结合55K基因芯片对根部性状的抗旱系数进行混合线性模型(Q+K)的全基因组关联分析。研究结果表明,正常培养下,8个根部性状变异系数为17.81%~70.71%,PEG胁迫处理下,8个根部性状变异系数为20.01%~61.62%。小麦根部性状抗旱系数的相关性分析结果表明,根平均直径抗旱系数与总根长抗旱系数、根尖数抗旱系数和最长根长抗旱系数呈极显著负相关,总根长抗旱系数与根表面积抗旱系数的相关系数最大,为0.74。全基因组关联分析结果显示,共定位到54个与根部抗旱性状相关的SNP位点(P≤0.001),单个位点可解释表型变异范围为6.18%~18.74%,分布在除3B、3D、5D、6D和7D外的16条染色体上。共检测到多效位点6个,分别位于1A、5A、7A、1B、5B和2D染色体上,可解释6.55%~18.74%的表型变异。其中,位于5A染色体上的AX-110482078~AX-110400975与根尖数、根体积和最长根长显著关联,贡献率为8.74%~15.44%。对显著关联的54个位点进行候选基因预测,获得TraesCS4A01G424000、TraesCS6A01G047200、TraesCS5B01G056600等9个可能与小麦根部性状抗旱性相关的基因,这些基因可能通过调控转脂蛋白、过氧化物酶、MYB转录因子等参与小麦逆境生理调控。

苗期水稻根部性状的QTL定位

耐旱是水稻抗逆研究中最重要的性状之一。利用水稻籼粳品种窄叶青８号（ＺＹＱ ８）和京系 １７（ＪＸ１７）及其通过杂交Ｆ１代花药培养获得的由 １２７个单株组成的双单倍体分离群体（ｄｏｕｂｌｅ ｈｏｐｌｏｉｄ， ＤＨ）为材料，在营养液中培养 １０天后，对影响抗旱能力的根部几个主要性状进行了分析，发现最大根长（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｒｏｏｔ Ｌｅｎｇｔｈ， ＭＲＬ）、根干重（Ｄｒｙ Ｒｏｏｔ Ｗｅｉｇｈｔ，ＤＲＷ）和根茎干重比（Ｒｏｏｔ／Ｓｈｏｏｔ Ｒａｔｉｏ ｏｆ Ｄｒｙ Ｗｅｉｇｈｔ， ＲＳＲ）３个性状在群体中变异较大。利用该群体建立的水稻分子遗传图谱，对上述 ３个水稻性状进行数量性状座位（ＱｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅＴｒａｉｔ Ｌｏｃｕｓ， ＱＴＬ）的分析定位，结果表明，２／１／２个ＱＴＬｓ的亲本ＪＸ１７等位基因分别控制着最大根长、根干重和根茎干重比的表达，对表型变异的解释率分别为１６．４％、１７．０％、１６．４％、１０．４％和 １９．９％；２／１个ＱＴＬｓ的亲本ＺＹＱ８等位基因分别控制着最大根长和根茎干重比的增加，对表型变异的解释率分别为１９．６％、１３．０％和１３．２％。检测到的８个ＱＴＬｓ分别位于水稻的染色体２、３、４、５、６、９和?

小麦骨干亲本京411及衍生品种苗期根部性状的遗传

【目的】利用高密度SNP标记解析骨干亲本京411的遗传结构,并研究其根系性状遗传特征,为培育高产广适性品种奠定基础。【方法】选用京411及其14个衍生品种(系),包括衍生一代6份,衍生二代8份,每品种选取饱满且大小一致的种子在发苗网上生长6 d,每份材料选取大小一致的幼苗转移至培养盘,每个培养盘种植3次重复,连续培养15 d后测定苗期根部性状的最长根长、侧根长、主根长、总根长、侧根表面积、主根表面积、总根表面积、总根尖数和根系干重。利用90K SNP芯片分析京411及其衍生后代群体的遗传结构和遗传区段传递,结合逐步回归分析定位苗期根部性状基因,探讨京411携带的优异根系基因在衍生后代中的分布。【结果】京411衍生群体平均遗传相似性为57.9%,该亲本与其衍生一代和衍生二代相同的等位变异频率分别为63.9%和67.9%,显著高于理论值。在A、B和D基因组间的相同等位变异频率分别为62.2%、61.3%和74.3%。京411的侧根和根尖数均优于其衍生品种,衍生品种的主根长和根干物质重量等性状的改良较为显著。以已有定位信息的SNP标记与根系性状进行逐步回归分析,共发掘出35个根系性状位点,3DL和5BL上携带控制根长性状的主效位点,分别与SNP标记wsnp_Ex_c1032_1972861和BS00100708_51关联,可用于京411衍生群体中分子辅助选择。来自京411的26个位点对根部性状起正向效应,中麦175和CA0958携带正向效应区段最多,占正向效应位点总数的73.1%。【结论】传统育种对地上部农艺性状的选择,可有效促进地下根系的改良,相当于对优异性状遗传片段的聚合。在京411衍生群体中,中麦175是针对骨干亲本遗传改良最成功的品种,不仅携带较多的京411优异根系基因,而且其主要根系性状、产量表现及广适性均优于京411。

低氮胁迫对不同基因型玉米根部性状的影响

通过盆栽试验,在施氮(N+)和不施氮(N-)条件下,对不同基因型玉米在不同发育时期的根部性状进行了分析。结果表明,在拔节期、开花期和灌浆期,6种不同基因型之间在4个根部性状上均存在极显著或显著差异。除农大108外,许178表现突出,4个根部性状均居前列,高于或显著高于其他自交系;其他自交系在不同时期、不同性状上位次变化较大,如材料2的根系活力最差,但根体积仅次于许178;黄C的根体积较小,但主根数较多。各根部性状之间相互协调是许178保持优势的关键。与N-相比,N+条件下3个时期不同根部性状均有增加,但不同基因型增幅不一,农大108和许178增幅最小,表明许178对低氮胁迫不敏感,是低氮胁迫条件下氮高效利用基因型。

不同施肥水平和种植密度对水稻根部性状的影响

为了揭示不同施肥水平、种植密度处理对沈稻3号根部性状的影响程度,以沈稻3号为试材,采用二次回归正交旋转组合设计,在大田条件下研究了水稻不同生育期肥密条件与根系参数之间的关系。试验结果表明:拔节期、成熟期插秧穴距均与根体积密度和根干重密度均呈二次曲线关系;拔节期穗数与根体积密度(r=0.593**)、根干重密度(r=0.336*)、根活性表面积密度(r=0.462**)存在着显著或极显著的正相关,每穗粒数与根体积密度(r=-0.371*)、根活性表面积密度(r=-0.369*)存在着显著的负相关。齐穗期每穗粒数与根活性表面积密度(r=-0.449**)存在着极显著的负相关;成熟期穗数与根体积密度(r=0.631**)、根干重密度(r=0.441**)存在着极显著的正相关。因此,不同施肥水平和种植密度条件下,产量构成因素与沈稻3号根部性状间均存在着密切的直接关系。

水、陆稻根部性状的研究

选用来自日本、中国华北、东北、西北等地的粳型水稻品种 8个和陆稻品种 7个 ,在大田旱种和雾培条件下测其根系性状和叶片水势等。结果表明 ,在 2种栽培条件下水、陆稻的根长、根数、根基粗、根中粗和根体积等性状相关显著 ;水、陆稻不同的品种间根系性状的差异均达极显著水平 ,陆稻品种的根比水稻品种的长 ,根的基部粗。陆稻品种的叶片水势比水稻高 ,并且与根长、根基粗相关显著 ;水陆稻幼苗 4叶期根基粗和灌浆期的根基粗相关极显著。因此水。

桔梗根部性状生长动态研究

调查分析2年的桔梗不同时期根长、根粗、侧根数、单根鲜重等根部性状。结果表明,桔梗根长在2年中虽然始终在增加,但伸长在第1年已基本完成,且7月11—31日是根长快速增长期;桔梗根粗在2年中始终处于稳定的增加状态,特别是在第1年和第2年的前期增加较快;桔梗侧根数、单根鲜重在2年中始终处于增加的状态,但是侧根形成的高峰期在第1年的8月30日至9月18日之间;单根鲜重在第1年的后期(8月30日以后)和第2年的6月28日至8月8日增加较快。

不同类型花生根部性状的初步研究

对39份花生品种(其中12份普通型、12份珍珠豆型、13份龙生型和2份多粒型)进行根系性状研究。结果表明,不同类型花生在主根长、根体积、根干重、侧根根瘤数等方面没有明显差异,但在侧根数、根基粗、主根根瘤数、主侧根干重比等方面有显著差异或极显著差异,而在同一类型间除个别性状有差异外,其他性状在品种间差异不显著。珍珠豆型花生的根干重小、根基粗小、主根根瘤数和侧根根瘤数少、一次侧根少且主侧根干重比小;普通型花生主根长、侧根根瘤多、根体积小;龙生型花生根干重大、侧根根瘤数少、主根干重/侧根干重大、侧根数少;多粒型花生根体积大、主根根瘤数多、侧根数多。利用根系性状对花生进行聚类分析,表明花生根系性状存在丰富的多样性。虽然基于根系性状的聚类分析未能将39份花生分为两大类密枝亚种和疏枝亚种,也未能对亚种内类型区分开来,但各亚组内花生品种基本上都是密枝亚种或疏枝亚种。

几个小麦材料根部性状的研究(英文)

用 6个小麦 -偃麦草的中间育种材料和 6个小麦品种 30d的幼苗来研究根部性状 ,包括根系长度、根系干重、根长与株高比、地下部分与地上部分干重比 ,成熟胚和未成熟胚接种在含PEG模拟抗旱剂的培养基上 ,分析它们对PEG的抗性。结果表明 ,小麦 -偃麦草的中间育种材料 ,尤其是无芒中 4、L1、临抗 1号和宁春 4号 ,具有比其它小麦品种发达的根系 ,它们的成熟胚对 15 %的PEG表现了完全抗性 ,未成熟胚对10 %的PEG表现了完全抗性。证明中间育种材料可能含有一些来自中间偃麦草的控制根部遗传性状的基因或与抗旱有关的基因。中间育种材料、临抗 1号和宁春

白花桔梗和紫花桔梗根部性状比较研究

对白花桔梗和紫花桔梗的根部性状进行了比较调查分析,结果表明:除根长平均值紫花桔梗与白花桔梗两者无差异之外,其他根部性状的平均值白花桔梗均小于紫花桔梗;紫花桔梗根粗、侧根数、单根鲜重平均值高于白花桔梗,但差异并不很明显。

花生根部性状的遗传分析

利用花生RIL群体,分析了11个花生根部性状的遗传力,估算基因对数及性状间的相互关系,根据偏度系数(g1)和峰度系数(g2)估算控制性状的基因互作情况。结果表明:11个性状都是受多基因控制的数量性状,在RIL群体中基因型间的差异均表现为连续变异和明显的超亲分离。侧根干重的遗传力最高达0.60,其次是侧根鲜重,为0.58,而其他性状的遗传力均较低。控制主根长性状的多基因间存在互作,互作方式为重叠作用;控制主根粗(3cm)性状的基因间也存在一定的重叠作用,但是作用不明显;控制其他性状的基因都存在互作,表现为互补作用,但互补作用的强弱有差异。主根粗(1cm)、主根粗(3cm)、主根干重、主根鲜重、侧根干重和侧根鲜重之间都显著或极显著相关;根体积与主根粗(1cm)、主根粗(3cm)、侧根干重和侧根鲜重显著或极显著相关。

利用相关性分析鉴定与水稻根部性状表达相关的分子标记

8 4个水稻品种在营养液中生长 ,10天后测定每一品种的最大根长 (MaximumRootLength ,MRL)和根干重 (RootDryWeight,RDW )。选取其中有代表性的 2 7个水稻品种 ,用扩增片段长度多态性 (AmplifiedFragmentLengthPolymorphism ,AFLP)技术进行基因组差异分析 ,通过计算差异带与性状表现间的相关系数 ,筛选与苗期水稻最大根长和根干重显著相关的分子标记。经过 15对AFLP引物的筛选 ,有 4对引物的 7个片段的基因型表现与最大根长或 (和 )根干重显著相关。对其中的片段之一“T3P3f”进行克隆、测序后 ,设计特异PCR扩增引物“Z336” ,进一步对 84个水稻品种进行鉴定。统计分析后发现 ,Z336与最大根长的相关系数为 - 0 .193,相关性几近显著水平 ;与根干重的相关系数为 - 0 .391,相关性达极显著水平 ,计算对根干重的差异解释率 ,可达 15 .3% ,显示该标记与控制根干重性状表达的某个数量基因紧密连锁 ,它的存在对性状值的降低有显著的关系。进一步利用源于ZYQ8和JX17的加倍单倍体 (doublehaploid,DH)分离群体进行基因定位 ,发现Z336位于水稻第 11号染色体上 ,距离相邻的分子标记 9.4cM。

花生重组近交系(RIL)根部性状的遗传分析

利用花生RIL群体．分析了主根长、侧根数、根基粗（1cm和3cm处）、根体积、主根鲜重、干重、侧根鲜重和干重、主侧根瘤数等11个花生根部性状的遗传力，估算基因对数及性状间的相互关系，根据偏度系数（g1）和峰度系数（g2）的估算控制性状基因互作情况。结果表明：在11个研究性状中，有6个性状在2个亲本间差异显著或极显著。但不论性状在亲本间的差异显著与否，在RIL群体中基因型间的性状差异均表现为连续变异和明显的超亲分离。同时主根粗（1cm）和主根长的变异系数较小，分别为11．27％和11．218％。11个花生根部性状都是受多基因控制的数量性状，如影响侧根根瘤数、侧根鲜重和侧根干重的基因均在10对左右；而其它性状的基因估计在5—7对左右，尤其是控制侧根数的基因最少为5对左右。而在RIL群体中．除侧根干重的遗传力最高．达0．569，其次是侧根根瘤和侧根数分别达0．545和0．542外，其它性状的遗传力均较低。同时控制主根长和主根粗（1cm）的基因间存在重叠作用；而控制侧根根瘤、侧根鲜重和侧根干重基因间存在互作，表现为互补作用；控制其它性状的基因间互补或重叠作用不明显或者不存在。主根干重和侧根干重与根体积、主根粗（1cm）和主根粗（3cm）显著相关，根体积与主根粗（3cm）极显著相关，主根鲜重和侧根鲜重与根体积的相关表现不一致。

磷营养对粳稻根部性状的影响

黑龙江省三江平原已垦和未垦低磷土壤面积在300万hm2左右,筛选耐低磷水稻品种是提高这类土壤的水稻生产潜力的重要途径。研究选用生产上已广泛应用的5个水稻品种,采用不同磷水平砂培法,分不同时期调查水稻根部性状。结果表明,在不同磷营养水平下品种间根部性状有显著差异。品种根部性状值相对较大的材料为耐低磷种质,对磷不敏感的材料为筛选耐低磷种质的首选种质。根部性状中,总根长、根数对磷的最敏感期为分蘖盛期,根重对磷的最敏感期为抽穗期,因此,调查根部性状的适宜时期为水稻分蘖盛期和抽穗期前后;在低磷水平下,根数、根重是筛选耐低磷品种的两个重要指标。水稻植株磷含量在同一磷水平内,不同品种虽有差异,其与生物产量无关。植株吸磷量随磷水平的提高而增加的途径之一是通过根表面积的增大而致。筛选耐低磷种质的适宜磷水平为3mg/kg。研究为筛选大量品种初步筛选出耐低磷种质提供依据和可行的方法。

低钾条件下玉米自交系光合特性和根部性状的差异

以耐低钾与不耐低钾的玉米自交系为试验材料,研究了它们在光合特性和根部性状上的差异。试验结果表明,在低钾条件下,耐低钾玉米自交系叶绿素含量、光合速率、根系总吸收面积、活跃吸收面积都明显高于不耐低钾的自交系。

不同密度下大豆根部性状的研究

通过对3种密度下大豆根部性状的研究,分析了根部性状间的相关性。试验结果表明:根系宽、根体积、根干重及伤流量在耕层内表现出较明显的规律性,随密度增加而降低;根系宽与根干重、根体积之间,根体积与根干重之间,伤流量与根干重、根体积之间都存在着极显著的正相关,且均能拟合出显著或极显著的回归方程。常规条件下反映大豆根部性状最简单、准确的指标是根干重和根体积。

肥密因素对耕层内大豆根部性状的影响

为了明确施肥量与种植密度对耕层内大豆根部性状的影响,在田间试验条件下,通过对2种肥力、6种种植密度下大豆根部性状的研究,分析了根部性状的变化及其相关性。试验结果表明:根系长及根系宽均无明显变化规律,根体积及根干重随施肥量的增加而增加,随种植密度的增加而降低。种植密度对根体积及根干重的影响显著。根体积及根干重间存在极显著正相关,可以用它们作为常规条件下大豆根部性状的测定指标。

糖用甜菜根部性状表现型的规律性分析

通过对42个不同类型和不同来源糖甜菜品种根部性状的数据收集整理、初步分析,进一步了解掌握、并明确了各类型品种在表现型上的差异,试验结果表明:含糖率与根体的某些性状存在一定的联系,如糖用甜菜相对于其它类型甜菜(饲料甜菜、食用甜菜和叶用甜菜)的含糖高,所以根体形状大多表现楔形、圆锥形;根体表皮比较粗糙;肉质比较粗;根沟较深等;各品种间最明显的差异主要表现在根体的长短、长宽比、露出地面的高度和青头大小上。但要明确是哪一个具体品种,必须通过DUS测试的综合指标来加以区别和鉴定。

甜菜新品种(系)产质量相关分析及根部性状评价

以15个新疆审定品种和自育甜菜新品系为试验材料,对各材料的产质量及根部性状进行比较研究。结果表明,ST14091、SD13829、STD1120、STD0903、STM1207等品种(系),不仅产质量、地下部表现突出,而且收获期叶根比适宜,综合排名接近对照CK2(Beta356),上述品种总体表现较好,糖区可根据需要选择适宜品种(系)进行示范、推广。