水稻qGL3.4调控籽粒大小与株型

籽粒大小与株型对水稻产量具有重要影响,因此其相关基因克隆与功能研究对培育高产水稻具有重大的意义。本研究从以短舌野生稻为供体、华粳籼74 (HJX74)为受体的染色体单片段代换系(SSSLs)中鉴定到一个新的调控籽粒大小与株型的QTL位点qGL3.4。与对照HJX74相比,近等基因系NIL-qGL3.4的粒长、粒宽、千粒重、穗长、穗粒数、一次枝梗数、单株产量与株高显著增加,而NIL-qGL3.4的分蘖数和二级枝梗数与HJX74对应值无显著差异。通过图位克隆,将qGL3.4定位在第3号染色体239.18 kb区间内。细胞学分析表明,NIL-qGL3.4通过调节颖壳细胞的生长进而调控籽粒的大小。分子机理研究表明,qGL3.4可能通过调控籽粒大小相关基因EXPANSINs、GS3、GL3.1、PGL1、GL7、OsSPL13和GS5的表达进而调控籽粒大小。本研究可能为高产与理想株型的水稻培育提供新的靶标位点。

基于高密度遗传图谱的水稻糙米籽粒大小QTL定位

【目的】籽粒大小是影响水稻产量的主要农艺性状之一。采用籼稻品种V20B与细长型爪哇稻品种CPSLO17衍生的重组自交系开展水稻糙米籽粒大小QTL定位研究,挖掘遗传稳定的主效QTL,为优质高产稻品种培育提供新的基因资源和科学依据。【方法】基于V20B/CPSLO17遗传背景的高密度遗传连锁图谱,结合150份重组自交系在4种环境(2019年贵州贵阳、2020年贵州贵阳、2021年贵州贵定、2021年海南三亚)中的糙米籽粒大小表型数据,采用IciMapping 4.0软件的ICIM-ADD方法进行QTL扫描。【结果】亲本V20B的糙米籽粒大小显著大于CPSLO17,重组自交系的糙米籽粒大小在4种环境间差异显著,均表现出连续的单峰分布。4种环境共检测到分布于7条染色体上的11个与糙米籽粒大小相关的QTL,LOD值均介于3.00~14.57之间。4个QTL(qRGS5、qRGS7.1、qRGS7.2和qRGS11.3)的表型贡献率超过10%,其中qRGS5在4种环境中均被重复检测到,分别解释群体表型变异率的29.71%、28.77%、17.27%和12.50%。3个QTL(qRGS2.1、qRGS2.2和qRGS12)的增效等位基因源自亲本CPSLO17,8个QTL(qRGS4.1、qRGS5、qRGS7.1、qRGS7.2、qRGS8、qRGS11.1、qRGS11.2和qRGS11.3)的增效等位基因源自亲本V20B,qRGS5在4种环境中的增效等位基因均源自亲本V20B。【结论】亲本V20B和CPSLO17间糙米籽粒大小差异极显著,糙米籽粒大小性状易受环境影响。QTL qRGS5是影响糙米籽粒大小且遗传稳定的主效QTL,在糙米籽粒大小性状基因挖掘和高产优质稻分子育种中具有潜在的应用价值。

大豆籽粒大小的发育遗传分析(英文)

籽粒大小是大豆产量的一个重要因素。有关大豆籽粒的遗传学和生理生态学研究已有一些研究,而对于籽粒发育过程中的遗传效应却报道很少。文章采用种子广义遗传模型,分析了大豆双列杂交组合3个世代遗传材料8个时期的鲜籽粒大小和干籽粒大小的数据,应用非条件和条件遗传方差及相关方法分析了发育遗传规律。8个时期的亲本、F1、F2的鲜籽粒大小和干籽粒大小的平均数分别在9/6和9/13达到最高值,鲜籽粒大小在9/6后迅速下降,干籽粒大小在9/13后区于稳定。非条件方差分析表明在整个生育期中,胚遗传效应、细胞质遗传效应和母体植株遗传效应对大豆鲜籽粒大小和干籽粒大小有影响。在多数生育阶段中,细胞质和母体植株的遗传效应对鲜籽粒大小和干籽粒大小影响较大。条件方差分析表明,在大豆生育期中,各遗传体系的基因间断性表达。在多数生育阶段中,细胞质和母体植株的净遗传效应高于胚净遗传效应。不同时期的各遗传体系的基因效应可以单独或同时影响鲜籽粒大小和干籽粒大小的最终表现。8/16的胚加性效应、8/9和8/16的胚显性效应、8/2和8/16的母体植株显性效应影响到鲜籽粒大小的最终表现。8/2和9/13的胚加性效应、8/9的细胞质效应、8/2的母体植株显性效应对干籽粒大小的最终表现有影响。

二棱啤酒大麦籽粒大小的差异性及相关性分析

为给二棱啤酒大麦品种籽粒性状的改良和优质啤酒大麦原料适宜生产区的选择提供参考依据,研究了10个二棱大麦品种(系)粒长、粒宽、粒厚及千粒重4个籽粒性状在品种(系)及试点间的差异和各性状间的相关性。结果表明:(1)大麦粒长、粒厚及千粒重在品种(系)及地点间的差异均达显著或极显著水平;粒宽在品种(系)及地点间的差异均不显著;粒厚在地点间的差异(F=25.02**)显著大于品种(系)间的差异(F=3.69**),千粒重在地点间的差异(F=340.74**)亦显著大于品种(系)间的差异(F=26.30**);品种(系)与地点互作对大麦千粒重的影响极显著;千粒重在品种(系)间的显著差异大于其余3个性状。(2)扬州和南通的粒长显著大于连云港点;连云港和南通的粒厚显著大于扬州点;千粒重在3试点间的差异均达到显著水平,以南通最高,连云港次之,扬州最低。(3)除籽粒厚度与千粒重呈极显著正相关(r=0.8011**)外,其余各籽粒大小性状间均呈不显著的正相关或负相关。

不同分类大麦籽粒大小及粒重的差异分析

为改良大麦籽粒性状,依据棱型、皮裸及选育水平对125份大麦材料按3种不同分类方式进行分组,比较了组别间的粒重、粒长、粒宽及粒厚的差异及各性状间的相关性。结果表明,大麦粒重与棱型相关,与皮、裸无相关性,二棱大麦粒重(46.89mg)显著高于六棱大麦(35.71mg)。就籽粒长而言,皮大麦长于裸大麦,二棱大麦长于六棱大麦,以野生大麦最长,为13.19mm;人工驯化和品种选育使大麦粒长有所变短。二棱大麦的粒宽(3.55mm)显著大于六棱大麦(3.26mm);粒宽在皮、裸大麦间无显著差异。粒厚变异与粒宽类似,野生大麦的粒厚最小(1.69mm)。相关分析表明,大麦粒重主要由粒宽、粒厚决定,且后两者呈极显著正相关。

小麦PEBP-like基因等位变异与籽粒大小、粒重关系研究

小麦PEBP-like基因与籽粒大小、粒重相关。本文根据水稻GS3基因序列搜索小麦及其近源种属EST序列,电子克隆小麦PEBP-like基因,并设计特异引物在万县百麦子/京411构建的重组自交系群体(recomb inant inbredl ines,RILs)鉴定该基因变异与籽粒大小及粒重的关系。结果表明,本文小麦籽粒大小与粒重相关性较好,其中粒宽和粒重的相关性最好(0.668**),其次是粒厚(0.629**),粒长也与粒重呈极显著正相关(0.485**)。WKS3-8引物在亲本和群体中多态性较好,具有A型等位基因的家系,籽粒较小、粒重低,其大部分家系千粒重低于平均值(38.3g);而具有B型等位基因的家系,籽粒较大,粒重高,其大部分家系粒重高于平均值。上述说明PEBP-like基因等位变异与小麦粒长、粒宽、粒厚及粒重关系密切。

水稻籽粒大小相关性状QTL定位

【目的】水稻籽粒大小是影响产量和品质的数量性状,籽粒大小相关QTLs的定位是进一步克隆、功能研究以及分子育种的基础。【方法】用1个大粒水稻ZD05321和斯里兰卡的极小粒Suwandel为亲本,创建了1个246个单株的F2群体,用48个SSR标记对控制粒长、粒宽、千粒重和长宽比进行QTLs定位分析。【结果】F2群体粒长、粒宽、千粒重等性状呈现连续分布的数量性状遗传特点,多数植株的表型偏向大粒亲本。粒长、粒宽与千粒重都存在极显著的正相关;随着粒重的增加,粒长对粒重的作用逐渐变小。在第1、4、6、7、8和9号染色体上,共检测到15个与籽粒大小相关的QTL,单个性状QTL为3~5个,可分别解释1.02%~16.52%的相应性状变异。在第9染色体上检测到同时控制粒长、粒宽、千粒重和长宽比等4个性状的4个QTL,它们位于该染色体的RM3609~RM7586和RM6543~RM566区段上。【结论】大粒亲本ZD05321中可能存在控制籽粒大小的效应值较大的QTLs,第9染色体上存在同时控制多个粒形性状区域,为下一步精细定位这些新的粒形相关QTL奠定了基础。

水稻幼苗特性与籽粒大小关系的分子检测(英文)

水稻 (OryzasativaL .)幼苗特性如叶的发生、叶绿素含量、植株高度等对早期生长是重要的 ,与籽粒大小相联系。以水稻珍汕 97A和明恢 6 3组合的重组自交系群体为材料 ,对 5个幼苗特性性状和籽粒大小进行了数量性状基因定位 (QTL) ,目的在于从遗传水平探求幼苗特性与籽粒大小的内在关系。对叶绿素a、总叶绿素含量、第二片叶长、第三片叶长、幼苗高度、粒重分别检测到 2、1、5、4、4、9个QTLs。结果揭示 4个幼苗特性性状的QTL和 4个籽粒大小的QTL位点分别定位在 4个相似区域 (G35 9_RG5 32、C5 6 7_RG2 36、RZ4 0 3_R1 9和C371_C4 0 5a) ,表明幼苗特性性状与籽粒大小间的紧密关系 ,也显示控制籽粒大小的几个染色体区域对幼苗特性性状没有影响 。

大麦籽粒大小的差异性及相关性分析

本文对1994～1997四个年份收获的18个大麦品种的72个样品的种子粒形的研究，结果表明：大麦种子粒形既受遗传因素的控制，又受环境因素的影响。对大麦籽粒选种,应选择籽粒宽度较大而长宽比较小的品系，这样既可改变种子的粒型又可以提高种子的千粒重。

大豆籽粒大小的遗传及SSR标记分析

采用主基因+多基因混合遗传分离分析方法,联合分析J280082(小粒品种)×海系13(大粒品种),巴马九月黄(小粒品种)×海系13(大粒品种)2个组合的P1、P2、F1和F2四个群体,研究大豆籽粒大小的遗传规律,进而应用t测验和方差分析法分析并筛选与籽粒大小紧密连锁的SSR分子标记。结果表明:2个组合的大豆籽粒大小遗传都符合E-1模型,即籽粒大小性状均受两对主基因控制,并且有多基因效应,主基因效应表现为加性-显性-上位性效应;2组合主基因遗传率都较大,分别为74.3%、42.6%,多基因遗传率较小,分别为5.1%、14.4%。在J280082×海系13中有17个标记与大豆籽粒大小性状相关,在巴马九月黄×海系13群体中有12个标记与大豆籽粒大小性状相关;其中satt070(B 2连锁群)、satt546(D 1b连锁群)、satt302(H连锁群)、satt337(K连锁群)、satt373(L连锁群)、satt237(N连锁群)在两个群体中都表现出与大豆籽粒大小相关;satt302、satt070在两个群体中都有着较高的对籽粒大小性状变异的解释率(>8%),可用于对大豆籽粒大小性状分子标记辅助育种选择。

籽粒大小对乌拉尔甘草种子质量的影响

本研究以来源于新疆、内蒙古和宁夏三地的确乌拉尔甘草种子为材料,从发芽率、物理指标、生理指标和水分胁迫下的发芽表现等方面比较了不同大小甘草种子的质量。研究结果表明,大、中、小粒种子的比重、发芽率没有显著差异,大粒种子的单株幼苗鲜重和干重显著高于小粒种子,而小粒种子的抗逆性显著高于大粒种子。

Sh-2超甜玉米乳熟期籽粒大小糖分积累酶活性变化及其相关性分析

试验研究了夏季两个不同播期的sh-2超甜玉米乳熟期籽粒大小、糖分积累、酶活性的变化及其相关性．结果表明,由于籽粒乳熟后期脱水,籽粒长度、宽度、厚度、体积和可溶性总糖、果糖含量呈中间高,两头低的抛物线型;籽粒淀粉酶、过氧化物酶(POD)、超氧化物岐化酶(SOD)活性变化也均呈抛物线型;曲线符合方程=a+bx+cx2(y为籽粒大小、糖含量、酶活性,x为授粉后天数,a,b,c为参数)．相关分析表明,在播期一,α-淀粉酶、β- 淀粉酶、POD、SOD活性与籽粒长度、宽度、厚度、体积和可溶性总糖、果糖含量均无显著相关;在播期二,α-淀粉酶活性与籽粒长度、宽度、体积和可溶性总糖、果糖含量,SOD活性与籽粒长度、体积存在显著负相关．

大豆籽粒大小差异对豆芽营养品质的影响

以芽豆主产区的55份大豆品种为试材,模拟工厂化豆芽生产工艺条件,采用人工气候箱培养技术,系统研究了大豆籽粒大小差异对豆芽营养品质的影响。结果表明,大豆百粒质量与豆芽可溶性糖含量呈显著正相关(P<0.01);与大豆粗蛋白含量和粗脂肪含量呈极显著负相关。与中小粒、中粒、中大粒大豆品种相比,小粒大豆品种可溶性糖含量显著偏低(P<0.05)。小粒大豆品种豆芽产出量较高,但可溶性糖含量偏低,从豆芽产出量、豆芽营养品质2个方面综合考虑,应选择百粒质量在10.0～14.9g的中小粒大豆品种作为芽豆品种资源更适宜。

水稻基因组加倍对籽粒大小调控基因表达的影响

水稻是最重要的粮食作物之一,提高水稻产量一直是育种的主要目标。水稻四倍体相对于二倍体具有籽粒变大、粒重增加的特点,研究基因组加倍后籽粒大小基因的调控模式,在育种应用方面具有十分重要的意义。本文以二倍体-四倍体水稻为材料,分析6个控制籽粒大小基因在幼穗发育中的表达差异,同时结合转基因实验,探讨基因剂量增加对基因表达水平和籽粒大小的影响。结果发现:基因组加倍后,水稻的发育进程不变,但株高增加,叶片变宽,籽粒变大,增大后的籽粒在籼稻表现为长、宽均增加显著,而在粳稻中长度比宽度增加更为明显。进一步分析控制籽粒大小基因的表达差异情况,发现这些基因的表达不仅受发育时期的影响,在籼粳亚种间也明显不同,即受遗传背景的影响。在基因组加倍的情况下,正调控基因GS5、HGW的表达普遍高于对应的二倍体;负调控基因GS3在籼稻D9311中趋于下调或沉默,而在粳稻DBl中趋于上调,GW2在D9311中上调,而在DBl中趋于沉默。通过转基因实验分析负调控基因GW2在二倍体Bl中的表达趋势,发现其在基因剂量线性增加的情况下,表达水平高于二倍体和四倍体,导致其籽粒变小。本研究结果有助于了解水稻中控制籽粒大小的基因在二倍体和四倍体中的表达模式,为高产育种提供理论依据。

大麦籽粒大小的差异性及相关分析

本文对1994、1995、1996、1997四个年份收获的18个大麦品种的72个样品的种子粒形的研究，结果表明：1．大麦种子粒形既受遗传因素的控制，又受环境因素的影响。2．对大麦籽粒选种时，应选择籽粒宽度较大而长宽比较小的品系，这样既可改变种子的粒型又可以提高大麦子的千粒重。

冬小麦籽粒大小分布及产量分析

为挖掘小麦籽粒大小与产量的关系，以河北省农林科学院旱作农业研究所小麦育种课题组充分灌溉条件下的18个新品系鉴定高代系和2个对照小麦品种为试验材料，利用影像法测定籽粒的长度和宽度，对其分布特征进行系统统计，并与产量进行了对比分析。结果表明：籽粒宽度的变异系数明显〉粒长的变异系数，长宽分布是否具有正态分布特征与产量关系不明显，粒宽变异系数与产量呈显著负相关，简单统计分析无法挖掘到更多有用信息；宽度分布曲线的快速傅里叶变换后的第二和第三频率的模与产量呈正相关，且第三频率模的相关性达到了显著水平，粒长分布快速傅里叶变换不具有如上特征；粒长百分位与产量的相关关系分析显示，各百分位数均与产量呈弱的正相关，50%~99.5%区段的相关系数高于50%以前的区段，说明粒长增加、粒长的均匀分布、适当增加长粒的比重有利于增产；粒宽百分位与产量的关系分析显示，提高前50%区段的粒宽可提高产量，增加90%以后的粒宽对增产无益；以粒宽为X轴、粒长为Y轴、分布频率为Z轴的等高线图可用于描述籽粒大小的分布状态；高产小麦的籽粒分布以较高的整齐度、较大的籽粒宽度和长度及其协同性为主要特征。

基于高密度遗传图谱定位水稻籽粒大小相关性状QTL

【目的】通过对水稻籽粒大小相关性状进行QTL定位及候选基因的筛选,为水稻籽粒大小相关基因的精细定位、克隆及基因功能等研究奠定基础。【方法】以籼稻品种特华占搭载高空气球空间诱变后产生的特异矮秆突变体CHA-1为母本,以籼稻品种航恢7号搭载“神州八号”飞船经空间诱变后筛选出的突变体H335为父本杂交衍生出的275个RIL群体作为供试材料,利用GBS测序技术构建高密度遗传图谱,RIL群体及亲本分别于2017年早季和2017年晚季在华南农业大学实验教学基地种植。成熟收获后通过扫描仪获取水稻籽粒图像,利用SmartGrain软件获取籽粒大小相关性状表型数据。采用QTL IciMapping v 4.0软件基于完备复合区间作图法,对水稻籽粒大小相关性状进行QTL定位。【结果】构建的高密度遗传图谱包含2498个Bin标记,总图距2371.84 cM,标记间平均遗传图距为0.95 cM。两季共检测到26个籽粒大小相关QTL,分布于第1、2、3、4、7和9染色体上,单一QTL贡献率为0.16%-14.41%。在第1、2、3、7染色体上检测到5个QTL簇(qGS1、qGS2、qGS3-1、qGS3-2和qGS7)。其中qGS1、qGS3-2和qGS7与前人报道相似,qGS2和qGS3-1是新发现的籽粒大小相关QTL,qGS2在2个季别的不同性状中被检测在同一标记区间附近,LOD值介于4.00-8.08,贡献率为6.67%-11.38%。qGS3-1在2个季别下均检测到与籽粒厚度相关,LOD值介于2.94-8.59,贡献率为4.69%-14.41%。使用的高密度遗传图谱定位区间较小,结合功能注释和CREP数据库表达谱,在qGS2位点筛选到4个潜在的与籽粒大小相关的注释基因LOC_Os02g42310、LOC_Os02g42314、LOC_Os02g42370和LOC_Os02g42380。其中LOC_Os02g42310编码一个丝氨酸羧肽酶;LOC_Os02g42314编码一个泛素E2结合酶;LOC_Os02g42370编码一个类受体蛋白激酶;LOC_Os02g42380编码一个TCP转录因子。在qGS3-1位点筛选到3个潜在的与籽粒大小相关的注释基因LOC_Os03g39020、LOC_Os03g39150和LOC_Os03g39230。其中LOC_Os03g39020编码一个驱动蛋白结构域;LOC_Os03g39150编码一个蛋白激酶结构域;LOC_Os03g39230编码一个具有去蛋白质泛素化功能的OTU-like半胱氨酸肽酶。其中编码泛素E2结合酶的LOC_Os02g42314和编码驱动蛋白结构域的LOC_Os03g39020在幼穗和授粉后的胚乳中表达量较高,推测其为最可能的调控籽粒大小的候选基因。【结论】共检测到26个水稻籽粒大小相关QTL。在第1、2、3和7染色体上检测到5个QTL簇(qGS1、qGS2、qGS3-1、qGS3-2和qGS7),其中qGS2和qGS3-1为新发现的控制籽粒大小QTL,并在该位点筛选到2个可能调控水稻籽粒大小相关的候选基因。

基于杂交群体解析玉米籽粒大小相关性状及其配合力的分子遗传机制

配合力是育种过程中评价自交系潜力、筛选优良杂交组合的重要指标。籽粒大小相关性状是产量的重要构成因子,解析籽粒大小相关性状及其配合力的遗传基础有助于高产玉米品种的培育。本研究以NCII遗传交配设计获得的246份玉米杂交组合为材料展开籽粒大小相关性状及其配合力的全基因组关联分析。研究表明,粒长、粒宽、粒厚3个性状的广义遗传力分别为76.20%、86.52%和81.14%,各性状与其配合力均呈显著正相关(0.58~0.82)。基于EMMAX(efficient mixed-model association expedited)算法检测到31、21、5个显著的SNP(single nucleotide polymorphism),它们分别与性状、GCA(general combining ability)和SCA(special combining ability)关联,其中10个SNP为性状与配合力共定位的。对共定位的SNP进行效应分析,发现3个为加性效应、4个为部分显性效应、1个为超显性效应。结合公共数据库中基因注释及籽粒发育相关转录组数据,在共定位、主效SNP位点附近共筛选到17个候选基因,包括被报道与玉米籽粒发育相关的shrunken1、emp6等。本研究结果有助于进一步解析玉米籽粒大小及其配合力的遗传机制,可为籽粒大小相关性状的遗传改良提供参考。

基于全基因组关联分析解析玉米籽粒大小的遗传结构

玉米籽粒大小是产量重要构成因子之一,也是受多基因调控的复杂数量性状,挖掘玉米籽粒大小相关性状的关键调控基因,将有助于提高玉米的产量。本研究以212份优良玉米自交系为材料,于2018年和2019年分别对粒长、粒宽和粒厚进行测定,并结合均匀分布于玉米基因组的73,006个单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)标记进行全基因组关联分析。基于FarmCPU算法,在玉米的10条染色体上检测到47个与籽粒大小相关性状关联的SNP。结合B73玉米自交系籽粒发育的动态时空转录数据,在显著SNP标记的连锁不平衡区域内,共检测到58个与籽粒大小相关的候选基因,其编码的蛋白与多种蛋白存在互作关系,参与并调控多个与籽粒发育密切相关的生物学过程。本研究为解析玉米籽粒发育的分子调控机制,改良籽粒大小和提高作物产量提供了新的参考。

不同生态环境下籽粒大小相关性状QTL定位

为了揭示不同环境下籽粒大小性状的分子遗传基础,鉴定新的调控籽粒大小相关的基因,为培育适宜籽粒大小的高产优质品种提供新的基因"元件"。以龙稻5(Longdao 5,LD5)和中优早8(Zhongyouzao 8,ZYZ8)杂交衍生的重组自交系(Recombinant inbred lines,RILs)群体为试验材料,采用QTL Ici Mapping v4.0软件基于完备复合区间作图法在不同生态环境下(沈阳,2015;南昌,2016年;海南,2016年)对籽粒大小性状进行QTL分析。在3种环境条件下,龙稻5和中优早8的籽粒大小性状均存在显著差异,在RILs群体中,籽粒大小性状存在较大幅度变异,呈现双向超亲分离,近似于正态分布,这表明籽粒大小性状均为多基因控制的数量性状;不同环境下共检测到35个控制籽粒大小性状相关的QTL,分布于第2,3,4,5,8,10和11号染色体上,单一QTL解释5.76%~38.88%表型变异;4个QTL能在3个环境下稳定表达,分别为q ST8、q SL11、q SV11和q TGW11,7个QTL能在2个环境下被检测到,分别为q SV2b、q ST3、q SLW3、q SLW8、q TGW8、q SW8和q SV8。此外,籽粒大小相关的QTL成簇分布于第2,3,8和11号染色体上,位于第8和11号染色体上检测到的2个QTL簇q SS8(q SW8、q ST8、q SLW8、q SV8和q TGW8)和q SS11(q SL11、q SV11和q TGW11)存在明显的多效性和环境钝感特性,对籽粒大小具有明显的调控作用,其中q SS8可能是一个新的位点。结果对进一步发掘和利用新的水稻籽粒大小相关的QTL具有重要意义。