彩色小麦株高与籽粒性状的全基因组关联分析

彩色小麦的产量通常低于普通白粒和红粒小麦,籽粒偏小是原因之一。为解析控制彩色小麦产量性状的遗传基础,分析了239份彩色小麦品种(系)在4个环境下的表型特性和16 K SNP芯片基因型数据,对株高和籽粒性状(千粒重、籽粒长、籽粒宽和籽粒长宽比)的QTL进行了全基因组关联分析(genome-wide-association-study,GWAS)。结果显示,各表型性状的变异系数为5.11%~32.91%,广义遗传力为71.88%~97.00%,多数性状之间具有显著相关性。通过GWAS共筛选出26728个多态性SNP标记,定位到了17个与目标性状显著相关的稳定QTL位点,分布在1A、1B、1D、2B等12条染色体上,单个QTL解释5.26%~11.66%的表型变异,其中在3个环境下均被检测到的QTL有5个,分别为QPh.nwafu-4B.1、QKlwr.nwafu-1D、QKlwr.nwafu-4D、QKlwr.nwafu-5B.1和QKlwr.nwafu-6A.2;共发现10个未见报道的新QTL位点,分别为与株高相关的QPh.nwafu-4B.3,与千粒重相关的QTkw.nwafu-3B和QTkw.nwafu-6A,与籽粒长宽比相关的QKlwr.nwafu-1A、QKlwr.nwafu-1B、QKlwr.nwafu-4A、QKlwr.nwafu-5B.2、QKlwr.nwafu-6A.1和QKlwr.nwafu-6A.2。这些QTL位点初步表明了彩色小麦株高与籽粒性状基因位点的分布、组成,可为彩色小麦产量遗传改良提高参考。

水稻孕穗期干旱对籽粒性状的影响

孕穗期干旱导致水稻籽粒的体积、长、宽、厚、长 /宽、千粒重等性状发生改变。在干旱或正常栽培条件下 ,不同水稻品种籽粒体积的大小主要由该品种的粒长与粒宽所决定 ,籽粒长宽值越大 ,则体积越大 ;但干旱处理后某一品种籽粒长、宽、厚的相对变化率则均对该品种籽粒的体积变化有显著影响 ,且籽粒宽度的相对变化率对该品种粒体积变化的影响最大 ,籽粒厚度的相对变化率对其影响最小。在正常栽培条件下 ,水稻籽粒体积与千粒重成显著正相关 ,但干旱处理后二者的相关性有所下降 ,相关不显著。

中国野生大豆(G.soja)籽粒性状的遗传多样性及其地理分布

本文分析了中国野生大豆资源5279份百粒重、种皮色、泥膜、脐色等籽粒性状的多样性及其地理分布。发现:（1）81.1％材料的百粒重≤2.5g。（2）百粒重的大小与种皮色、泥膜、脐色有密切联系。（3）籽粒性状的变异中心主要分布在黄河流域和东北地区的东南部。根据中国野生大豆籽粒性状的综合表现,讨论了:（1）根据百粒重,野生大豆分型如下:百粒重≤2.5g为“野生型”,2.51-5g为“半野生Ⅰ型”,> 5g为“半野生Ⅱ型”。（2）根据野生大豆籽粒性状的变异中心,提出大豆起源于我国北方。除了黄河流域以外,东北的东南部很可能是另一起源地。

小麦籽粒性状的QTL定位

为了明确小麦籽粒性状的遗传控制基础,以γ射线诱变结合花药培养创制的大粒、高蛋白小麦新种质H307及生产上主栽品种郑麦9023创建的含有310个株系的重组自交系为实验材料,利用QTL-ICIMapping V3.3软件构建了包含133对SSR标记的遗传连锁图谱,对千粒重、粒长、粒宽、籽粒面积、周长、粗蛋白和淀粉含量进行QTL分析,结果在两年环境条件下共检测到47个加性QTL和10个QTL富集区,其中6个千粒重QTL,分别位于1D、2B、3D、6D和7A染色体上,单个QTL可解释4.54%~13.14%的表型变异;31个粒形QTL,位于1B、1D、2B、3B、3D、5A、5D、6B、6D、7A和7D染色体上,单个QTL可解释2.90%~15.86%的表型变异;10个粗蛋白和淀粉含量QTL,分别位于1A、1B、4B和6A染色体上,单个QTL可解释3.64%~12.19%的表型变异。2B染色体上检测到1个贡献率较大且能稳定表达的重要染色体区段,该区段包含控制小麦千粒重、粒长、粒宽、籽粒面积和周长的10个QTL。1BL染色体上检测到1个控制籽粒粗蛋白含量的微效QTL,对表型的贡献率为3.64%,与连锁分子标记gwm818的遗传距离为0.22cM,该位点是一个不同于前人研究结果的新位点。

优质蛋白玉米籽粒性状的遗传效应

选用8个胚乳性状差异显著的优质蛋白玉米(QPM)自交系,采用GriffingI交配设计组配,通过对亲本、F1和F2的鉴定,探讨主要籽粒性状的遗传效应和杂种优势,为有效利用热带硬质QPM种质改良、扩增我国温带QPM种质以及QPM籽粒性状改良和硬质QPM品种选育提供依据。结果表明,籽粒百粒重、百粒体积、胚乳修饰度和籽粒密度在F1和F2代都表现一定的正向杂种优势;胚乳修饰度在F1代存在正反交差异,母体效应明显;4个性状的F2代表型值与中亲值的相关性最大;百粒重和百粒体积主要受母体效应控制,基因效应以显性效应为主;胚乳修饰度主要受种子直接效应控制,基因效应以加性效应为主;籽粒密度主要受母体效应控制,基因效应以加性效应和显性效应同等重要。这4个籽粒性状的细胞质效应均较小,主要受核基因控制。

基于籼粳杂交重组自交系的水稻籽粒性状的遗传变异研究

为研究多环境条件下籽粒性状的遗传变异及性状间相关性,解析籽粒性状遗传规律.以细长型籼稻品种‘玉针香’和短圆型粳稻品种‘02428’为亲本构建的含192个株系的RIL（重组自交系）群体为研究材料,在4种环境下分别对籽粒相关的16个性状进行相关性分析和遗传变异解析.结果表明,两亲本的粒型、垩白性状存在显著差异,其中,‘玉针香’精米长宽比、垩白粒率和垩白度分别为4.03、1.00％和0.18％,‘02428’精米长宽比、垩白粒率和垩白度分别为1.45、87.40％和52.21％.RIL群体各性状的平均值介于两亲本之间,分布频率呈趋于单峰的正态分布,符合数量性状遗传规律.多环境下变异分析表明,大部分籽粒性状受环境及环境与株系互作不同程度的影响;而谷粒面积、谷粒圆度2个性状受环境、环境与株系互作的影响均不显著.遗传群体各性状变异系数为6.34％～84.55％,广义遗传力为4.26％～70.67％.粒长、粒宽、垩白粒率、垩白度间呈明显互作关系.在RIL群体中筛选获得4个在穗部性状、粒质量和稻米外观品质等方面综合表现较为优良的株系,具有较高育种价值.说明：基于遗传背景明确的重组自交系群体,可解析籽粒性状的遗传变异规律,并有效创制优异育种材料.

不同播期对大麦籽粒性状的影响

【目的】研究播期对大麦籽粒性状的影响,为大麦籽粒性状的改良和利用提供参考依据。【方法】于2006-2008年,选用19个大麦材料,分3个播期,研究不同播期对大麦籽粒长度、宽度、厚度、长宽比和千粒质量的影响。【结果】播期对大麦籽粒长度和宽度有显著影响,对籽粒厚度、长宽比和千粒质量有极显著影响。随着播期的推迟,大麦籽粒长度和长宽比增加,籽粒宽度、厚度和千粒质量减小。参试材料中,籽粒长度有9个同质群,籽粒宽度有6个同质群,籽粒厚度有5个同质群,长宽比和千粒质量各有10个同质群。籽粒的长宽比与粒长,千粒质量与粒厚、粒宽之间的相关性均极显著,相关系数分别为0.740,0.493和0.361。千粒质量与粒长、长宽比与粒厚之间相关系数分别为0.311和-0.291,达显著水平。【结论】随着播期的推迟,大麦籽粒容积变小,早播有利于大粒的产生;由于遗传因素和环境因素的共同作用,大麦材料籽粒性状之间的差异呈现出千粒质量>长宽比>粒长>粒厚>粒宽;大麦千粒质量的高低与粒长、粒宽和粒厚关系密切,表现为粒厚>粒宽>粒长。

1BL.1RS易位系对小麦籽粒性状的遗传效应分析

【目的】研究1BL.1RS易位对小麦籽粒特征的影响及其遗传效应,为小麦籽粒性状的遗传改良提供理论依据。【方法】以豫麦49/周麦16杂交后代的176个F5重组自交系为材料,于2008-2010年连续2年对籽粒性状进行分析,并结合SSR和STS标记对1BL.1RS染色体进行籽粒性状的QTL检测。【结果】小麦籽粒性状中粒长和密度因子主要受基因型影响,千粒质量、粒宽、周长、面积及形态因子等性状受基因型和环境及其互作的影响较大,1BL.1RS易位能显著提高千粒质量、粒长、粒宽、周长和面积,但对形态因子和密度因子影响不显著。千粒质量与粒长、粒宽和密度因子均呈极显著偏正相关;而粒长和粒宽呈极显著偏负相关。位于1BL.1RS染色体短臂上的HVM20-AF1/AF4标记区间携带有控制千粒质量、粒宽和面积的QTL,可解释17.2%～21.0%的表型变异;AF1/AF4-Xg-wm582标记区间存在有控制粒长和周长的QTL,分别解释21.5%和14.9%的表型变异;与Nor-4紧密连锁的形态因子QTL可解释12.2%的表型变异,受环境影响较大。【结论】1RS携带有提高千粒质量、粒长、粒宽、周长、面积及形态因子的QTL,通过分子标记跟踪选择1BL.1RS易位系可有效改良小麦籽粒性状,进而提高千粒质量和产量。

玉米籽粒性状的遗传模型研究

用１０个遗传上和籽粒形态性状上具有差异的玉米自交系，依多种可能的交配方法获得亲本Ｐ１、Ｐ２、Ｆ１（Ｐ１× Ｐ２）、Ｆ２、Ｂ１（Ｆ１×Ｐ１）、Ｂ２（Ｆ１× Ｐ２）及其相应反交ＲＦ１、ＲＦ２、ＲＢ１、ＲＢ２共１０个种子世代。种植２年。依广义遗传模型建立包括种子胚乳加性、胚乳显性、母体加性、母体显性和细胞质效应的遗传模型，运用种子数量性状的精细鉴别法［１］和混合模型分析法［２，３］，对粒长、粒宽、粒长宽比、粒厚及百粒重作了性状表达遗传机制的鉴别与探讨。单个组合的遗传模型精细测验表明，５个籽粒性状的遗传主要受母体显性和胚乳基因型（包括加性和灵性）的控制，一个组合的粒宽、粒厚和百粒重上还检测到细胞质效应。对２５对 Ｆ１正反交组合世代均值依ＭＩＮＱＵＥ法分析的结果表明，５个籽粒性状的遗传方差中，母体遗传方差占６０％以上，胚乳基因型方差低于４０％，粒长和百粒重还有细胞质效应，约占１０％～３０％。可见，籽粒性状的遗传特点是受多套遗传系统控制，其中以母体基因型的作用最大。

普通玉米和高赖氨酸玉米杂交后代籽粒性状的表现及其遗传分析

利用５个普通玉米自交系和５个高赖氨酸玉米自交系，按Ｇｒｉｆｉｎｇ方法４模式配制双列杂交组合，分析了杂交Ｆ１代籽粒性状的遗传表现和配合力效应。从平均值看，普通玉米较高赖氨酸玉米在籽粒密度、百粒重和穗粒重性状上普遍为高，而籽粒含水量较低。普通玉米和高赖氨酸玉米杂交Ｆ１代籽粒性状介于中间，但明显偏向普通玉米。以硬质粒普通玉米作亲本可以改良高赖氨酸玉米籽粒的缺陷。配合力分析表明，同一亲本在不同性状间一般配合力效应值有很大差异，同一籽粒性状在不同亲本间一般配合力效应值也有很大差异。籽粒密度和籽粒含水量在遗传上主要受基因加性效应影响；穗粒重和百粒重同时受加性和非加性效应作用。

高赖氨酸玉米收获时籽粒含水量与籽粒性状的灰色关联分析

利用灰色关联度分析的方法对１５个高赖氨酸玉米双列杂交组合进行收获时籽粒含水量与穗部及籽粒性状的关联分析。结果表明，粒长、轴粗、穗粗、穗长与收获时籽粒含水量的关联度较大；粒重、容重次之；粒厚、粒宽最小。因此，选育收获时籽粒含水量低的高赖氨酸玉米，应选择粒较短、轴较细的类型，同时应注意选择长穗。

普通玉米3个籽粒性状的遗传分析

以籽粒性状差异明显的自交系组配的6个世代为试验材料,采用主基因+多基因遗传模型对籽粒长度、籽粒比重、籽粒鲜干重差值(HKWI)等3个籽粒性状进行了遗传分析。结果表明,籽粒比重未检测到主基因,籽粒长度和HKWI在多数组合检测到2对主基因,且2对主基因的加性效应为减效,显性效应为增效,加性效应大于显性效应,互作效应中以l效应和i效应较为明显;多基因的加性效应和显性效应均为减效,且显性效应大于加性效应,3种上位性效应也较为明显;3个性状的主基因遗传率在各分离世代存在一定的差异。综合分析表明,籽粒长度受主基因和多基因的共同影响,而HKWI的主基因起决定作用。

小麦品种单籽粒性状的研究

小麦单籽粒鉴定法（ Ｓ Ｋ Ｃ Ｓ） 的发明使得对小麦品种间和品种内单籽粒性状的研究成为可能，从而为小麦育种目标性状的制定、品种鉴定及品质评价带来了新的认识和信息。通过对１３ 个小麦品种（ 品系） 单籽粒性状的研究认为，品种内单籽粒含水量存在着较大的变化；单籽粒重量的变幅较为突出，且品种内的变化大于品种间的变化；个别品种籽粒宽度的变异系数较高；关中地区的小麦品种绝大多数为硬质麦，个别品种存在着 籽粒质地不纯的现象；籽粒宽度和籽粒重量具有显著的相关性。

玉米籽粒发育过程中胚乳核DNA含量的变化同籽粒性状的关系

用双波长(550,488nm)显微分光光度法测定籽粒发育时期不同Su2基因剂量(0-3)玉米杂交种(Mo_(17)×B73)胚乳核的DNA含量.结果表明:单个胚乳核的DNA含量在授粉后第8天是3.0-4.6C,10天以后迅速上升,20-22天达到高峰,为48.9-63.9C,然后下降.年份间DNA含量差异显著(P≤0.05).在籽粒发育过程中,胚乳核DNA含量与籽粒重量和体积显著相关(r=O.7738,0.8369,P≤0.01).胚乳细胞中Su_2基因的数量水平对胚乳核DNA含量没有剂量效应.

啤酒大麦穗部不同部位籽粒性状的遗传研究

用Ｇｒｉｆｆｉｎｇ和Ｒｏｂｉｎｓｏｎ等法对６个亲本配制双列杂交组合进行啤酒大麦穗部籽粒性状遗传特性、配合力和杂种优势的初步研究，结果表明：（１）粒长主要受基因加性效应控制，穗中部粒径同时受加性和非加性效应控制；穗基部粒长的遗传力高而顶部低，粒径遗传力则是基部和顶部高，中部低。（２）籽粒性状一般配合力和特殊配合力无直接联系，选配亲本时二者须统筹考虑。（３）不同组合杂种优势差异较大，以国外品种和国内品种杂交优势最强；穗中部优势多强于下部。

普通玉米和高赖氨酸玉米杂交主要籽粒性状的配合力分析

用3个普通玉米自交系和6个02玉米自交系进行双列杂交，分析了参试自交系的单株产量、300粒重、容重和收获时籽粒含水量4个性状的一般配合力（GSA），并对这4个性状的遗传力进行了估算．配合力分析表明，同一亲本的不同性状GSA有很大差异，同一籽粒性状在不同亲本间GSA也有很大差异。根据自交系各性状GSA和GSA方差，筛选出3个优良亲本，并获得5个较好组合。籽粒容重和收获时籽粒含水量在遗传上主要受加性基因作用．单株产量和粒重同时受加性和非加性基因作用．

轮回选择对大豆籽粒性状的改良

本文重点介绍应用轮回选择法改良大豆籽粒性状（籽粒产量、粒重、种子成分等）的程序、方法及效果，并指出大豆轮回选择中的问题及可能的解决途径。

普通玉米和奥帕克-2玉米自交系间杂交当代籽粒性状的表现

本文用３个奥帕克－２（Ｏ２）玉米和３个普通玉米自交系进行相互杂交和自交，研究了杂交当代的粒重、籽粒密度和赖氨酸含量的杂交优势表现特点。结果表明，用普通玉米和Ｏ２玉米自交系作母本杂交当代粒重较自交有较大优势，并且同类型内杂交优势小于类型间杂交优势；各自交系杂交当代籽粒密度和自交相比优势不大或无优势，只有用普通玉米花粉给Ｏ２玉米授粉，杂交当代优势较明显；同类型自交系间杂交当代籽粒赖氨酸含量和自交相比无差异或差异不大，用普通玉米花粉给Ｏ２玉米授粉，杂交当代赖氨酸含量有不同程度的下降，相反，可使赖氨酸含量有不同程度的提高。

普通玉米籽粒性状的遗传效应分析

采用二倍体种子遗传模型及其分析方法，研究了５个玉米籽粒性状的直接效应、母体效应和细胞质效应．分析结果表明，各性状的遗传同时受种子直接效应和母体效应的影响，细胞质基因对百粒重和粒宽具有极显著影响．除粒长、粒厚的直接显性效应与母体显性效应间的协方差外，直接效应与母体效应间的协方差均不显著．因此，通过母体植株的表现可对这些性状进行有效的选择．Ｓ_２２和 ８７－１是改良粒重的优良亲本．选择粒较宽的自交系作母本有利于提高后代选系及Ｆ_１的百粒重．