春小麦重组自交系品质性状与产量、生理性状相关性分析

以‘宁春4号’与‘宁春27号’为亲本杂交构建重组自交系的128份家系为材料,测定该群体的产量、叶面积指数、碳同位素分辨率、面筋含量等20个性状,分析各性状间的相关性。结果表明,该群体有丰富的变异类型,各性状离散程度较大,存在较大程度的超亲遗传。相关性分析表明生理性状与品质性状间有较强相关性,冠层温度、碳同位素分辨率对品质与产量性状影响较大;产量性状与品质性状大都呈正相关。以差异极显著的20个性状进行主成分分析,选取特征向量累积贡献率达87%的性状,分别是沉降值、稳定时间、湿面筋含量、硬度指数、粗蛋白含量、不实小穗数、穗粒数、吸水率、株高、结实小穗数、冠层温度、千粒质量与碳同位素分辨率;基于各性状聚类共分为9个类群,第九类群材料高产优质且农艺水分利用效率较高,为今后育种工作提供重要材料。

济麦44/济麦229重组自交系群体籽粒蛋白质含量QTL分析

小麦籽粒蛋白质含量与面团流变学特性及加工特性的关系密不可分。本研究在2020—2021年济南试验基地(E1)及2021—2022年济南试验基地(E2)和济阳试验基地(E3)三个环境下,以“济麦44×济麦229”构建的包含285个家系的重组自交系群体(F2∶6RILs)为材料,利用小麦55K SNP芯片构建高密度遗传连锁图谱,对籽粒蛋白质含量进行QTL分析。结果共筛选到2344个SNP标记用于构建遗传连锁图谱,图谱总长度3349.95 cM,平均标记密度为1.43 cM/标记。通过对籽粒蛋白质含量的QTL分析,共检测到18个籽粒蛋白质含量相关QTL,分布在1A、1B、2B、3D、4B、4D、5A、5B、5D、7A、7B共11条染色体上。Qpc.saas.4B-1在E1、E2和E3三个环境和BLUE(最佳线性无偏估计)值中均被稳定检测到,可以解释3.26%~23.79%的表型变异。Qpc.saas.4D和Qpc.saas.5A在两个环境和BLUE值中被检测到,分别解释2.42%~11.18%和2.48%~5.47%的表型变异,且Qpc.saas.4D与小麦矮秆基因Rht-D1b物理位置重合。本研究中检测到的QTL新位点Qpc.saas.4B-1、Qpc.saas.4D和Qpc.saas.5A是控制籽粒蛋白质含量的主效基因,具有高表型变异解释率。本研究结果可为小麦品质育种提供分子标记及理论参考。

陆地棉重组自交系再生能力和遗传转化效率筛选

转基因工程育种是棉花种质创新的有效手段,为了拓展陆地棉可再生基因型,丰富棉花转基因受体,本研究以湖北省高产阔叶棉品种‘鄂棉22’(E22)为母本、高再生能力的鸡脚叶品种‘豫早1号’(YZ1)为父本,通过单籽传法构建了F9重组自交系群体(YE);利用棉花中比较成熟的IBA+KT(IK)和2,4-D+KT(DK)2种不同激素组合的培养体系,分别对重组自交系群体的164个家系的愈伤组织诱导率(CIF)、愈伤组织继代繁殖力(CSC)、愈伤组织的出胚率(CRE)以及愈伤组织出胚时间(CET)进行比较,共获得12个可再生的阔叶棉家系;利用目前成熟的棉花遗传转化体系对可再生阔叶棉家系进行遗传转化效率分析,同时对其进行田间农艺性状考察,最终获得了一个遗传转化效率为82.9%并且农艺性状更优良的家系YE3。本研究为棉花的遗传转化及基因功能研究拓展了陆地棉基因型种质资源。

基于主成分分析的苦荞麦重组自交系农艺性状综合评价

为筛选出综合性状优良的种质,为苦荞麦高产品种的选育推荐材料,对选取的58个具有高产潜质的重组自交系(RILs)及其双亲的10个主要农艺性状进行遗传变异分析、相关性分析、主成分分析和聚类分析。结果表明,58个RILs各性状的变异系数介于5.71%~31.55%,其中,产量、生育期和主茎分枝数的变异系数较大,粒宽和籽粒周长的变异系数较小。产量与籽粒面积、籽粒周长、株高和千粒重呈极显著(P<0.01)正相关,与粒长和粒宽呈显著(P<0.05)正相关,与生育期呈极显著负相关,产量与上述指标的相关系数绝对值从大到小依次为千粒重>株高>籽粒面积>生育期>籽粒周长>粒宽>粒长。主成分分析结果表明,前4个主成分的累计贡献率达86.987%,分别是粒形与产量因子(39.940%)、粒宽因子(24.478%)、株高因子(11.667%)、主茎分枝数与生育期因子(10.893%)。基于综合评价结果及RILs与亲本间的方差分析,共筛选出R64、R103、R164、R84、R192、R153和R214等7个综合性状优良的非米荞型RILs。这7个株系在聚类分析中均被划分在了高产、大粒、高秆和生育期短的C2类群,可将其作为示范推广品种或西南地区常规苦荞育种的优良种质资源加以利用。米荞型株系R52、R198和R101的产量极显著或显著高于米荞型亲本小米荞,可用于苦荞麦高产薄壳品种的选育。

小麦重组自交系主要产量性状的变异分析

为了解(驻麦305/中麦578)重组自交系群体在产量性状遗传作图和基因定位上的应用价值,本研究以388份(驻麦305/中麦578)重组自交系群体的品系为材料,利用卡平方测验法对该群体产量相关性状的遗传变异进行了分析。结果表明,(驻麦305/中麦578)重组自交系的分蘖数、穗长、小穗数、穗粒数、千粒重和穗粒重等指标具有较广泛的遗传变异,其变异系数分别为23.54%、11.37%、7.30%、14.16%、20.12%和25.63%。除穗粒重和分蘖数外,其余4个性状均符合正态分布,呈现出数量性状的遗传特征,表明这是一个理想的遗传作图群体。

利用重组自交系(RILs)群体进行质量—数量性状的遗传分析——遗传模型和小麦产量性状遗传

本文提出了利用 RIL s群体进行质量数量性状分析的 4个遗传模型及统计分析方法。其中 ,模型 、 、 、 分别表示性状受 1对主基因、 2对独立的主基因、 2对 AABB× aabb型连锁的主基因、 2对 AAbb× aa BB型连锁的主基因与微效基因共同控制。可估算出主基因的加性效应 (dma,dmb)、互作效应 (im)、遗传方差 (σ2m)和连锁图距 (R) ,以及微效基因的遗传方差 (σ2 )等参数。利用 2个RIL s群体对小麦 8个产量性状分析结果表明 ,不但不符合正态分布的性状都能在表现型水平上检测到主基因的存在 ,符合正态分布的性状也都能在表现型水平上检测到主基因的存在 ,所分析的性状均是由主基因和微效基因共同控制的 ;主基因配适的模型有模型 、模型 和模型 ,其中 ,模型 即 2对主基因相斥型连锁所占比例较大 ;在 2对主基因存在时 ,大都有主基因间的互作效应 ,其值一般小于加性效应 ;主基因对变异的贡献大于微效基因 ,平均为 5 8.2 %。

利用重组自交系(RILs)群体进行甜瓜第一雌花节位主基因+多基因混合遗传模型分析

以美国厚皮甜瓜品系WI998为母本,中国薄皮甜瓜品系3-2-2为父本杂交所得的包括185个家系的重组自交系群体(RILs)为试验材料,通过RIL主基因+多基因混合遗传模型分析法,在不同季节研究第一雌花节位(NFF)的遗传特点。结果表明:春季性状遗传受2对重叠性主基因+加性-上位性多基因混合遗传模型(E_1_8)控制,主基因遗传率为79.17%,多基因遗传率分别为20.83%;秋季受2对互补性主基因+加性-上位性多基因混合遗传模型(E_1_7)控制,主基因遗传率为61.94%,多基因遗传率分36.77%。甜瓜第一雌花节位受2对主基因控制,还受环境变异的影响。

基于重组自交系群体的小麦籽粒硬度QTL分析

小麦籽粒硬度是影响小麦商品分类分级、小麦制粉工艺和小麦面粉最终加工用途的重要指标,分子标记辅助选择可以有效提高小麦籽粒硬度的选育效率。为了发掘和开发更多与小麦籽粒硬度紧密连锁的分子标记,本研究采用硬质小麦扬麦158与软质小麦西风配制重组自交系群体,利用55K SNP芯片分析群体基因型并构建了群体遗传连锁图,结合4年群体籽粒硬度的表型资料对影响小麦籽粒硬度的QTL进行了分子定位。结果显示,构建的遗传连锁图覆盖2784.9 cM,含有3830个非共分离的SNP标记;除PIN基因外,共定位到12个可重复的QTL位点,分别位于1A、1B、1D、2A(2个)、3A、4D、5A、5D、6B、6D和7A染色体,单个QTL可解释3.2%~15.2%籽粒硬度变异;11个QTL来自软质小麦西风,1个QTL由硬质小麦扬麦158贡献;7个QTL表现稳定,可在4年试验中重复,其中5个QTL未见报道,为新发现QTL,特别是5D染色体新发现的QTL最高可解释15.2%表型变异。与这些稳定QTL紧密连锁的SNP标记将为今后开展长江中下游麦区软质小麦的分子标记辅助选择提供帮助。

抽穗扬花期高温对水稻重组自交系群体RIL47结实率的影响

以水稻重组自交系群体RIL47的254个株系为材料,在抽穗扬花期于逆境气候鉴定室进行高温处理,并设自然常温对照,研究了高温对RIL47群体结实率的影响。结果表明,自然条件下该群体结实率正常且呈正态分布;而高温处理下RIL47群体结实率极显著下降,平均降幅达81.6%,结实率下降绝对值符合正态分布。同时,以热害指数为筛选指标,从RIL47中筛选出5个耐高温株系(07H1619、1590、1521、1706、1608)和3个高温敏感株系(07H1751、1710、1719),可用于水稻抗高温相关研究。

苦荞重组自交系群体果壳率及产量相关性状变异分析

为选育薄壳高产苦荞品种,探究苦荞果壳率和产量相关性状遗传变异,筛选低果壳率高产苦荞株系,利用“翅米荞×晋荞麦2号”衍生的重组自交系(CJ-RILs)群体,开展株高、主茎分枝数、千粒重、果仁重、果壳重、果壳率及产量等7个性状变异、相关性、方差和聚类分析。结果表明,“晋荞麦2号”千粒重、果壳重和果壳率均极显著高于“翅米荞”。CJ-RILs群体各调查性状均表现为连续变异,存在明显双向超亲分离现象,其中产量变异系数最大(41.98%),其次是果壳重(33.82%),再者是果壳率(22.95%),株高变异系数最小(11.18%)。产量与株高呈显著正相关,与主茎分枝数呈极显著负相关;果壳率、千粒重、果仁重、果壳重4个性状两两之间呈极显著正相关。非米荞型株系果壳率、千粒重、果仁重、果壳重均显著高于米荞型株系;米荞带翅型株系果仁重显著高于米荞无翅型株系。在欧氏距离为16.43~18.84处,185个株系和亲本被划分为5个类群,其中C4类群包含50个米荞型株系,果壳率均值显著低于其他类型,产量也较高,可作为高产且低果壳率苦荞品种选育的推荐材料。

利用SNP标记和宁7840×Clark重组自交系(RIL)群体检测小麦染色体偏分离区域

为给小麦偏分离规律研究及小麦农艺性状的QTL定位研究提供相关信息,以普通小麦(Triticum aestivum L.)宁7840和Clark杂交得到的F12重组自交系(RIL)为试验材料,利用筛选出的2 404个单核苷酸多态性SNP标记和291个SSR标记对该群体进行遗传分析。结果表明,共有494个标记位点表现偏分离,占总标记数的18.3%,其中有429个标记偏向父本Clark,占偏分离标记数的86.8%,65个标记偏向母本宁7840,占偏分离标记数的13.2%。大多数偏分离标记在连锁图谱上成簇分布,形成偏分离区域(Segregation distortion region,SDR),共检测到33个SDR,分别位于1A、1B、2A、2B、3A、4B、5A、6A、6B、7A、7B和7D染色体上,其中有6个SDR偏向母本宁7840,27个SDR偏向父本Clark。杂合致死基因Ne2、导致偏分离的QSd.ksu-7D、核质互作增强子基因scs所在染色体区间分别与SDR-2B.1、SDR-7D.1、SDR-1A.2存在部分重合,这3个SDR中可能存在上述基因或其同源基因,在合子体选择和配子体选择共同作用下造成偏分离,形成SDR。

普通荞麦重组自交系(RIL)主要农艺性状的相关与通径分析

为给荞麦新品种的选育提供理论依据,将普通荞麦重组自交系栽培于植物生长室内设计随机试验,研究其总分枝数、株高、单株产量、种子结实率、种子千粒重、花直径、种子长度和种子宽度等8个主要农艺性状之间的相关性,并将各农艺性状与单株产量进行通径分析。结果表明:在8个农艺性状中,单株产量具有最大的变异度,达到了87.1%;株高与分枝数和单株产量存在显著正相关关系;单株产量与结实率、千粒重和种子长度、种子长度与种子宽度存在极显著的正相关;结实率、种子长度、种子宽度、千粒重和总分枝数是影响单株产量的主要因素,且结实率对单株产量的直接贡献效应最大。

栽培花生两个亚种重组自交系子代的花序特征研究及开花关键基因AhFT家族分析

花序的着生位置和排列方式是栽培花生分类的重要依据。根据主茎上是否着生花序以及花序与营养枝在一级侧枝上的排列方式,将花生栽培种分为连续开花亚种和交替开花亚种。然而,两个亚种杂交后代形成的“中间型”品种的开花特征还不明确。本研究针对这一问题,构建了连续开花型和交替开花型花生杂交的重组自交系遗传群体,并调查了该群体子代的花序类型。研究发现,重组自交系后代可以分为8种类型,除了2种经典的连续开花亚种和交替开花亚种外,其余6种中,主茎是否着生花序与侧枝上花序连续或者交替着生没有相关性,表明一级侧枝花序排列方式与主茎是否存在花序无连锁关系。FloweringlocusT(FT)是植物关键开花激活因子。为了探究FT在花生开花习性和开花调控中的作用,本研究利用花生基因组数据库,鉴定出30个花生FT基因,这些基因可分为5个亚家族,分别为AhFT(AhTSF)、AhMFT、AhBFT、AhATC和AhTFL1亚家族。AhFT-21和AhFT-22在开花期表达较高,可能与花生开花调控密切相关。本研究为深入研究花生开花习性及调控机理奠定了基础。

谷子重组自交系群体株型和产量性状分析

理想株型可以显著提高作物产量,但谷子中株型性状与产量性状之间的关系还不清楚。旨为谷子株型育种提供理论基础和种质资源,以矮宁黄×晋谷21号杂交自交构建的126个F 6重组自杂交系(RIL)群体为材料,在长治、榆次和大同3个生态环境条件下,对10个株型性状(株高、主茎长度、穗长、穗下节长、穗粗、分蘖数、节数、旗叶长、旗叶宽和旗叶面积)和3个产量性状(穗质量、穗粒质量和千粒质量)进行表型鉴定,基于最佳线性无偏估计(BLUE)进行相关性分析、偏相关分析、主成分分析、逐步回归分析和聚类分析。表型变异分析结果表明,双亲的株高和主茎长度在3个生态环境下均呈极显著差异,穗下节长和节数在2个生态环境下呈显著或极显著差异,穗长、穗粗、穗质量、穗粒质量和分蘖数在单一生态环境下呈显著或极显著差异。RIL群体中,株型和产量性状变异丰富,频率分布近似正态分布,13个性状的变异系数为6.86%~31.71%,除榆次的主茎长度外,其他性状在各生态环境下均存在双向超亲分离现象。相关性分析和偏相关性分析结果发现,穗质量、穗粒质量与株高、主茎长度、穗长、穗下节长和节数呈极显著正相关,而与分蘖数呈极显著负相关,穗质量与旗叶长呈显著正相关。主成分分析将13个性状简化为4个主成分,累计贡献率可达93.938%。多元回归分析结果显示,拟合度R 2为0.614,主茎长度、穗长、分蘖数是影响穗质量的主要因素。聚类分析将RIL群体划分为7类,其中第Ⅴ类群包括3份材料,产量最高,株高中等,综合性状好,可作为今后谷子株型育种的骨干亲本。

粳稻重组自交系产量及相关性状分析

以粳稻重组自交系为研究材料,探讨了粳稻的产量与株高、穗长、有效穗数、实粒数、结实率、千粒重的相关性,期望为从中选育高产水稻品系提供参考。该研究表明,粳稻产量受这几个因素共同作用,提高产量应综合考虑多个性状。产量与穗长、穗实粒数、千粒重、结实率呈显著正相关。为此,适当增加株高以提高穗长,增加穗实粒数,增加千粒重可以达到增加产量的目的。此外,穗实粒数与结实率呈极显著正相关,但和千粒重呈极显著负相关,表明要做到增产,应控制穗实粒数的合理区间,把握产量构成因素间的平衡性。

粳稻重组自交系的品质性状分析

以粳稻重组自交系为研究材料,对其糙米率、精米率、整精米率、垩白粒率、垩白度、白度、直链淀粉含量、蛋白质含量等品质性状进行了分析。结果表明,各品质性状都在重组自交系群体中都呈连续变异,且存在双向超亲分离现象。对品质性状进行相关性分析,结果显示在碾磨品质性状中,糙米率与精米率、整精米率呈显著正相关;外观品质性状中,白度与垩白粒率、垩白度、长宽比,垩白度与垩白粒率呈极显著正相关;长宽比与垩白粒率、垩白度呈极显著负相关;食味品质性状中,蛋白质含量与脂肪酸值,直链淀粉含量与蛋白质含量、脂肪酸值呈极显著正相关。此外,粳稻其他不同品质性状之间也存在不同程度的相关性。

粳稻十和田/昆明小白谷重组自交系群体主要农艺性状的低温反应

【目的】培育重组自交系群体是发掘或定位水稻孕穗开花期耐冷性QTL的重要基础。本研究通过培育"十和田/昆明小白谷"重组自交系群体(RIL),在云南自然低温条件下,分析RIL的株高、穗长、穗伸出度、单株结实率、特定结实率和穗粒数等主要农艺性状低温反应,为耐冷性相关性状的遗传分析及QTLs定位等提供研究材料和参考。【方法】以由230个家系组成的"十和田/昆明小白谷"RILs及其亲本为试验材料,2001年在昆明和呈贡,2002年在昆明和剑川,2003年在昆明进行了孕穗开花期耐冷性自然低温鉴定,并对株高、穗长、穗伸出度、单株结实率、特定结实率和穗粒数等性状进行方差和相关分析。【结果】株高、穗伸出度和穗粒数3性状以基因型控制为主,穗长以基因型×环境互作为主,单株结实率和特定结实率以试点环境控制为主。在5种生长环境下,上述6个性状F值为4.019～97.284,株系间均具有极显著差异。在每个试点环境条件下,单株结实率与特定结实率都表现出极显著的正相关关系,相关系数为0.826～0.885;株高与穗长和穗伸出度均表现出极显著的正相关关系。在5种不同生长环境下6个性状变异系数大小顺序依次是特定结实率(66.3%)>穗伸出度(57.4%)>单株结实率(37.2%)>穗粒数(16.2%)>株高(9.6%)>穗长(6.4%);特定结实率、穗伸出度和单株结实率反应最敏感,穗粒数、株高和穗长不太敏感。【结论】本研究培育的"十和田/昆明小白谷"RIL可作为水稻孕穗开花期耐冷性研究的遗传材料;特定结实率、穗伸出度和单株结实率是孕穗开花期自然低温胁迫反应最敏感的性状指标,株高、穗长和穗粒数的变异与孕穗开花期低温胁迫的相关程度还有待进一步研究;在水稻孕穗开花期耐冷性自然鉴定评价中,必须进行多年多点的鉴定评价。

大豆重组自交系群体NJRISX豆腐和豆乳得率的QTL分析

以176个家系组成的苏88-M21×新沂小黑豆重组自交系群体NJRISX为材料，通过MAPMAKER3．0构建了包含131个SSR标记、24个连锁群的遗传图谱，覆盖大豆基因组2044．6cM，标记平均间距15．6cM；经2005和2006两年试验，所获数据按主基因加多基因混合遗传模型分析干豆腐、湿豆腐和干豆乳得率的遗传机制；应用软件win QTL Cartographer Version2．5复合区间作图法（CIM）和多区间作图法（MIM）检测QTL。结果显示，在A2连锁群的Satt424-Sat_162区间检测到控制干豆腐和干豆乳得率的主效QTL各1个，qODT-A2-1可以解释15．7％-28．2％的表型变异，qODS-A2-1可以解释30．0％-34．8％的表型变异。检测到湿豆腐得率2个主效QTL，qOWT-A2-1位于A2连锁群的Satt424-Sat_162区间，可以解释20．7％-30．7％的表型变异，qOWT-L位于L连锁群的Satt481-Sat_397区间，可以解释19．0％-27．4％的表型变异。分离分析结果表明，干豆腐和干豆乳得率均属于1对主基因加多基因遗传，湿豆腐得率属于2对非连锁主基因加多基因遗传模型。上述QTL定位结果与分离分析所获的主基因数、贡献率及其和多基因的相对贡献可以相互验证，建议育种中要兼顾主基因和多基因的利用。

应用重组自交系群体定位大豆根重QTL

应用构建的NJRIKY(科丰1号×1138-2)大豆重组自交家系群体,对大豆根重QTL进行8次重复的随机区组分析;以该群体所构成的遗传连锁图谱为基础,采用复合区间作图法(Cartographer V.1.21)检测到3个与根重有关的QTL位于连锁群N3-B1和N6-C2上。其中rw1在N3-B1的端距离是66.31cM,位于A520T～ACCCA-GO5区间,rw2和rw3分别在N6-C2的端距离是169.91cM和179.71cM,并与OPW13和ACGCATO6重叠。LOD值分别是10.34、4.01和3.15,可以解释26.3％、9.2％和6.8％的遗传变异。加性效应估计值分别为-0.514、-0.303和-0.260。

重组自交系群体的检测调整方法及其在大豆NJRIKY群体的应用

重组自交系 (RIL)群体是遗传作图和QTL定位研究中常用的群体 ,构建过程中可能出现的异常偏分离会影响群体的使用。根据理论群体的分析 ,提出了用均等性、对称性和代表性 3类 χ2 检验评价试验群体 ;利用代表性测验的家系最大 χ2 值和家系异常偏分离率调整异常偏分离的群体 ;并且应用计算机模拟方法编制了确定群体代表性测验参数临界值的有关程序 (GenoSim) ;从而提出了重组自交系群体评价与调整的方法 ,称为模拟群体抽样标准法 (SPSC)。应用此方法 ,对大豆RIL群体NJRIKY进行了检测和调整。该群体由科丰 1号×南农 1138 2的 2 0 1个F2∶7∶9家系组成 ,经SPSC 3个测验后淘汰了 17个家系、5个标记 ,调整后的群体能通过 3个测验 ,且在构建遗传图谱中 ,改变了 19个标记及