大豆重组自交系群体荚粒性状的QTL分析

利用大豆重组自交系soy01群体中的255个家系进行2年田间试验,采用两种作图方法,寻找一粒荚、四粒荚、每荚粒数等5个荚粒性状稳定的QTL。结果表明,利用区间作图法,2年共找到24个荚粒性状QTL,解释的遗传变异为5%-80%;利用复合区间作图法,2年共找到27个荚粒性状QTL,解释的遗传变异为4%-73%。利用复合区间作图法,2年找到2个重复出现、稳定的四粒荚QTL和2个每荚粒数QTL,为大豆荚粒性状QTL的精细定位和分子标记辅助育种提供了基础和依据。

大豆叶形垂直分布类型在产量改良中的应用

对油８９３０６组合分离世代的研究表明，该组合存在３种叶形垂直分布类型，即下阔叶—上阔叶、下阔叶—上窄叶和下窄叶—上窄叶。以下阔叶—上阔叶和下阔叶—上窄叶类型的百粒重最大，且两类型间无明显差异，但显著高于下窄叶—上窄叶类型的百粒重；以下窄叶—上窄叶类型的每荚粒数最多，下阔叶—上阔叶类型的每荚粒数最少。在本研究所处旱涝频繁的黄淮南部地区，以下阔叶—上窄叶类型的育种效果最好，并从本类型的研究材料中成功地选育出高产夏大豆新品种中豆２６。与下阔叶—上阔叶类型的中豆１９（８９３０６组合的母本）相比，下阔叶—上窄叶的材料中豆２６和中豆２０实现了在保持其它产量因素变化很小前提下每荚粒数的定向显著提高，因而实现产量的改良。

不同种植密度下大豆产量性状的QTL分析

利用大豆重组自交系soy01群体的255个家系为作图群体,在不同年份、不同种植密度下进行了大豆产量性状的QTL分析。结果表明,采用复合区间作图法,2年2种处理组合下检测到单株荚数、单株粒数、每荚粒数等5个产量性状相关QTL共43个,分布于A2、F、I等14个连锁群,其中qNP-15-1等3个QTL在4种环境中均检测到,qNP-19-1等5个QTL在3种环境中均检测到,qNP-1-1等10个QTL在2种环境中均检测到,为较稳定的QTL。每荚粒数QTLqNSP-19-1和qNSP-19-2在多种环境中均检测到,贡献率均超过60%,为稳定主效QTL;百粒重QTLqSW-19-1在4种环境中均检测到,贡献率均超过20%,为稳定主效QTL。这些稳定的主效QTL可应用于精细定位和分子标记辅助育种研究。

大豆高密度遗传图谱的构建及产量相关性状QTL定位

大豆是重要的粮油作物,而我国大豆主要依靠进口,提高大豆产量对保障国家粮油安全意义重大。为定位大豆产量相关性状,本研究以产量差异显著的东农42和东农50作为杂交亲本,构建了包含168个家系的重组自交系(recombination inbred lines,RILs)群体,对其进行全基因组重测序,构建高密度遗传图谱,并利用R/qtl软件的复合区间作图法(composite interval mapping,CIM)结合两年六点的大豆产量相关性状表型数据,进行QTL定位。结果表明:利用测序获得的660316个SNP标记构建了一张分布在20个连锁群的包含6227个bin标记的大豆高密度遗传图谱,总图距和平均图距分别为2739.15 cM,0.44 cM。在12个染色体上定位到22个大豆产量相关性状QTL,四粒荚数、单株荚数、单株粒重和百粒重性状定位到的QTL分别为5、4、5和8个。在3号和19号染色体上各有一段基因组区域在两年间重复定位,涉及6个主效QTL,分别为qNFSP-19-1(22.976%)、qNFSP-19-2(11.977%)、qNFSP 19-3(17.203%)、qHSW-3-1(11.346%)、qHSW-3-2(11.346%)和qHSW-3-3(11.175%),加性效应值均为负值。在3、7、11、12和20号染色体上新定位到7个产量相关性状QTL,其中表型贡献率最高的为qHSW-3-3(14.276%),包含具有重复定位区间的qHSW-3-2和qHSW-3-3。与前人定位的结果相比,更多QTL极大地缩短了定位区间,表明本文报道的高密度遗传图谱更准确,可以为大豆产量相关性状的精细定位、候选基因的挖掘及分子标记辅助育种奠定基础。

2008-2019年中国油菜生产性状变化趋势

为了研判中国油菜的未来变化趋势,分析我国近12年的油菜生产趋势,为品种选育提供借鉴。基于2008-2019年国家油菜产业技术体系农户固定观察点18省份7916个样本的油菜成熟期田间测产数据,使用描述性统计方法汇报和分析了我国油菜的播栽方式、种植密度、株高、分枝、结实、单位面积产量和灾害情况等生产性状在12年间的变化趋势。结果显示,12年间,油菜直播比例上升30.74个百分点,种植密度上升56.66%,有效分枝数下降16.05%,分枝部位高度上升50.20%,株高上升8.82%,全株有效角果数下降22.14%,每角粒数上升3.02%,千粒重下降0.62%,单株平均产量下降22.38%,理论单产上升15.00%,实际单产上升14.03%,冻害指数下降13.57个百分点,菌核病指数下降0.83个百分点,其它病虫害发病率上升2.34个百分点。建议未来在着力选育高产油菜优良品种的基础上,继续加强耐密植、有效分枝多、全株角果数多以及更适应环境的油菜品种选育,同时结合各地实际情况对农户油菜栽培方式进行宣传引导,合理确定种植密度。

低芥酸油菜(Brassica napus L.)每角果粒数的基因效应研究

采用改良的 Hayman-Jinks 双列杂交方法,研究了5个低芥酸甘蓝型油菜品种每角果粒数的遗传。结果表明,参试的亲本品种中,81007控制每角果粒数的显性基因最多,其它依次为81018、81004、81006和81033。其中除了亲本81033隐性基因多于显性基因外,其余亲本都以显性基因占优势。按增效基因的多少排序,依次为81004>81007>81006>81018>81033。试验揭示了显性减效基因的存在,但显性基因主要为增效基因。供试的油菜群体中,每角果粒数的增效基因频率为0.7940,显性基因与隐性基因之比为2.0930.广义遗传力 h_B^2=47.81%,狭义遗传力 h_B^2=27.54%,符合加性显性模型,属于超显性遗传.根据研究结果,作者认为,低芥酸油菜每角果粒数的改良应重视在进一步积累增效基因的基础上培育优良自交系,进行杂种优势的利用。杂交后代的选择宜在较晚世代进行。本性状的改良可考虑采用相互轮回选择和单倍体育种等途径。

花期冷积温对油菜结荚结子的影响

基于怀化农业气象试验站于2011—2020年的油菜(Brassica napus L.)开花挂牌观测试验,获得不同类型天气开花的油菜有效荚角数、单荚子粒数等资料,采用冷积温指标综合表达低温强度和低温持续时间;通过相关分析、逐步回归统计等方法,建立油菜有效荚果率、单荚子粒数与冷积温的关系模型,研究油菜开花时受害冷积温指标。结果表明,持续3~5 d的低温阴雨或单纯性短期低温(包括个发性霜冻日、日最低气温约为-0.5℃时),对油菜结荚结子影响较轻,有效荚果率为正常天气的80%~99%,单荚子粒数(20.1±1.6)粒,相当于正常天气的91%;持续7 d以上的低温阴雨或3 d以上霜冻、霜冻累计时间达40 h以上时,有效荚果率为正常天气的20%~77%(平均61%),单荚子粒数为正常天气的27%~56%(平均47%)。当以持续4 d为开花时段单元时,开花前2 d至后3 d为冷积温影响关键期,有效荚果率或单荚子粒数分别达到正常天气70%时,单纯低温天气冷积温指标分别为≥36.0℃和≥29.7℃,无日照低温阴雨天气冷积温指标分别为≥21.2℃和≥14.3℃。

油研5号制种中母本植株上不同角粒数角果的性状研究

对油研５号制种中，其母本植株上不同角粒数角果诸性状研究表明：角粒数的多少与角果大小有关，角果各组成部分重对角粒重起着重要作用。随着角粒数的增加，角果的结籽率、形成种子粒数、角粒重、生产力、经济系数、总角果壳重、角果生物产量、对产量的贡献率呈现有规律的递增，千粒重和角果百分率呈现有规律的递减。不同角粒数角果百分率中，萝卜角占有效角的比例为２／５，对产量的贡献率约为１／１０。除千粒重外，其他性状都是正常角优于萝卜角。

大豆多四粒荚创新种质‘汾豆96’选育及理想模型构建

旨在选育多四粒荚大豆品种,构建理想模型,为大豆高产超高产育种探索新途径。用spss 18分析‘汾豆96’生理生态特性,以椭圆叶形多四粒荚‘汾豆96’为主,结合34份披针叶形四粒荚材料,对其10项产量相关的农艺性状用逐步回归法构建理想模型。‘汾豆96’群体内四粒荚单株的存在率达85%以上,单株四粒荚最高达49个,占总荚数的30.25%,‘汾豆96’产量随四粒荚数的增加总体呈增加趋势。当R^2=0.939时,模型拟合最优:Y=-87.583+0.415X_1-5.155X_2+10.094X_3+13.459X_4。回归方程表明多四粒荚创新材料产量与生物产量(X_1)、株高(X_2)、百粒重(X_3)和主茎节数(X_4)呈显著线性回归关系。提升每荚粒数和选育多四粒荚品种,是高产超高产育种产量突破的新途径。大豆品种具备的理想模型是抗倒伏、多荚粒、适合机械化收获的短节间密荚类型。

花生每荚种子数相关性状QTL的定位

【目的】花生是重要的油料作物和经济作物,高产一直是花生育种的主要目标,决定产量的因素是单位面积的种子数和仁重。单位面积种子数是种植密度、每株荚数和每荚种子数的乘积。因此,对花生每荚果种子数相关性状进行QTL分析,有助于发掘该性状相关基因/位点,为花生产量相关性状分子育种提供重要的理论依据。【方法】以四粒红×冀农黑3号构建的RIL群体为研究材料,于2018年(E1)和2020年(E2)在河北省保定市河北农业大学清苑试验站(115°30′E,38°40′N)种植鉴定,收获时调查统计单仁果数、双仁果数以及多仁果数表型值,利用河北农业大学花生创新团队实验室构建的高密度遗传图谱,采用QTL Icimapping V4.2中的完备区间作图法对2个环境下的每荚种子数相关性状进行QTL定位与分析。【结果】单仁果率与双仁果率均呈正态分布,多仁果率呈偏正态分布。3个性状的QTL定位分析结果表明,共检测到11个QTL,可解释4.66%—22.34%的表型变异,加性效应为-9.35—9.42。其中,定位到5个多仁果率QTL,可解释3.19%—22.34%的表型变异,有1个QTL的加性效应为负值(-4.77),来自冀农黑3号,其余4个QTL的加性效应为正值(3.59—9.42),均来自母本四粒红;定位到2个单仁果率QTL,可解释4.97%—6.43%的表型变异,加性效应均为负值(-4.45和-4.54),均来自冀农黑3号;定位到4个双仁果率QTL,可解释3.46%—20.87%的表型变异,加性效应均为负值(-9.35—-3.84),均来自冀农黑3号。这些QTL中,6个为主效QTL,其中,qRMSPA05被重复检测到,且可遗传表型变异为16.58%—17.34%,加性效应为7.69—8.12。【结论】定位6个主效QTL和1个主效稳定的多仁果率QTL,有助于改良花生产量性状,可以作为遗传改良的重要候选区段,用于分子标记辅助选择与精细定位研究。

大豆产量构成因素间相互关系的研究

采用裂区设计研究大豆株距、行距、密度与单株荚数、单荚粒数、粒重、产量诸多因素间的相互关系，株距和行距共同影响单株荚数，对单荚粒数无显著影响，行距是影响大豆百粒重的主要因素。密度对产量的影响显著。高产田密度的最佳搭配组合是７０× １３厘米。

利用Ln位点进行分子设计提高大豆单荚粒数

分子设计育种是将分子遗传学与传统育种相结合,并培育成具有优良性状的新品种的重要方法之一,尽管该方法很大程度上能够缩短育种进程,但在实际育种过程中却应用较少。在大豆的育种过程中,提高产量是主要的育种目标之一,其中,每荚粒数是决定大豆单株产量的关键性状之一。在大豆中,每荚粒数与叶片形状呈正相关,由一对等位基因Ln/ln控制,宽叶的大豆品种一般为Ln,窄叶的大豆品种一般为突变型ln,且ln伴随着更多的四粒荚。尽管Ln对于大豆单产的提高,具有潜在的重要作用,但将该位点应用于分子设计育种中,报道较少。本研究通过分析483份来自不同纬度大豆品种的Ln基因型发现,高纬度地区大豆品种一般为ln,而低纬度地区大豆品种一般为Ln。通过调查来自不同纬度的8个大豆品种的叶型和一粒荚至四粒荚个数发现,低纬度大豆品种均为圆叶品种,且几乎没有四粒荚。为将ln应用于低纬度地区大豆育种中,成功开发了Ln的分子标记,并通过连续回交的方法,将ln代换到圆叶型品种Willams 82和华夏3号中,获得了四粒荚较多的大豆新材料。本研究利用大豆分子设计育种的手段,提高了大豆单株产量,为加快大豆高产育种进程提供了重要的理论及实践基础。

油菜每角果粒数差异的细胞学基础和分子机理

每角果粒数在油菜不同品种、品系或其他种质资源之间存在着较大的变异.该性状的研究对于利用优良变异提高油菜产量具有重要意义.对多个DH系和常规栽培种进行分析,研究了油菜每角果粒数差异形成的细胞学基础和分子机理.结果表明,部分胚珠原基在发育过程中败育而不能最终形成成熟的种子,正常发育胚珠百分比是每角果粒数差异的重要决定因素.细胞学分析确定了胚珠败育发生的时期是在大孢子退化之后,单核期配子体形成之前.研究结果还显示,油菜胚珠败育率的差异可能是由BRs-BRI1信号途径调控水平的差异所致.

绿豆荚粒数增多突变体snpp1的表型分析及基因定位

荚粒数是食用豆产量性状的构成因子,是食用豆遗传改良的育种目标之一。目前,调控绿豆荚粒数形成的遗传网络和分子基础尚不清楚。通过构建绿豆突变体库,本研究筛选获得了荚粒增加突变体snpp1,遗传分析发现该突变体受半显性基因控制。通过构建F2代分离群体,筛选群体中的极端单株构建2个DNA混池(每个池包含35个极端单株),利用全基因组重测序结合集团分离分析法,将SNPP1基因初步定位在绿豆5号染色体上3.49 Mb(92640~3584000 bp)区域,包含233个注释基因。本研究将为进一步克隆SNPP1基因提供参考,为绿豆高产品种培育提供新的基因资源。