丙酰芸苔素内酯施用浓度对水稻植株性状和产量的影响

为了明确丙酰芸苔素内酯对水稻植株性状和产量的作用,采用单因素拉丁方设计,试验因素为0.003%丙酰芸苔素内酯水剂施用浓度,设4个处理,处理A稀释500倍液,处理B稀释2 000倍液,处理C稀释3 000倍液,处理D稀释4 000倍液,设喷施等量清水空白对照(CK),每个处理5次重复。收获前调查记录植株相关性状和产量构成因子,每个重复单独收获脱粒烘干测产。结果表明,水稻移栽后,丙酰芸苔素内酯稀释2 000倍液叶面喷施2次,植株高度为100.9 cm,分蘖数为23.0,穗下节间、倒2节间和倒3节间的长度分别为22.3、19.7和16.4 cm,每穗总粒数、实粒数和千粒重分别为137.2粒、128.9粒和32.1 g,产量为7 362.7 kg/hm~2。因此,0.003%丙酰芸苔素内酯水剂稀释2 000倍液可增加水稻植株高度、节间长度、分蘖数和提高产量。

小麦穗长性状基因的发掘与标记开发

【目的】挖掘与利用小麦穗长控制基因,开发与之紧密连锁的KASP标记,为小麦分子标记辅助育种奠定分子基础。【方法】以Avocet为母本、Chilero为父本,构建含有164个家系的F6RIL群体,利用55K SNP芯片,结合5个穗长表型环境(2019年河南省孟津县、2019年河南科技大学农场、2019年河南省洛宁县、2020年河南省孟津县、2020年河南科技大学农场)及各环境穗长均值进行数量性状位点(quantitative trait locus,QTL)定位,对定位到的主效QTL开发KASP标记,并在130份小麦自然群体中进行验证。【结果】共定位到11个控制穗长性状的QTL位点,有7个主效QTL,分别为QSl.haust-2AL、QSl.haust-2DS、QSl.haust-5AL1、QSl.haust-5DL、QSl.haust-7BL、QSl.haust-2AS和QSl.haust-4DL,表型贡献率为4.22%~30.94%,其中QSl.haust-5AL1在3个环境中表现稳定且为主效QTL,其表型贡献率为4.22%~19.10%;另有4个微效QTL位点,分别为QSl.haust-2BL、QSl.haust-3AL、QSl.haust-3DS和QSl.haust-5AL2,表型贡献率为4.70%~7.55%。依据控制穗长的主效QTL位点QSl.haust-5AL1和QSl.haust-7BL的侧翼标记,开发了相应的KASP分子标记KASP-QSl.haust-5AL1和KASP-QSl.haust-7BL1,在130份小麦自然群体中检测验证,其中KASP-QSl.haust-5AL1标记筛选出的2种基因型,穗长分别为10.93和10.17 cm,经t检验,P值为0.045,差异显著;KASP-QSl.haust-7BL1标记筛选出的2种基因型,穗长分别为10.90和10.26 cm,经t检验,P值为0.048,差异显著。【结论】挖掘的控制小麦穗长的主效QTL和开发的KASP分子标记,可以用于该性状的基因克隆与分子标记辅助育种。

基于高密度遗传图谱的水稻穗长QTL定位与分析

【目的】深入挖掘与穗长相关的新基因,为水稻穗长调控的遗传机理研究及分子育种提供依据。【方法】以2个优良亲本‘ZP37’和‘R8605’及其杂交衍生的208个高世代重组自交系(Recombinant inbred lines,RILs)为作图群体,利用全基因组重测序高密度连锁图谱对3个不同环境下的穗长数量性状座位(Quantitative trait locus,QTL)进行定位,同时分析它们的聚合效应。【结果】共检测到11个穗长QTL,分别分布在第3、4、7、8、9和12号染色体上,其似然函数比对数值(Log of odds,LOD)介于3.07~12.87之间,贡献率在2.17%~10.94%之间,有7个QTL是新位点,其余4个QTL位点与已报道的穗长基因和QTL位置重叠或相近。在2个不同环境下重复检测到4个稳定的QTL位点;对聚合了不同数量穗长QTL株系的分析结果表明,穗长QTL表现出累加效应,QTL数量的增加能显著增加水稻穗长。【结论】本研究结果为水稻穗长QTL的克隆和功能解析奠定坚实的基础,为水稻高产育种提供理论依据和遗传资源。

小麦穗长QTL鉴定及其遗传分析

【目的】穗长在决定小麦穗的构造和产量潜力方面具有重要作用。挖掘具有育种利用价值的小麦穗长数量性状位点(quantitative trait loci,QTL),并解析其遗传效应,为分子标记辅助育种提供理论依据。【方法】以自然突变体msf和川农16构建的198份F6代重组自交系(recombinant inbred lines,RIL)群体(MC群体)作为研究材料,于2020—2021和2021—2022年生长季,在四川温江区、崇州市和雅安市(2021WJ、2022WJ、2021CZ、2022CZ和2021YA)进行试验,对5个环境下的穗长进行表型鉴定。利用基于16K SNP芯片构建的高质量遗传连锁图谱对穗长性状位点进行定位。另外,根据穗长主效QTL侧翼标记的基因型分析主效位点对产量相关性状的遗传效应,从而评估其对产量提升的潜力。【结果】共鉴定到14个控制穗长发育的QTL,主要分布在1A(1个)、1B(1个)、2B(1个)、3D(3个)、4A(1个)、4D(2个)、5A(1个)、5B(1个)、7A(1个)、7B(1个)和7D(1个)染色体。其中,QSl.sau.1A在4个环境及最佳线性无偏预测(best linear unbiased prediction,BLUP)值中被检测到,可解释6.46%—20.12%的表型变异率,定位于1A染色体侧翼标记1A_1208254—1A_10060497间,被视为主效QTL。QSl.sau.1A的正效应位点来源于亲本msf。在多环境QTL分析结果中也检测到QSl.sau.1A,表明其受环境影响较小,为主效且稳定表达的QTL。QSl.sau.1A的效应在2个具有不同遗传背景的验证群体中得到进一步验证。除旗叶长无显著变化以外,携带QSl.sau.1A正效应位点株系的每穗籽粒数(12.68%)、每穗粒重(14.99%)、千粒重(5.79%)、旗叶宽(2.94%)和小穗数(1.48%)显著增加,花期(0.61%)显著提前,而株高(-6.47%)和有效分蘖数(-36.11%)显著减少。【结论】在1A染色体定位到1个主效且稳定的穗长位点。QSl.sau.1A正效应位点显著提高穗粒数、穗粒重、千粒重和小穗数,具有一定的育种价值。

小麦科大116×科大101 F_(2)群体穗长主效QTL定位及候选基因预测

穗长是小麦重要的农艺性状,与产量构成因素密切相关。旨在研究小麦穗长遗传基因,筛选与穗长基因连锁的分子标记,为小麦分子标记辅助育种提供分子支撑。以科大116和科大101为亲本构建的F_(2)群体为试验材料,通过SSR分子标记,构建覆盖小麦基因组的遗传图谱,并结合完备复合区间作图法对穗长进行QTL定位。采用3234对引物,共筛选出434对在双亲间具有多态性的引物,多态性引物的检出率为13.42%。通过BSA混池分析,共筛选出28个可能与穗长连锁的分子标记,其中16个标记通过262株群体验证与目标基因紧密连锁。通过QTL-IciMapping软件构建小麦染色体组的遗传图谱,标记间的平均遗传距离为38.66 cM,共检测出7个与穗长相关的QTL位点,分别位于3B、4A、4B和6B染色体上,其加性效应值均为正值,对表型性状遗传变异的贡献率在4.01%~23.16%。在4B染色体上定位出2个主效QTL位点,贡献率为17.59%~23.16%。其中,Qsl4B-2距离其最近的分子标记只有3.5 cM,为连锁最紧密的一个QTL位点,分析发现其可能为新的主效QTL位点。因此,4B染色体上可能存在与穗长相关的基因。通过分析预测,在4B染色体的yzu397456~yzu404917和yzu409422~yzu405167标记区间内,可能存在7个调控小麦穗长的候选基因,在穗中持续高表达。

穗条长度和基质配比对杉木扦插容器苗生长的影响

为研究穗条长度和基质配比对杉木扦插容器苗生长的影响,在福建省沙县官庄国有林场杉木优良无性系采穗圃中采集杉木穗条,设置3种穗条长度,2种基质配比,共6种处理,开展扦插育苗试验。结果表明:杉木扦插容器苗的苗高、高径比在处理间的差异均不显著(P>0.05),地径在处理间的差异达极显著(P<0.01);S6处理(穗条长度为15~20 cm,基质配比为60%的泥炭+10%的珍珠岩+10%的谷壳+20%的杉木皮)的杉木扦插容器苗的苗高、地径、茎叶生物量、总生物量均值均大于总均值,根冠比均值小于总均值,苗木生长最好。S5处理(穗条长度为15~20 cm,基质配比为60%的泥炭+20%的珍珠岩+20%的谷壳)的茎叶生物量、总生物量均大于总均值的,苗木生长较好;6种处理的茎叶生物量、总生物量差异均不显著(P>0.05)。可见,在培育杉木扦插容器苗时,穗条长度选择15~20 cm,基质配比选择60%的泥炭+10%的珍珠岩+10%的谷壳+20%的杉木皮,苗木生长表现最好。

小麦穗长主效QTL-qSl-2D的遗传和育种选择效应解析

【目的】通过对小麦穗长稳定主效QTL进行遗传及育种选择效应分析,明确其对产量性状的遗传效应,评价其未来育种应用潜力,为后续基因挖掘和小麦分子育种提供依据。【方法】利用科农9204×京411构建的重组自交系(recombinant inbred lines derived from the cross of Kenong 9204 and Jing 411,KJ-RIL)群体定位到一个多环境稳定表达的穗长主效QTL,命名为qSl-2D;利用双亲靶区间序列差异InDel位点开发出2个与该QTL紧密连锁的分子标记;结合分子标记及55K芯片基因型数据,分别进行基于KJ-RIL、MY-F2、NILs及自然作图群体的产量相关性状遗传效应分析;基于自然作图群体基因分型,分析qSl-2D单倍型在各麦区及不同年代的育种选择效应。【结果】QTL定位结果表明,qSl-2D可在7/10组环境数据中被检测到,可解释4.02%—10.10%的表型变异。其中,5/10组环境数据的LOD峰值均位于608.75 Mb处。遗传效应分析结果表明,qSl-2D增效等位基因型在4个群体遗传背景下均能显著增加穗长。此外,其在大部分群体背景下对穗粒数、株高有正向效应,而对千粒重、穗粒重和单株产量有负向效应。对KJ-RIL群体株高进一步分析发现,qSl-2D增效等位基因型对株高效应未达到显著水平的原因在于其对除穗下节间长以外的各节间长都有降秆效应;qSl-2D单倍型分析结果表明,长穗单倍型Hap-AA-GG在不同麦区中选择利用率差异较大,在北部冬麦区中选择利用率最高,占比24%;而短穗单倍型Hap-CC-CC在大部分麦区中占比30%以上。此外,随着年代的递进,qSl-2D长穗单倍型选择利用率逐渐降低,而短穗单倍型一直保持较高的选择利用率。【结论】定位到一个稳定主效的穗长QTL——qSl-2D,其增效等位基因型可在不同遗传背景下显著增加穗长,同时对其他产量相关性状有一定的遗传效应。靶区段开发的紧密连锁分子标记可用于小麦穗长及相关产量性状的遗传改良。

冬小麦麦穗生长过程的模拟研究

为了实现小麦麦穗生长过程的可视化表达,以不同氮肥处理条件下不同类型小麦品种的两年田间试验为基础,通过连续观测并记载不同处理条件下的小麦主茎和分蘖麦穗形态指标(包括穗长、穗宽和穗厚),综合分析了小麦麦穗形态指标随生育进程和环境条件的变化规律,并利用系统分析方法和动态建模技术,构建了冬小麦麦穗生长过程的动态模拟模型。结果表明,麦穗的伸长过程符合S型曲线,而不同蘖位麦穗的最终长度符合二次曲线,且在不同氮肥处理之间均差异明显;采用Logistic方程描述了麦穗长度的动态变化过程,用二次曲线和线性方程定量描述了穗形的动态变化过程,同时采用旗叶的SPAD值量化了氮素对麦穗生长特征的影响;并利用不同小麦品种的田间试验资料对所建模型进行了测试和检验。结果显示,不同时期麦穗穗长、穗宽和穗厚预测值的平均RMSE分别为0.28、0.05和0.04 cm。表明模型具有较强的动态预测性和可靠性,从而为进一步建立虚拟小麦生长系统奠定了基础。

水稻穗粒数相关基因的初步定位

利用穗粒数和穗长差异较大的2个粳稻品种日本晴与大穗型粳稻种质B0801组配群体,对水稻穗粒数、穗长和着粒密度等穗部性状进行数量基因位点检测,共检测到11个QTL,分布于第1,2,5,7以及9号染色体上,QTL的贡献率范围为0.21%～68.20%。其中,4个控制穗粒数的QTL分别位于第1,2,7,9号染色体,其贡献率为0.21%～25.06%。第9号染色体RM1328～RM3533标记区间的控制穗粒数性状的qGNP9-1位点,为主效QTL;控制穗长的QTL 4个,4个QTL分别位于第1,2,5,9号染色体。其贡献率范围为0.28%～61.19%,其中qPL9-1的LOD值为31.88,对表型变异的贡献率为68.19%,为主效QTL。控制着粒密度的QTL 3个,位于第1,2,9号染色体,其贡献率为0.43%～6.91%。qSD1-1增效等位基因来自大穗亲本,基因作用方式为加性。

小麦株高及其构成因子QTL定位研究

【目的】系统剖析小麦株高与穗长及各茎节间长的遗传关系。【方法】利用包含有110个株系的ITMI重组自交系群体,和已构建的高密度遗传连锁图谱对小麦株高、穗长及各茎节间长进行了QTL定位。【结果】两个参试环境共检测到株高相关位点10个,穗长相关位点14个,倒一节间长相关位点19个,倒二节间长相关位点15个,倒三节间长相关位点17个,倒四节间长相关位点14个,倒五节间长相关位点22个,茎节数相关位点14个。所有位点中,2个株高相关位点,4个穗长相关位点,4个倒五节间长相关位点,4个倒四节间长相关位点,2个倒三节间长相关位点,1个倒二节间长相关位点,2个倒一节间长相关位点,2个茎节数相关位点在两个环境中都被检测到。【结论】共挖掘到125个与株高及各茎节间长相关的QTL位点。

新疆吐鲁番矮秆波兰小麦穗长基因的染色体定位

矮秆波兰小麦(TriticumpolonicumL.,dwarfingpolishwheat)采集于新疆吐鲁番,是波兰小麦的矮秆变异种。本试验利用一套Langdon硬粒小麦单体系对影响矮秆波兰小麦穗长的基因进行了染色体定位。结果表明,矮秆波兰小麦穗长性状受1A、2A、2B、4B、5B染色体上的显性基因控制。

普通小麦穗长基因定位研究

本文以长穗型不分枝普通多小穗品系“10—A”为被测材料,“中国春”和“阿勃”两套单体系列为测验系,对穗长性状进行了基因定位研究。结果表明,被测系“10—A”穗长受5A、7A、1B、2D、3D和6D等染色体上的基因所控制。其中,1B和2D染色体上的基因表现为强效。5A、7A、3D和6D染色体上的基因表现为弱效。

冬小麦不同播期对土壤水分及产量的影响

在西北半干旱雨养条件下,以冬小麦‘陇中一号’为材料,研究了不同播期条件下土壤水分、产量差异。结果表明:冬小麦适当迟播可以提高土壤含水量,但在不同播期、小麦的不同生育期土壤含水量也存在差异。从4个不同播期分析,平均土壤含水量为最迟播期(S4,10月11日)的最高;产量以最早播期(S1,9月21日)的最低,9月30日—10月11日之间产量相近。多重比较表明,播种期越迟,土壤含水量越大,播期处理间产量差异不显著,晚播不会造成减产。

晚香玉切花评价标准的研究

针对天津名牌花卉晚香玉单瓣、重瓣2个品种进行观赏性状的观察和对比研究。利用生物统计和感官判断方法对其整体感、花形、花茎长、花序长、花朵对数等指标进行分析和评价。将两个品种晚香玉切花分别分成三个等级。并对三级分类的合理性进行了研究,确定了适宜天津市消费的晚香玉鲜切花级别。

小麦ITMI重组自交系群体的穗长及株高QTL定位研究

【目的】通过对小麦重组自交系群体及其亲本为材料,利用已构建的高密度遗传图谱对该群体株高及穗长进行QTL定位。【方法】利用包含有110个株系的重组自交系群体,利用已构建的高密度遗传连锁图谱对小麦株高和穗长进行了QTL定位。【结果】两个环境下共检测到12个穗长相关QTL位点和8个株高相关的QTL位点。其中,穗长的1个位点(Qsl-1A),株高的3个位点(Qph-1A,Qph-5A-1和Qph-6A-2)在两个环境中都被检测到。【结论】研究为小麦的分子改良育种提供了重要的分子标记信息。

小麦新种质241主要特异性状的遗传性

为了探求小麦新种质 2 4 1巨穗、粒大、结实率高等优良性状的遗传机理 ,应用单体分析和双端体分析方法对 2 4 1材料进行遗传学研究。结果表明 ,小麦新种质材料 2 4 1的 3A、5 A、 2 B、 1D和 6 D染色体上具有控制穗长的基因 ,其中 2 B染色体上的基因表现为强效 ,3A、5 A、 1D和 6 D染色体上的基因表现为弱效。控制穗长的基因定位在 3AL、 5 AL、 1DL和 6 DL染色体臂上 ,其中 6 DL染色体臂上可能具有控制 2 4 1穗长的 1个新基因。

控制小麦穗颈长数量性状位点的遗传鉴定

为了解控制小麦穗颈长的遗传位点,以西藏半野生小麦Q1028与郑麦9023(ZM9023)杂交后所构建的重组自交系(RIL)群体为材料,于2011、2012、2013和2014年分别在四川农业大学温江试验田种植,对其穗颈长进行遗传分析。结果表明,群体内穗颈长呈正态分布,符合数量遗传的特点。在四年环境中,总共检测到4个控制穗颈长的QTL位点,分布于3A、5A和6B染色体上,贡献率为7.55%~11.44%。位于6B染色上wPt-669607~wPt-5480标记之间的QTL位点在三年环境中被稳定检测到。同时,四年环境下穗颈长与株高都呈显著正相关(P<0.01),而仅在一年环境中与穗长呈显著正相关(P<0.01),与小穗数、穗粒数、穗粒重、千粒重、粒长和粒宽无显著相关性(P>0.05)。本研究鉴定的QTL为分子标记辅助选育穗茎长度适中的小麦品系及其进一步的精细定位奠定了基础。

外源GA_3、ABA处理对杂交稻亲本产量及种子贮藏性的影响

选用遗传上发芽差异显著的两个亲本作为材料,分别用外源GA3、ABA处理,对杂交水稻制繁种时影响水稻亲本产量和质量的形态指标及种子的耐贮性进行了研究。结果表明:外源GA3处理在一定程度上能增加穗长,而对籽粒充实度、千粒重有一定的负面影响,可使种子休眠缩短,在短期内提高种子的发芽势,但降低了种子活力;外源ABA处理可以促进种子的休眠,并在一定程度上提高籽粒充实度,增加千粒重,但解除种子休眠需一定时间。

小麦白粉病成株抗性和抗倒伏性及穗下节长度的QTL定位

由小麦品种花培3号和豫麦57杂交获得了DH群体168个株系,利用305个SSR标记对白粉病成株抗性、抗倒伏性和穗下节长度进行了QTL定位研究。DH群体及两亲本于2005年和2006年种植于山东泰安,2006年种于安徽宿州。利用基于混合线性模型的QTLNetwork2.0软件,共检测到12个加性效应位点和10对上位效应位点。在4D染色体上控制白粉病成株抗性的qApr4D,贡献率为20.0%,在各环境中稳定表达,其抗病等位基因来源于抗病亲本豫麦57;在7D染色体上控制小麦穗下节长度的qIlbs7D,贡献率为12.9%,在各环境中稳定表达。加性效应和上位效应对小麦白粉病成株抗性、抗倒伏性和穗下节长度的遗传起重要作用,并且基因与环境常常具有互作效应。以上两个QTL可分别用于小麦白粉病成株抗性和穗下节长度的分子标记辅助选择。

小麦穗颈长的遗传和育种价值

以8个小麦品种双列杂交的F1及其亲本为材料,研究了小麦穗颈长的遗传。结果表明,穗颈长的遗传符合加性———显性模型,基因作用以加性效应为主,高值对低值为显性,显性程度为部分显性。控制穗颈长的增减效等位基因频率在亲本间的分配比率有极显著差异,增效基因多于减效基因。穗颈长可能受4对主效显性基因控制,狭义遗传力高,早代选择有效。穗颈长与株高呈显著遗传正相关,与每穗粒数、千粒重、单穗粒重和单株产量呈微弱遗传正相关。