科研产出
基于高密度遗传图谱的水稻穗长QTL定位与分析
《华南农业大学学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【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。
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性状相关的分子标记在甘蔗分子育种中的应用研究
《作物杂志 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：分子设计育种在农作物品种改良中发挥了重要作用，但由于甘蔗基因组庞大且高度杂合，染色体呈非整倍性，导致其性状相关的分子标记辅助育种进展十分缓慢。为加快甘蔗育种进程，提高其育种效率和准确性，简述了甘蔗分子标记辅助育种现状及其瓶颈，并总结了应用于甘蔗的分子标记种类及其问题，阐明分子标记在甘蔗遗传连锁图谱构建中的作用，进而从甘蔗产量和糖分性状相关QTL的定位、主要抗病基因（抗褐锈病基因、抗黑穗病和抗黄斑病基因）的定位及其在抗病分子育种上的应用，以及关联分析方法在甘蔗重要性状研究中的应用等方面对性状相关的分子标记进行综述。最后对甘蔗重要性状相关分子标记辅助育种的机遇和挑战进行了展望，为甘蔗分子育种的深入研究提供理论依据。
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水稻籽粒镉积累QTL定位及候选基因分析
《植物学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：水稻（Oryzasativa）是全世界重要的经济作物之一,稻田镉（Cd）污染和镉积累问题严重威胁世界水稻的产量和品质以及人类健康,如何降低水稻中镉积累已成为热点问题。以籼稻品种华占（HZ）为父本、粳稻品种热研2号（Nekken2）为母本,连续自交多代后得到120个重组自交系群体,对其镉积累进行检测和分析,同时利用遗传图谱进行QTL作图。结果共检测到7个QTLs,分别位于水稻第2、3、9和12号染色体上,其中1个LOD值高达4.97。对这些QTL区间内与耐金属离子胁迫相关的候选基因进行定量分析,发现LOCOs02g50240、LOCOs02g52780、LOCOs09g31200、LOCOs09g35030和LOCOs09g37949这5个基因在双亲间的表达量差异显著,结合亲本对不同金属离子的浓度积累数据,推测LOCOs02g50240、LOCOs09g31200及LOCOs09g35030的高表达可能极大地提高了水稻对镉离子的吸收和胁迫耐受能力。通过QTL挖掘和分析,发现这些基因与水稻籽粒的镉积累有关,可能影响水稻耐镉胁迫的能力。研究结果为进一步筛选和培育耐镉胁迫的水稻品种创造了条件,为阐明水稻镉积累的分子调控机制奠定了基础。
关键词： 水稻 镉积累 QTL定位 候选基因 离子胁迫 遗传图谱
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玉米高密度SNP遗传图谱构建及其秃尖QTL定位
《南方农业学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：[目的]构建在秃尖性状上存在明显差异的玉米高密度SNP遗传图谱,并对其秃尖QTL进行定位,为玉米秃尖分子机理研究及玉米抗秃尖品种选育提供理论参考.[方法]以无秃尖性状的自交系S群411331为母本、有秃尖性状的自交系综53313为父本,通过杂交和自交获得F2代群体.利用容量达10K的分子芯片获取大量SNP分子标记,从中筛选出具有多态性的SNP分子标记,构建F2代群体的高密度遗传图谱,并结合秃尖表型数据,分别采用QTL定位软件Rqtl和QTL.gCIMapping.GUI 1.1对相应的秃尖QTL位点进行鉴定及定位.[结果]F2代群体的平均秃尖长度为4.25 cm,说明其秃尖性状更偏向于父本综53313,秃尖整体较长,且秃尖变幅为0~6.1 cm,偏度和峰度值均位于-1.00~1.00,符合数量性状的分布特征.从2612个多态SNP分子标记中共筛选出2599个SNP分子标记成功构建遗传连锁图谱,总图距5624.38 cM,标记间平均距离2.27 cM.利用Rqtl共检测到6个QTL,分别位于第3、4、5、6、8和9染色体,其中加性效应和显性效应最大的2个QTL分别位于第6和8染色体,解释遗传变异的14.4%和16.3%.利用QTL.gCIMapping.GUI 1.1共检测到9个QTL,分别位于第1、4、5、6、8和9染色体,显性效应和加性效应最大的2个QTL分别位于第6和8染色体,与Rqtl检测结果相比,二者均在第8和9染色体的同一位置检测到1个QTL,在第5染色体检测到的QTL位置也较邻近,且效应最大的2个QTL均位于第6和8染色体;不同之处在于Rqtl在各染色体上只检测到1个QTL,而QTL.gCI-Mapping.GUI 1.1在第6和8染色体分别检测到2和3个QTL,在第1染色体检测到1个QTL,在第3染色体未检测到QTL,而Rqtl检测出的第1和3染色体QTL情况相反.[结论]玉米秃尖QTL分别位于第1、3、4、5、6、8和9染色体,其中主效QTL在第6和8染色体.
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重组自交系稻米品质性状的相关性分析及QTL定位
《南方农业学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：[目的]分析重组自交系稻米品质性状的相关性,并对其进行数量性状座位(QTL)定位,为水稻品质性状遗传改良提供理论依据.[方法]以珍汕97B、柳沙油占202及二者杂交构建的174个重组自交系群体为材料,对12个稻米品质性状进行相关性分析和QTL定位.[结果]3个稻米碾磨品质性状(出糙率、精米率和整精米率)间均呈极显著正相关(P<0.01,下同).6个稻米外观品质性状中,除粒长与垩白率、垩白度和透明度间无显著相关性(P>0.05)外,其他性状间均呈极显著正或负相关.3个稻米蒸煮食味品质性状中,胶稠度与直链淀粉含量和碱消值呈极显著负相关.碾磨品质性状、外观品质性状和蒸煮食味品质性状间也存在不同程度相关性,如垩白粒率和垩白度与除粒长外的其他9个性状呈显著(P<0.05,下同)或极显著相关等.在第5和第6染色体上共检测出出糙率、精米率、粒宽、长宽比、垩白率、垩白度、直链淀粉含量、胶稠度和碱消值9个性状的11个QTL,其中9个QTL的表型变异贡献率大于10%,为主效QTL,且显著或极显著相关性状的QTL定位区域存在趋同现象.[结论]重组自交系群体12个稻米品质性状存在互作效应,与QTL定位结果相互印证.鉴定所得主效QTL可用于水稻稻米品质相关性状的遗传改良.
关键词： 水稻 重组自交系 品质性状 相关性分析 QTL定位
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一个高抗玉米南方锈病基因的QTL定位及遗传分析
《中国农业科学 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：【目的】通过对一个热带高抗玉米南方锈病材料S313与4个高感玉米南方锈病材料组配的8个F_2群体进行两年三季的遗传分析,在表型鉴定的基础上,利用其中1个F_2群体进行局部遗传图谱构建及抗性基因定位,并利用大群体及新开发的分子标记对抗性主效QTL进行精细定位,为进一步克隆该基因奠定基础。【方法】连续三季对8个F_2分离群体,分3个时期进行病原菌接种,玉米生长后期按1—9级标准等级记载各单株的抗南方锈病级数,进行抗性表型鉴定,最终确定抗、感分离比例。利用56K芯片筛选出2个亲本间多态标记,选择其中均匀分布的192个标记对S313×PHW52的F_2群体中各30个高抗、高感子代进行KASP分型。利用第10染色体短臂上19个SNP标记对整个F_2群体进行分型,构建局部遗传图谱;将遗传图谱与田间抗性表型鉴定结果相结合进行抗性QTL定位。开发初定位区间内10个SNP标记对次级群体进行标记分型,根据交换单株数量大小进一步缩小定位区间。根据玉米B73 Ref Gen_V4参考基因组信息,列出对应定位区间内的所有基因,利用基因的功能注释信息,确定可能与玉米抗南方锈病相关的候选基因。【结果】8个F_2群体田间抗、感分离比均符合3﹕1的分离比例,说明热带自交系S313对玉米南方锈病的抗性是由1个效应比较大的主效QTL控制。利用56K芯片筛选出2个亲本间的多态标记16 426个。利用192个标记对各30个抗、感子代进行连锁分析,获得了1个抗性连锁标记Affx-90241059。利用19个SNP标记构建了总遗传距离为31.8 cM,标记间平均距离1.77 cM的局部遗传图谱。利用复合区间作图法把该主效QTL定位在标记Affx-91298359与标记Affx-91182449之间,区间大小约2 M。进一步利用F_2大群体及10个SNP标记把该区间缩小到474 K的范围内。玉米参考基因组B73的对应区间内共有63个基因,其中3个基因LOC103640657、LOC100191493、LOC103640673编码的蛋白质与植物抗病性有关,因此把这3个基因列为热带玉米种质S313高抗玉米南方锈病的抗性候选基因。【结论】S313对玉米南方锈病的抗性是由1个主效QTL控制,并且S313的主效基因定位在第10染色体短臂约0.47 M的范围内。在该范围内有3个玉米南方锈病抗性候选基因。
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小粒野生稻渗入系抗南方水稻黑条矮缩病QTL分析及利用
《贵州农业科学 》 2019 北大核心
摘要：为杂交水稻南方水稻黑条矮缩病抗性育种提供基础材料和理论依据,对来源于小粒野生稻基因渗入系的抗病材料桂恢1561和感病材料桂1025的重组自交系株系进行南方水稻黑条矮缩病抗性鉴定,并利用QTLNetwork-2.2软件对重组自交系的南方水稻黑条矮缩病抗性进行QTL定位.结果 表明:从210份重组自交系株系中鉴定获得对南方水稻黑条矮缩病抗及中抗的株系材料共计31份,其中,配合力较高的株系有7份;定位到4个抗性QTL (qSRBSDV3、qSRBSDV4、qSRBSDV7和qSRBSDV12),qSRBS-DV3位于第3染色体RM5548~RM85区间,qSRBSDV4位于第4染色体RM3471~RM518区间,qSRBS-DV7位于第7染色体RM5508~RM1135区间,qSRBSDV12位于第12染色体RM7102~RM1261区间,其中qSRBSDV4为主效抗性位点.
关键词： 小粒野生稻 重组自交系 南方水稻黑条矮缩病 抗性鉴定 QTL定位
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小粒野生稻产量相关性状的QTL定位
《南方农业学报 》 2015 北大核心 CSCD
摘要：【目的】利用导入系群体检测来自小粒野生稻产量相关性状的有利QTL,为水稻超高产育种提供新的基因资源。【方法】利用小粒野生稻与栽培稻IR24构建的高代回交导入系,通过早、晚两季的重复试验,应用Windows QTL Cartographer 2.5软件的复合区间作图法对该群体进行每株穗数(PNR)、单穗长(PLH)、千粒重(TGW)、每穗实粒数(FGP)、每穗总粒数(SPP)、单株重(YGP)等6个产量相关性状的QTL检测及遗传效应分析。【结果】早、晚两季分别检测到20和17个与产量相关的QTL,其中,控制每株穗数、单穗长、千粒重、每穗实粒数、每穗总粒数和单株重的QTL分别有3、6、6、4、3和5个。两季均检测到的QTL有10个,分别为单穗长QTL q PLH-2、q PLH-5,千粒重QTL q TGW1.1、q TGW3、q TGW9、q TGW12,每穗总粒数QTL q SPP-1,单株重QTL q YGP-1.2、q YGP-3、q YGP-12,其平均表型贡献率分别为7.38%、10.01%、8.51%、14.66%、10.23%、17.00%、6.80%、7.69%、20.35%和16.23%。【结论】两季共检测到13个来自小粒野生稻的有利QTL,其中q PLH-2、q TGW-1.1、q TGW-9、q TGW-12、q SPP-1、q YGP-12等6个QTL在两季试验中均稳定表达,推测其可能在超高产育种方面发挥重要作用。
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小粒野生稻导入系子粒大小和形状的QTL定位
《湖北农业科学 》 2014 北大核心
摘要：通过AB-QTL分析法,应用Windows QTL Cartographer 2.5软件,于2009~2010年分别在武昌和南宁对一套小粒野生稻(Oryza minuta)导入系的子粒大小、粒长、粒宽与子粒长宽比进行QTL定位。2009年检测到18个QTLs,其中千粒重、粒长、粒宽和子粒长宽比分别检测到6、4、5和3个QTLs,单个QTL可解释表型贡献率的5.18%~21.33%;2010年检测到12个QTLs,其中千粒重、粒长、粒宽和子粒长宽比分别检测到6、2、2和2个QTLs,单个QTL可解释表型贡献率的6.68%~16.55%。两年均检测到的QTLs共有10个,其中4个新鉴定的QTLs的表型贡献率较大,分别为qTGW-9.2、qTGW-12、qGL-9和qGW-12,其增效基因均来自于小粒野生稻。这些携带有利QTL的小粒野生稻导入系是进行水稻(Oryza sativa)产量和品质改良的优良材料。
关键词： 小粒野生稻(Oryza minuta) 导入系 子粒大小 粒形 QTL定位
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小粒野生稻基因渗入系抗褐飞虱QTL定位
《南方农业学报 》 2014 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究小粒野生稻(Acc.No.101133)褐飞虱抗性QTL和连锁的分子标记,为水稻褐飞虱抗性育种提供理论依据和育种材料。【方法】采用标准苗期集团法对一套小粒野生稻的基因渗入系进行褐飞虱抗虫鉴定,应用Windows QTL Cartographer 2.5软件的复合区间作图法分析小粒野生稻含有的褐飞虱抗性QTL。【结果】IR24的死苗率为92.2%,表现高感;小粒野生稻的死苗率为11.1%,表现高抗;131份基因渗入系的死苗率差异较大,变异范围为15.5%~91.1%,呈偏态型连续分布。鉴定获得3个褐飞虱抗性QTL,来自小粒野生稻的等位基因均能显著降低幼苗死亡率,联合贡献率为58.8%;qBph3位于第3染色体RM570~RM85区间,qBph4位于第4染色体RM335~RM518区间,qBph12位于第12染色体RM309~RM17区间,以qBph4的效应值最大,效果最稳定。与IR24相比,携带纯合等位基因qBph4的9个基因渗入系的幼苗平均死亡率极显著下降37.7%。【结论】从小粒野生稻基因渗入系中鉴定出3个褐飞虱抗性QTL位点;抗褐飞虱主效QTLqBph4的验证不仅提供了一个有用的QTL,还为水稻的遗传改良提供了一套褐飞虱抗性育种材料。
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