科研产出
功能稻‘紫宝香糯1号’维生素A合成相关QTL定位
《分子植物育种 》 2022 北大核心
摘要：随着人们生活水平的日益提高，富含各种营养成分且具有保健功效的功能稻也越来越受到关注。挖掘和利用功能稻中的相关内源基因来用于育种实践显得尤为重要。本研究利用富含天然维生素A (VA)的功能稻品种‘紫宝香糯1号’作为实验材料，通过与93-11进行正反交构建遗传群体，并测定其F_1代及F_2代群体的VA含量，表明VA合成是隐形核基因控制的数量性状。为了进一步对控制水稻含VA性状的基因进行QTL定位分析，利用‘紫宝香糯1号’与‘明恢63’通过单粒传构建重组自交系(RIL)并绘制遗传图谱，最终定位了3个与VA性状相关的QTL，这些结果为调控VA合成相关基因的精细定位和富含VA新型功效稻选育提供依据。
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水稻RIL群体高密度遗传图谱的构建及苗期耐热性QTL定位
《中国农业科学 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：[目的]随着全球气候变暖,高温严重威胁粮食安全,发掘耐热基因资源是培育耐高温新品种和消除高温危害最直接的绿色生态途径,也是阐明耐热生理生化和分子遗传机理的基础.[方法]构建苗期耐热性鉴定评价方法,以热敏感品种周南稻和强耐热品种赣早籼58号杂交衍生的重组自交系(recombinant inbred lines,RIL)群体为研究材料,利用高通量测序技术对亲本和RIL群体进行全基因组测序;依据171个家系的基因型数据,利用滑动窗口法将SNP信息转换成Bin基因型,预测染色体上的重组断点,构建RIL群体高密度BinMap遗传图谱,结合耐热表型数据,运用QTL IciMapping软件完备复合区间ICIM的作图方法,进行高温胁迫下幼苗存活率和耐热等级QTL分析.[结果]构建了一张包含3321个Bin标记高密度遗传图谱,各染色体Bin标记数为159—400个,标记间平均物理距离为106 kb;利用逐步高温胁迫方式鉴定亲本和RIL家系幼苗耐热表型,高温胁迫下,幼苗存活率和耐热等级存在极显著负相关性,且幼苗存活率与籼型基因频率存在显著正相关性,籼型基因频率越高,耐热性越好,RIL群体表型性状呈现双峰连续分布,苗期耐热性可能受少数几个主效QTL调控;共检测到12个苗期耐热性相关的QTL,其中,调控幼苗存活率和耐热等级的QTL分别有8和4个,幼苗存活率和耐热等级相关QTL存在遗传重叠现象,形成调控耐热性的主效QTL簇qHTS2、qHTS7和qHTS8,三者在调控苗期高温抗逆中具有重要作用,其中,qHTS7为新发现主效QTL,对增强苗期耐热性具有较强的功效.[结论]构建了一张包含3321个Bin标记的高密度分子遗传图谱,解析了耐热品种赣早籼58号苗期耐热基因,鉴定出3个苗期耐热调控关键QTL簇,发掘了一个新主效QTL簇qHTS7,基于高密度遗传图谱高效获取目标区段及候选基因,筛选出8个苗期耐热性调控的关键目标基因.
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芝麻芽期耐铝胁迫相关性状的QTL鉴定
《华北农学报 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为解析芝麻耐铝毒遗传机制，发掘和定位芝麻耐铝毒QTL,采用不同浓度铝离子对地方品种金黄麻和竹山白进行了芽期胁迫处理，确定芽期铝胁迫处理适宜浓度。利用耐铝毒芝麻种质金黄麻和铝敏感芝麻种质竹山白为亲本构建的一个含有180个家系的重组自交系群体，以铝胁迫下芝麻芽期相对根长（RRL）、相对芽长（RSL）和相对苗鲜质量（RSW）作为表型指标，结合通过重测序构建的一个含有1 354个bin标记的高密度遗传图谱，采用复合区间作图法，对芝麻芽期耐铝毒性状进行了QTL定位和候选基因筛选。3个性状在群体中呈显著正相关，共检测到7个QTL,分布于6条染色体上（2,4,6,10,11,13号染色体）,其中3个与相对根长相关，2个与相对芽长相关，2个与相对苗鲜质量有关。其中位于2号染色体的2个分别控制相对根长和相对苗鲜质量的QTL区间部分重叠。候选基因分析的结果表明，15个预测基因可能与耐铝胁迫相关，主要参与金属转运、脱毒和金属离子的跨膜结合、GDSL基序酯酶、过氧化物酶体以及生物体内有毒物质的代谢与解毒等生理进程。
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利用重组自交系定位东乡野生稻在低氮胁迫下相关性状QTL
《分子植物育种 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：东乡野生稻中有大量的优异基因,利用其片段替换系在低氮胁迫条件下进行相关性状的QTL定位,可为筛选耐低氮水稻材料提供有价值的参考.本研究以184个水稻重组自交系群体(东乡野生稻为供体亲本,籼稻保持系赣香B为受体亲本)为定位群体,利用完备区间作图法(ICIM)作图法,对正常与低氮胁迫条件下水稻有效穗、单株产量、株高、穗长和千粒重等性状进行QTL定位.共检测到100个QTLs,88个为新检测出的QTL,其中ph7b、nt1.1、nt3、nt6、pl9.3、tgw3a、tgw5a.1、tgw6a、tgw8a与前人研究结果相似,另外,pl7a.6和pl7b.2及pl8a.4和pl8b为在不同处理下均能影响穗长的位点;ypp5a和ypp5b为在不同处理下均能影响单株产量的位点;tgw2a.2和tgw2b、tgw3a和tgw3b、tgw5a.1和tgw5b.2及tgw8a和tgw8b为在不同处理条件下均能影响千粒重的位点.部分QTL与前人研究结果相似,新检测出来的QTL可能对筛选耐低氮水稻材料有所益处,也为水稻氮元素高效利用分子育种提供科学依据.
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水稻抽穗扬花期耐热性QTL(qHTH10)的鉴定及遗传效应分析
《分子植物育种 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为了深入挖掘和利用元江野生稻(Oryza rufipogon Griff.)的优异等位基因,构建了一个元江普通野生稻‘荷花塘4号’为供体,籼稻‘天丰B’(O. sativa subsp. indica)为受体的BC5F3群体,以抽穗扬花期耐热性为目标表型性状进行考察。在利用SSR标记分析检测后,结合单标记相关分析的方法,在10号染色体上发现标记RM25216与抽穗扬花期耐热性相关极显著。为进一步分析目标片段,将含有元江野生稻目标渐渗片段的近等基因系YJ01-201 (BC5F3)与轮回亲本‘天丰B’回交,构建了BC6F2和BC6F3次级分离群体,通过连续2年的大田高温胁迫及人工气候室模拟高温胁迫试验,证实了目的 QTL存在于目标片段上。同时,在BC6F2、BC6F3世代群体中,通过QTL分析发现目标QTL (qHTH10)在标记区间(RM25216～RM25228)遗传效应稳定,物理图距为277.1 kb,两个世代分别解释的表型变异值为7.4%和15.2%,增效作用来自元江普通野生稻。本研究为水稻耐热育种提供了新资源,也为进一步精细定位和克隆q HTH10提供了科学依据。
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不同施氮水平下水稻株高与剑叶性状QTL比较分析
《华北农学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为了揭示不同氮素环境下株高和叶片性状的分子遗传基础,鉴定新的环境钝感的主效QTL。以丰锦和中优早8杂交衍生的籼粳交重组自交系(RILs)群体为试验材料,在不同氮素水平下对株高和叶片性状进行QTL分析。不同施氮水平双亲的株高和叶片性状存在明显变化,中优早8对氮素响应程度明显高于丰锦,不同施氮水平株高和叶片性状具有较高的遗传力。共检测到38个相关性状的QTL,分布于10条染色体上的17个染色体区域,仅9个QTL在不同供氮水平下稳定表达,氮素水平差值性状相关QTL主要分布在第7,8,11号染色体上。检测到2个新的环境钝感的主效QTL簇qPHLW7和qFLWA10,位于第7染色体的多效性QTL簇qPHLW7,具有明显的调控株高、叶长和叶宽的功能;位于第10染色体上的主效QTL簇qFLWA10参与调控剑叶宽和剑叶面积,具有明显的延伸叶片宽度和面积的功能。共检测到23对互作QTL,上位性互作是调控株高和叶片性状的重要遗传组成,且主效QTL参与上位性互作效应。检测到9个环境钝感表达的主效QTL,其中主效QTL簇qPHLW7和qFLWA10是调控叶片和株高性状的2个关键染色体区域,相关研究为后续探究奠定了基础。
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东乡野生稻低温发芽力QTL定位及超级稻耐冷改良
《植物遗传资源学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：低温发芽力是限制直播稻种子成苗的主要因素之一。研究低温发芽力遗传及分子机制对选育适宜直播的优良水稻新品种意义重大。本研究利用东乡野生稻和超级稻沈农265通过多代回交和自交的方法构建的回交重组自交系群体,根据农艺性状和低温发芽力的综合表现,筛选了10份综合农艺性状良好且低温发芽力较强的株系,为超级稻沈农265低温发芽力的改良提供了基础材料。采用集团分离分析法(BSA),共检测到4个标记与低温发芽力连锁,分别是2号染色体RM324和RM166、5号染色体RM534和9号染色体RM257。进一步通过连锁分析,鉴定出15个低温发芽力相关QTL,分别位于第1、2、4、5、6、7和11号染色体,这些QTL的LOD值介于2.57~5.00之间,QTL贡献率介于11.48%~17.72%之间。其中位于2号染色体的qGP-2-1和qGP-2-4与BSA法检测到的连锁标记RM324和RM166一致,这两个位点可用于低温发芽力分子标记辅助选择。
关键词： 东乡野生稻 超级稻沈农265 回交重组自交系 低温发芽力 QTL定位
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水稻叶绿素含量和穗部性状的QTL及其相互关系分析
《沈阳农业大学学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：叶绿素是光合作用主要色素,叶绿素含量的高低和动态变化直接影响水稻穗部籽粒产量的形成。以典型直立穗粳稻品系沈农0530-9和大穗型高产籼稻北陆129杂交衍生的F2和F2∶3群体为试材,对不同生育时期叶绿素含量与穗部性状进行QTL(quantitative trait loci)分析。与直立穗粳稻沈农0530-9相比,高产籼稻北陆129不同生育时期均具有较高的叶绿素含量,且生育中后期叶绿素降解较为缓慢;不同生育时期亲本和遗传群体的叶绿素含量存在明显动态变化特征,叶绿素含量与穗部性状存在明显相关性,其中抽穗期和成熟期的叶绿素含量与穗部性状关系最密切。共检测到26和25个控制不同生育时期叶绿素含量和穗部性状相关的QTL,分布在1～11号染色体上;叶绿素含量与穗部性状相关QTL位点具有明显的遗传重叠和相对独立遗传特性,分布于第1、2、3、6和7号染色体上的QTL簇在控制叶绿素含量和穗部性状方面具有明显的遗传重叠效应,5个染色体区域包含22个相关的位点,占QTL总数44.0%,其他QTL位点遗传相对独立,其中位于第3染色体R3M10～RM6676区域和第6染色体RM587～RM19660区域具有明显的遗传多效性,不同生育时期的叶绿素含量和穗粒性状的遗传重叠效应较为明显;第2染色体RM1347～RM6247区域的qCJ2a、qCH2a、qCM2、qCD2、qTGW2、qGN2、qPW2和qSSR2是一个新的影响叶绿素含量和穗粒性状的多效性主效QTL,暂将其命名为qCHY2,该区域来自沈农0530-9的增效等位基因对生育中后期叶绿素含量具有明显的降低效应,具有明显降低穗粒数和籽粒充实性状的效应。研究结果进一步阐明了叶绿素含量和穗部性状间存在相互独立与相互依赖两种遗传关系,也为相关主效QTL簇的精细定位和功能解析奠定基础。
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