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不同水分条件下源库调节对小麦营养器官可溶性碳水化合物和籽粒千粒重的影响

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应用生态学报 2013年第7期24卷 1879-1888页

作者：李丽杨德龙栗孟飞常磊程宏波柴守玺李唯甘肃省干旱生境作物学重点实验室/甘肃农业大学生命科学技术学院兰州730070 甘肃农业大学农学院兰州730070

以抗旱性有显著差异的两个冬小麦品种为材料,在干旱胁迫(DS)和正常灌溉(WW)条件下,研究了源库调节对小麦营养器官中可溶性碳水化合物(WSC)和籽粒千粒重(TGM)的影响.结果表明:缩库处理显著增加了小麦各营养器官WSC含量,且正向促进WSC的... 详细信息

以抗旱性有显著差异的两个冬小麦品种为材料,在干旱胁迫(DS)和正常灌溉(WW)条件下,研究了源库调节对小麦营养器官中可溶性碳水化合物(WSC)和籽粒千粒重(TGM)的影响.结果表明:缩库处理显著增加了小麦各营养器官WSC含量,且正向促进WSC的相对转运;减源处理反之.源库调节WSC含量及其相对转运量/率的效应为:干旱胁迫显著高于正常灌溉,抗旱品种(陇鉴19)显著高于水分敏感品种(Q9086),缩库处理对WSC含量的影响强度显著高于减源处理,穗下节和倒二节普遍高于倒三节、叶鞘和叶.减源处理下,陇鉴19的总WSC相对转运率的强势器官主要为叶鞘、穗下节和倒二节,而Q9086主要表现在倒二节和倒三节;两小麦品种果聚糖相对转运率的强势器官均为叶鞘、穗下节和倒二节.减源处理使陇鉴19和Q9086的TGM在干旱胁迫下分别下降27.3%和31.7%,在正常灌溉下分别下降25.3%和12.1%.缩库处理的WSC含量及其相对转运与TGM的相关系数显著大于减源处理;干旱胁迫处理显著高于正常灌溉处理,不同器官中WSC总含量和果聚糖含量与TGM普遍表现出较高的相关系数(r2>0.900);小麦WSC含量及其相对转运与TGM关联度较为密切的器官主要集中在叶鞘和穗下节.在干旱胁迫条件下,WSC总含量有关性状与TGM表现出较高关联度,而在正常灌溉条件下,蔗糖和葡聚糖有关性状与TGM普遍表现出较高关联度.源库关系对小麦不同营养器官WSC及籽粒千粒重的调节易受水分环境、基因型和营养器官位置的显著影响.

关键词：小麦干旱胁迫源库调节可溶性碳水化合物千粒重

小麦转录因子TaMYB5-3B与株高和千粒重相关

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作物学报 2023年第4期49卷 906-916页

作者：朱治李龙李超男毛新国郝晨阳朱婷王景一常建忠景蕊莲山西农业大学山西有机旱作农业研究院/有机旱作山西省重点实验室/省部共建有机旱作国家重点实验室(筹) 山西太原030031 中国农业科学院作物科学研究所北京100081

MYB转录因子在植物生长发育过程中发挥着重要作用。本研究克隆了小麦3B染色体上的TaMYB5-3B基因,基因组序列全长3005bp,其中编码区上游为2112bp,编码区为893bp,包含2个外显子和1个内含子,编码一个R2R3-MYB蛋白。序列多态性分析表明,在Ta... 详细信息

MYB转录因子在植物生长发育过程中发挥着重要作用。本研究克隆了小麦3B染色体上的TaMYB5-3B基因,基因组序列全长3005bp,其中编码区上游为2112bp,编码区为893bp,包含2个外显子和1个内含子,编码一个R2R3-MYB蛋白。序列多态性分析表明,在TaMYB5-3B的–2048、–1632、–1178、–1156、–504、–461、–433和61 bp处各有1个SNP位点,分别是G/A转换、G/A转换、G/A转换、T/C转换、C/T转换、A缺失、T缺失和T/A颠换,这8个SNP位点连锁。基于启动子区SNP-1632的变异开发分子标记,检测小麦自然群体的基因型,与表型性状进行关联分析,结果显示TaMYB5-3B与株高、穗下节长和千粒重显著相关。TaMYB5-3B在群体中有2种单倍型Hap-3B-1和Hap-3B-2,其中Hap-3B-2是植株较矮、千粒重较高的优异单倍型。在我国的小麦育种历程中Hap-3B-2受到了正向选择,在育成品种中的频率逐步增加,但仍然有进一步的应用潜力。研究结果为深入探讨小麦株高和产量的形成机制提供参考,也为小麦株型和产量分子育种提供了基因资源与选择标记。

关键词：分子标记株高千粒重单倍型关联分析小麦

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水稻第1染色体长臂上微效千粒重QTL qTGW1.2的验证与分解

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作物学报 2014年第5期40卷 761-768页

作者：陈玉宇朱玉君张宏伟王琳琳樊叶杨庄杰云中国水稻研究所/国家水稻改良中心/水稻生物学国家重点实验室浙江杭州310006 杭州师范大学生命与环境科学学院浙江杭州310036

本文报道了水稻第1染色体长臂上微效千粒重QTL qTGW1.2的验证和分解。针对前期qTGW1.2定位结果,应用SSR标记检测,从籼籼交组合珍汕973/密阳46衍生的1个BC2F7分离群体中,筛选到杂合区间分别为RM11621-RM297和RM212-RM265的2个单株,构建了... 详细信息

本文报道了水稻第1染色体长臂上微效千粒重QTL qTGW1.2的验证和分解。针对前期qTGW1.2定位结果,应用SSR标记检测,从籼籼交组合珍汕973/密阳46衍生的1个BC2F7分离群体中,筛选到杂合区间分别为RM11621-RM297和RM212-RM265的2个单株,构建了2套BC2F8:9近等基因系,将qTGW1.2进一步界定在RM212-RM265及其两侧交换区间的区域内。在此基础上,筛选出5个在目标区间内分离片段缩小且呈阶梯状排列的单株,衍生了5套BC2F10分离群体,应用Windows QTL Cartographer 2.5进行QTL分析。结果表明,每套群体均检测到千粒重QTL,加性效应为0.13～0.38 g,来自密阳46的等位基因提高千粒重;经比较各个群体的分离区间,将qTGW1.2分解为互引连锁的2个QTL,其中,qTGW1.2a位于RM11730和RM11762之间934 kb的区域内,呈加性作用,qTGW1.2b位于RM11800和RM11885之间2.1 Mb的区域内,呈正向超显性。

关键词：水稻(Oryza sativa L.) 数量性状座位千粒重抽穗期近等基因系

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甘蓝型油菜千粒重全基因组关联分析

作物学报 2021年第4期47卷 650-659页

作者：张春赵小珍庞承珂彭门路王晓东陈锋张维陈松彭琦易斌孙程明张洁夫傅廷栋南京农业大学/作物遗传与种质创新国家重点实验室江苏南京210095 江苏省农业科学院经济作物研究所/农业农村部长江下游棉花与油菜重点实验室/中国江苏省现代作物生产协同创新中心江苏南京210014 华中农业大学植物科学技术学院/作物遗传改良国家重点实验室湖北武汉430070

千粒重是油菜产量构成的重要因素之一。本研究利用高通量SNP芯片对496份具有代表性的油菜种质资源进行基因型分析,考察群体在3个环境(14NJ、15TZ、16TZ)中的千粒重表型,利用混合线性模型(mixed linear model,MLM)和一般线性模型(general... 详细信息

千粒重是油菜产量构成的重要因素之一。本研究利用高通量SNP芯片对496份具有代表性的油菜种质资源进行基因型分析,考察群体在3个环境(14NJ、15TZ、16TZ)中的千粒重表型,利用混合线性模型(mixed linear model,MLM)和一般线性模型(general linear model,GLM)进行全基因组关联分析。结果表明,本群体在3个环境中千粒重的广义遗传力为63.12%。MLM模型检测到6个显著位点,解释28.92%的表型变异;GLM模型检测到61个显著位点,解释47.08%的表型变异。合并共同位点后得到62个显著位点,联合解释47.31%的表型变异。这些位点分布在基因组所有染色体上,在A07、A03和C06染色体上分别检测到数目最多的9、8和7个位点。其中效应最大的位点Bn-scaff_17526_1-p1066214位于C09染色体,在MLM和GLM模型中表型贡献值分别为5.55%和15.26%。21个位点与前人报道的QTL重叠,其中8个位点得到至少2个群体的验证。其余41个位点为新鉴定的位点,其中多个位点效应高且在多环境中被检测到,如位点Bn-A03-p560769、Bn-scaff_15743_1-p599416和Bn-scaff_15743_1-p590955等。在11个位点附近找到DGAT、EOD3、AGL61、WRI1、DA2、RAV1等拟南芥已报道千粒重基因的同源基因。本研究结果有助于解析甘蓝型油菜千粒重的遗传基础,为研究千粒重的调控机制、指导千粒重的遗传改良奠定基础。

关键词：甘蓝型油菜千粒重产量关联分析 SNP标记

小麦E3泛素连接酶基因TaSINA-3A与多种环境下的株高和千粒重相关

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作物学报 2024年第10期50卷 2654-2664页

作者：赵阳李龙杨进文景蕊莲孙黛珍王景一山西农业大学农学院山西太谷030801 作物基因资源与育种全国重点实验室/中国农业科学院作物科学研究所北京100081

E3泛素连接酶SINA(seven in absentia)家族参与植物的生长发育、免疫共生并响应逆境胁迫。本研究克隆了位于小麦染色体3A上的TaSINA-3A基因,其基因组序列长度为3897 bp,其中启动子区为2001 bp,基因序列为1896 bp,编码244个氨基酸,在50~9... 详细信息

E3泛素连接酶SINA(seven in absentia)家族参与植物的生长发育、免疫共生并响应逆境胁迫。本研究克隆了位于小麦染色体3A上的TaSINA-3A基因,其基因组序列长度为3897 bp,其中启动子区为2001 bp,基因序列为1896 bp,编码244个氨基酸,在50~91位氨基酸处有一个RING(really interesting new gene)保守结构域。RT-qPCR结果显示,TaSINA-3A基因在小麦的各个发育阶段的不同组织中均有表达。序列多态性分析表明,在TaSINA-3A的启动子区存在33个SNP(single nucleotide polymorphism)位点,编码区有4个SNP位点。基于启动子区的变异位点SNP-159、SNP-418和SNP-1286开发分子标记,扫描小麦自然群体,并与表型性状进行关联分析。结果表明,标记CAPS-159与多种环境下的株高和倒二节长显著相关,SNP-159-C是倒二节较短的矮秆等位变异,标记dCAPS-418分别与多种环境下的穗长和千粒重显著关联,SNP-418-A是长穗、高千粒重的优异等位变异;TaSINA-3A负调控穗和籽粒的发育,TaSINA-3A的表达可能受到MYC转录因子的抑制;在我国小麦育种进程中SNP-418-A受到正向选择,在育成品种中的频率逐步增加,但尚未充分利用。研究结果为深入探讨小麦株高、倒二节长及产量的形成机制提供参考,并为培育高产稳产广适新品种提供了基因资源。

关键词：分子标记株高穗长千粒重关联分析

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小麦周8425B×小偃81重组自交系群体千粒重相关性状的QTL定位及单倍型分析

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中国农业科学 2022年第18期55卷 3473-3483页

作者：邹林翰周新颖张泽源蔚睿袁梦宋晓朋简俊涛张传量韩德俊宋全昊西北农林科技大学农学院/旱区作物逆境生物学国家重点实验室驻马店市农业科学院南阳市农业科学院

【目的】周8425B是中国小麦重要骨干亲本之一，小偃81是李振声院士选育的高产、优质、多穗型品种。千粒重是影响小麦产量的重要因素，发掘周8425B和小偃81的千粒重及相关性状的QTL，并分析不同生态区小麦品种所含QTL的单倍型与千粒重的... 详细信息

【目的】周8425B是中国小麦重要骨干亲本之一，小偃81是李振声院士选育的高产、优质、多穗型品种。千粒重是影响小麦产量的重要因素，发掘周8425B和小偃81的千粒重及相关性状的QTL，并分析不同生态区小麦品种所含QTL的单倍型与千粒重的关系，发掘优异单倍型，为不同生态区提高小麦产量及分子辅助育种提供基因型参考。【方法】以周8425B×小偃81衍生的重组自交系群体（F8）为研究对象，分别于2015和2016年在陕西杨凌（早晚播）进行田间种植，收获后对籽粒相关性状进行测量。利用90K芯片标记构建的高密度遗传图谱对3个环境下的千粒重、籽粒长、籽粒宽和籽粒厚进行QTL定位。同时，针对稳定的主效QTL开发相应的KASP分子标记，并以479份国内外小麦种质组成的自然群体为材料进行分子检测，结合自然群体的千粒重等性状进行关联分析；此外，从479份小麦中挑选出106份含有660K芯片基因型数据的当前黄淮麦区推广的小麦品种，以主效QTL置信区间的差异SNP为基础，进行目标QTL定位区间的单倍型分析，从而判断黄淮麦区中陕西、河南和山东种质材料中的优势类群。【结果】QTL定位结果显示，3个环境下共在8条染色体上检测到22个QTL，表型变异解释率（PVE）范围为4.77%—19.95%,12个位点为主效QTL(PVE>10%)，其中***-6B可能为新QTL。4A、6A、6B、7D染色体上的QTL在多个环境中被检测到，其中，4A和7D染色体处QTL与已报道的相关位点位置相同或接近。6A染色体上的QTL区间包含已知千粒重基因TaGW2-6A，根据TaGW2-6A的分子功能标记检测结果，周8425B和小偃81同时含有TaGW2-6A，此外，基于单倍型分析结果，二者存在于不同的类群中，因此，该位点不同于TaGW2-6A，也可能为新的QTL。单倍型分析结果显示，***-6A总共分为5种单倍型，在不同产区占比超过20%的为6A＿h1，其在3个地点千粒重数据均高于其他单倍型；***-6B总共分为8种单倍型，在不同产区占比超过20%的为6B＿h6，在河南两点千粒重数据较高，推测含有这两类单倍型的材料为优势类群。此外，针对***-6B开发出共分离的KASP标记，并在479份材料组成的自然群体显著性检测中证明该位点与千粒重表型显著相关。【结论】***-6A和***-6B可能为新的与千粒重相关的主效QTL位点，6A＿h1和6B＿h6为优势单倍型，开发了一个与***-6B共分离的分子标记KASP＿IWA349，可用于分子标记辅助育种。

关键词：小麦千粒重 90K芯片 QTL定位单倍型分析标记开发

基于染色体片段置换系对水稻粒形及千粒重QTL检测与稳定性分析

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作物学报 2020年第10期46卷 1517-1525页

作者：王小雷李炜星曾博虹孙晓棠欧阳林娟陈小荣贺浩华朱昌兰江西农业大学作物生理生态与遗传育种教育部重点实验室/江西省超级稻工程技术研究中心江西南昌330045 江西省农业科学院/江西省超级水稻研究发展中心江西南昌330200

粒形及千粒重是水稻产量的重要影响因素,通过挖掘这些性状的优异基因,对水稻超高产育种具有重要意义。本研究利用1套以籼稻恢复系昌恢121为背景亲本,粳稻越光为供体亲本构建的染色体片段代换系为材料,在3个环境下对水稻粒形及千粒重进行... 详细信息

粒形及千粒重是水稻产量的重要影响因素,通过挖掘这些性状的优异基因,对水稻超高产育种具有重要意义。本研究利用1套以籼稻恢复系昌恢121为背景亲本,粳稻越光为供体亲本构建的染色体片段代换系为材料,在3个环境下对水稻粒形及千粒重进行QTL检测及稳定性分析,共检测到59个QTL,分布于1号、2号、3号、4号、5号、6号、7号、10号、11号和12号染色体上,贡献率为0.77%~36.26%,其中发现10个QTL多效位点。值得关注的是qGW2-1、qGW2-2、qGW3-1、qGW3-2、qGL3和qGL12这6个QTL能在3个环境中重复检测到,其中qGW3-1为新鉴定的QTL位点。这些结果为进一步开展水稻粒形基因的精细定位、克隆和分子辅助育种奠定了一定的理论基础。

关键词：水稻染色体片段置换系粒形千粒重数量性状座位

不同水分条件下小麦回交导入系群体旗叶持绿性与千粒重的遗传相关分析

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干旱地区农业研究 2018年第1期36卷 207-212页

作者：辛筱筱栗孟飞刘媛程宏波常磊陈菁菁柴守玺杨德龙甘肃省干旱生境作物学重点实验室甘肃农业大学生命科学技术学院甘肃兰州730070 甘肃农业大学农学院甘肃兰州730070

以小麦回交导入系(ILs)群体(西峰20×晋麦47)160个株系及其亲本作为供试材料,研究干旱胁迫(DS)和正常灌溉(WW)条件下小麦不同发育时期旗叶叶绿素含量(ChlC)和千粒重(TGW)遗传特点和相互关系,并且评价该群体的遗传变异。结果表明,在两种... 详细信息

以小麦回交导入系(ILs)群体(西峰20×晋麦47)160个株系及其亲本作为供试材料,研究干旱胁迫(DS)和正常灌溉(WW)条件下小麦不同发育时期旗叶叶绿素含量(ChlC)和千粒重(TGW)遗传特点和相互关系,并且评价该群体的遗传变异。结果表明,在两种水分条件下,小麦ILs群体及亲本的不同发育阶段旗叶ChlC和TGW表型值均呈显著差异,WW条件下的各性状表型值显著高于DS条件下的,旱胁迫系数在0.79~0.91之间。在两种水分条件下,小麦ILs群体各性状表型值介于双亲之间,且偏向于轮回亲本晋麦47,体现出回交导入系群体的遗传特性。群体内各性状表型变异广泛,且存在超亲分离,变异系数在8.39%~16.71%(DS)和8.61%~16.54%(WW),多样性指数在0.74~0.83(DS)和0.71~0.82(WW),遗传力较低,在0.29~0.62(DS)和0.20~0.50(WW)之间。ChlC与TGW间呈现极显著正相关(r=0.500**~0.629**,DS;0.488**~0.622**,WW),其中灌浆期的旗叶ChlC与TGW表现出较高的相关性(r=0.629**,DS;0.622**,WW),DS条件下的相关系数普遍高于WW的;同时ChlC对TGW具有显著的正向直接作用,灌浆期ChlC正向直接作用较大(0.582**,DS;0.312**,WW)。说明该群体适合进行小麦抗旱性状数量遗传研究,其研究结果将为进一步解析干旱调控小麦持绿性和千粒重表型变异的遗传基础,及其QTL精细定位奠定一定的理论基础。

关键词：小麦回交导入系干旱胁迫持绿性千粒重数量遗传

基于CRISPR/Cas9技术的水稻千粒重基因tgw6突变体的创建

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作物学报 2016年第8期42卷 1160-1167页

作者：王加峰郑才敏刘维罗文龙王慧陈志强郭涛华南农业大学国家植物航天育种工程技术研究中心广东广州510642

利用CRISPR/Cas9技术对调控水稻产量千粒重基因TGW6定点编辑,获得了一套有重要育种价值的tgw6突变体。设计了分别由U3、U6a和U6b启动子驱动、长20 bp的guide RNA(g RNA)靶点以靶向编辑TGW6基因的外显子,首先将这3个靶点一起组装到p YLCR... 详细信息

利用CRISPR/Cas9技术对调控水稻产量千粒重基因TGW6定点编辑,获得了一套有重要育种价值的tgw6突变体。设计了分别由U3、U6a和U6b启动子驱动、长20 bp的guide RNA(g RNA)靶点以靶向编辑TGW6基因的外显子,首先将这3个靶点一起组装到p YLCRISPR/Cas9-MT(I)载体上,然后利用农杆菌介导侵染水稻材料H447(R819/玉针香//R819的BC3F6);提取T0代转基因植株的基因组DNA并对编辑位点附近的DNA片段进行PCR检测及测序分析。结果表明,T0代材料中tgw6的突变频率高达90%,其中纯合缺失突变率约占51%。对T1代纯合缺失突变体的千粒重性状的调查分析结果表明,部分tgw6的缺失突变能显著提高千粒重(大于5%)。不同类型tgw6突变体的成功创建不仅丰富了tgw6的变异类型,为水稻的高产稳产奠定了重要的材料基础,还证实了CRISPR/Cas9技术在水稻基因工程育种中高效、易操作的特点。

关键词：水稻基因编辑 CRISPR/Cas9 TGW6 千粒重