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非洲栽培稻基因渗入系粒形和剑叶形态性状的QTL定位

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核农学报 2022年第3期36卷 509-516页

作者：杨莹莹李若思王一平袁筱萍章孟臣杨窑龙魏兴华冯跃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

非洲栽培稻作为重要的水稻种质资源,其基因渗入系可以为普通栽培稻的遗传背景提供新的有利基因,如果能将这些优良基因引入普通栽培稻中,可为水稻分子设计育种提供新的基因资源。本研究以非洲栽培稻基因渗入系YIL60与轮回亲本中9B(Z9B)... 详细信息

非洲栽培稻作为重要的水稻种质资源,其基因渗入系可以为普通栽培稻的遗传背景提供新的有利基因,如果能将这些优良基因引入普通栽培稻中,可为水稻分子设计育种提供新的基因资源。本研究以非洲栽培稻基因渗入系YIL60与轮回亲本中9B(Z9B)杂交衍生的包含188个株系的F_(2)和F_(2:3)群体为材料,对粒形性状包括粒长、粒宽、籽粒长宽比、千粒重,剑叶形态性状包括剑叶长、剑叶宽进行数量性状点位(QTL)检测。结果共检测到16个QTL,包括2个粒长QTL、3个粒宽QTL、2个籽粒长宽比QTL、2个千粒重QTL、1个剑叶长QTL、6个剑叶宽QTL,分布于第1、第6、第7、第10和第11号染色体上,贡献率为2.25%~25.64%;有4个多效性QTL区间,有4个QTL qGW7-1、qFLL10、qFLW10、qTGW7在F;和F;群体中被重复检测到,其中在第7号染色体RM3859-RM3394区间检测到同时控制粒长、粒宽、籽粒长宽比和千粒重的QTL,贡献率最高达17.10%,是一个来源于非洲栽培稻的新粒形QTL。本研究为进一步开展粒形、剑叶形态性状基因的精细定位、克隆和分子标记辅助育种工作奠定了一定的理论基础。

关键词：非洲栽培稻基因渗入系粒形剑叶 QTL定位

大麦染色体1H至7H外源基因渗入系的构建及其分析

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作物学报 2012年第9期38卷 1640-1648页

作者：赖勇冯静霞司二静李葆春孟亚雄马小乐杨轲尚勋武王化俊甘肃省作物遗传改良与种质创新重点实验室甘肃省干旱生境作物学重点实验室甘肃兰州730070 甘肃农业大学农学院甘肃兰州730070 甘肃农业大学生命科学技术学院甘肃兰州730070

以96对SSR引物对BC3F2群体进行辅助筛选,构建了一组基本覆盖野生大麦ISR42-8染色体,并导入轮回亲本Scarlett的1H^7H全基因组的外源基因渗入系,为大麦QTL精细定位提供了良好的作图群体。这组渗入系一共66个,目标片段平均长度为27.6cM,最... 详细信息

以96对SSR引物对BC3F2群体进行辅助筛选,构建了一组基本覆盖野生大麦ISR42-8染色体,并导入轮回亲本Scarlett的1H^7H全基因组的外源基因渗入系,为大麦QTL精细定位提供了良好的作图群体。这组渗入系一共66个,目标片段平均长度为27.6cM,最长的系IL-52片段长度为100.5cM,最短的系IL-50片段长度为1.5cM。含单个渗入片段的有33个系。聚类分析结果表明,66个渗入系的遗传背景高度相似,遗传相似系数变幅为0.708~1.000,平均值为0.917。检测到一个位于4H染色体87.5cM到110.0cM区间的分蘖相关QTL,长度为22.5cM,其中包含多态标记MGB396。

关键词：大麦基因渗入系分子标记 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年第6期45卷 933-937页

作者：郭嗣斌刘开强李孝琼韦宇邓国富高国庆广西农业科学院水稻研究所南宁530007

【目的】研究小粒野生稻（***．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... 详细信息

【目的】研究小粒野生稻（***．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～RMl7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。

关键词：小粒野生稻基因渗入系褐飞虱 QTL定位

大麦染色体4H-7H外源基因渗入系构建及其分析

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大麦染色体4H-7H外源基因渗入系构建及其分析

作者：赖勇甘肃农业大学

学位级别：硕士

大麦是我国第四大粮食作物,同时也是啤酒工业的主要原料,在国民经济生产和发展中具有十分重要的作用。现代育种家正面临着亲本遗传基础狭窄的困境,要想取得育种的突破性进展,急需加强遗传资源的引进及其农艺性状遗传基础的了解与掌握。... 详细信息

大麦是我国第四大粮食作物,同时也是啤酒工业的主要原料,在国民经济生产和发展中具有十分重要的作用。现代育种家正面临着亲本遗传基础狭窄的困境,要想取得育种的突破性进展,急需加强遗传资源的引进及其农艺性状遗传基础的了解与掌握。野生种质资源中蕴藏着丰富的遗传变异,充分挖掘其有利基因并用于育种当中具有重要的理论意义和实际价值。本研究以45个渗入系和Scarlett为实验材料,通过回交以及自交方法构建群体,结合分子标记辅助筛选,构建一组能够覆盖野生大麦ISR42-8的染色体4H-7H基因组,且各系外源片段数少,使目标片段短于45个渗入系,为鉴定外源片段内的有利基因,拓宽大麦种质资源奠定基础。主要结果如下：1.利用96个标记信息绘制出大麦遗传连锁图。该分子标记遗传连锁图总遗传图距为1089 cM,平均标记遗传图距11.3 cM,覆盖大麦染色体1H-7H全基因组。96个标记分布在大麦基因组的7个不同染色体上,其中4H和7H上含有的标记最多,分别为18个和17个;6H上的标记最少,有9个。2.从BC1F2群体中筛选出的37个渗入系,各系平均含有1.8个外源片段,平均覆盖全基因组的3.5%,为38.5 cM,目标片段平均长26.2 cM,基本覆盖野生大麦ISR42-8的染色体4H-7H基因组,缺失了部分标记对应的渗入片段。3.45个渗入系的性状表现与Korff等人的研究存在差异,主要表现为开花期提前的几个系别存在差异,提前的日期也不尽相同。

关键词：大麦分子标记基因渗入系遗传连锁图 QTL定位

非洲栽培稻基因渗入系重要农艺性状QTL分析及qHD6的精细定位

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非洲栽培稻基因渗入系重要农艺性状QTL分析及qHD6的精细定位

作者：杨莹莹中国农业科学院

学位级别：硕士

水稻是我国重要的粮食作物。水稻剑叶是光合作用的重要器官,对水稻产量的影响极大。水稻粒形对稻米产量和品质的提升起到了重要的作用。抽穗期是决定水稻地区适应性、季节适应性和提高产量的重要性状。剑叶形态、粒形和抽穗期都是由主... 详细信息

水稻是我国重要的粮食作物。水稻剑叶是光合作用的重要器官,对水稻产量的影响极大。水稻粒形对稻米产量和品质的提升起到了重要的作用。抽穗期是决定水稻地区适应性、季节适应性和提高产量的重要性状。剑叶形态、粒形和抽穗期都是由主效和微效多基因控制的数量性状,其遗传基础非常复杂。非洲栽培稻是重要的种质资源,具有抗病虫、耐干旱、耐高温、耐盐碱等优良基因,对改良亚洲栽培稻具有重要意义。本研究以籼稻品种中9B(Z9B)为遗传背景构建的非洲栽培稻基因渗入系WP60为研究材料,利用WP60与Z9B杂交衍生的F、F、F和目标区间交叠的剩余杂合体群体,对剑叶形态、粒形和抽穗期重要农艺性状进行了QTL分析,并对位于第6染色体短臂上的抽穗期QTL-qHD6进行了精细定位,主要研究结果如下:1、本研究共定位到16个粒形和剑叶形态性状QTL,包括2个粒长QTL,3个粒宽QTL,2个籽粒长宽比QTL,2个千粒重QTL,1个剑叶长QTL和6个剑叶宽QTL;分布于第1、6、7、10和11号染色体上,贡献率介于2.25%～25.64%;有4个多效性QTL区间,有4个QTL q GW7-1、q FLL10、q FLW10、q TGW7在F和F群体中被重复检测到,其中位于第7染色体RM3589-RM3394区间检测到同时控制粒长、粒宽、籽粒长宽比和千粒重的QTL,贡献率最高可达17.10%,是一个新的来源于非洲栽培稻的粒形QTL。以上定位结果为进一步开展粒形、剑叶形态性状基因的精细定位、克隆和分子标记辅助育种工作奠定了一定的理论基础。2、在F和F群体中,稳定检测到2个抽穗期QTL;分别为位于第6染色体RM1369-RM6775区间的qHD6,两年贡献率分别为17.11%、8.72%;LOD值为10.78、5.35;和位于第10染色体RM25366-RM216区间的qHD10,两年的贡献率分别为18.61%、18.22%;LOD值为7.61、8.42;利用F群体极端早熟和极端迟熟株系混池测序也验证了抽穗期定位结果,接下来我们在S208分离群体中利用分子标记筛选qHD6呈两种亲本基因型的单株各6个,分三期播种种植成株系,分期播种试验表明,不同播期近等基因系之间抽穗期均相差6天,不受环境温度影响;然后我们利用分子标记在F群体中筛选得到仅在qHD6区间分离的单株种植成NIL-F群体,在目标区间加密标记并筛选得到4个杂合区间更小且呈连续交叠的单株,种植成NIL-F群体将qHD6定位在标记RM63～Y1之间656 kb范围内,发现该区间包含调控开花的关键基因Hd3a和RFT1,测序发现WP60与Z9B相比,Hd3a在启动子区域发生了12个碱基的插入和3个碱基的替换,编码区未发生变异;而RFT1在WP60和Z9B的编码区和启动子区域均无差异。NIL-Z9B和NIL-WP60中Hd3a的Real-time PCR结果显示,NIL-WP60中Hd3a的表达量极显著升高,从而促进水稻早抽穗。因此推测Hd3a是qHD6的候选基因。

关键词：非洲栽培稻基因渗入系农艺性状 QTL 精细定位

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非洲栽培稻基因渗入系的稻米品质鉴定与筛选

中国农学通报 2019年第31期35卷 1-10页

作者：李智慧周丹丽杨敏琴贺文闯周伟靳德明华中农业大学植物科技学院/农业部长江中游作物生理生态与耕作重点实验室武汉430070 西南大学农学与生物科技学院/农业科学研究院重庆400715

稻米品质改良越来越成为现代水稻育种工作的重要目标,探明新选育非洲栽培稻基因渗入系的稻米品质潜力将为其在水稻优质育种工作中的进一步应用奠定基础。对50份非洲栽培稻基因渗入系的12个稻米品质性状进行考察鉴定,并结合相关性分析、... 详细信息

稻米品质改良越来越成为现代水稻育种工作的重要目标,探明新选育非洲栽培稻基因渗入系的稻米品质潜力将为其在水稻优质育种工作中的进一步应用奠定基础。对50份非洲栽培稻基因渗入系的12个稻米品质性状进行考察鉴定,并结合相关性分析、聚类分析和判别分析方法对其综合品质表现进行分类评价。供试材料均表现出较高的糙米率(≥74.2%)、精米率(≥67.8%)、长宽比(≥2.8)和低水分含量(≤13.0%),多数选系具有适宜的直链淀粉含量(17.0%~22.0%)。聚类分析将供试材料分为5组,其中第I组的综合米质性状最优;典型判别分析获得2个典型判别函数,分别可解释89.5%和7.2%的方差变异,主要反映垩白粒率和长宽比等指标。新选育的非洲栽培稻基因渗入系在糙米率、精米率、长宽比和直链淀粉含量方面具有优势,垩白粒率和长宽比是非洲栽培稻基因渗入系品质改良的重要指标。本研究将为非洲栽培稻基因渗入系在高产优质水稻新品种选育中的研究应用提供依据。

关键词：非洲栽培稻基因渗入系稻米品质聚类分析判别分析

小粒野生稻与栽培稻杂种及回交后代的特征分析

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中国科学（C辑） 2009年第5期39卷 503-511页

作者：郭嗣斌秦发兰张端品林兴华华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室国家农作物分子育种中心武汉430070

小粒野生稻(Oryza minuta),是栽培稻遗传改良的宝贵资源,本研究通过杂交和回交结合胚拯救技术获得了小粒野生稻与栽培稻的种间杂种及回交后代,调查了杂种与各回交后代的交配率和染色体数目,并运用175对均匀分布的SSR标记对双亲和92份二... 详细信息

小粒野生稻(Oryza minuta),是栽培稻遗传改良的宝贵资源,本研究通过杂交和回交结合胚拯救技术获得了小粒野生稻与栽培稻的种间杂种及回交后代,调查了杂种与各回交后代的交配率和染色体数目,并运用175对均匀分布的SSR标记对双亲和92份二倍体的BC3F1植株进行了分析.结果表明,杂种F1,BC1,BC2和BC3的交配率分别为5.58%,0.11%,0.37%和1.62%;杂种染色体数目为36(ABC),回交后代的染色体数目为24～48;小粒野生稻与栽培稻间SSR标记的多态性概率为93.2%;在92份二倍体的BC3F1植株中,小粒野生稻渗入片段的数目、长度、总的大小及其所占全基因组的百分数分别为24.1,17.8,438.4cM和26.2%.同时还评价了杂种和回交后代的部分农艺性状和对水稻白叶枯病的抗性表现.这些材料可以用于鉴定来自于小粒野生稻的有利基因和产量相关性状的数量性状基因座(quantitative trait loci,QTL),为栽培稻的遗传改良提供新的操作平台.

关键词：栽培稻小粒野生稻种间杂交回交后代基因渗入系

非洲栽培稻及其渗入系的农艺性状与耐盐抑草特性鉴定

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非洲栽培稻及其渗入系的农艺性状与耐盐抑草特性鉴定

作者：尹贻龙华中农业大学

学位级别：硕士

两个栽培稻种之一的非洲栽培稻,具有独特的生理特性以及非生物胁迫耐受性和生物胁迫抗性。非洲栽培稻作为重要的水稻种质资源,其遗传物质的渗入将为普通栽培稻遗传背景提供新的有利基因,丰富普通栽培稻的种质资源,为水稻高产抗逆新品种... 详细信息

两个栽培稻种之一的非洲栽培稻,具有独特的生理特性以及非生物胁迫耐受性和生物胁迫抗性。非洲栽培稻作为重要的水稻种质资源,其遗传物质的渗入将为普通栽培稻遗传背景提供新的有利基因,丰富普通栽培稻的种质资源,为水稻高产抗逆新品种的选育提供优良基因保障。本试验以本课题组选育的高世代纯合稳定非洲栽培稻基因渗入系群体以及非洲新稻、非洲栽培稻品系为研究对象,对供试材料的农艺表现和抗盐抑草特性进行评价。本研究结论如下:1.非洲栽培稻基因渗入系材料和非洲新稻在武汉进行种植鉴定,结果表明,非洲栽培稻基因渗入系群体农艺性状的变异范围广,且其平均株高,有效分蘖,穗粒数、结实率和穗长等主要农艺性状都优于非洲新稻。2.相关性状分析表明,株高与穗粒数、播始历期呈极显著正相关,与剑叶长呈显著相关,其相关系数分别为0.449、0.479、0.279。剑叶宽与剑叶长、穗长、播始历期呈显著或极显著正相关,与结实率、每穗粒数呈现极显著负相关。3.通过耐盐性试验发现,低浓度的盐溶液一定程度上可以促进水稻种子的萌发,而高浓度的盐溶液则抑制水稻种子的发芽。评价结果认为,大部分的非洲栽培稻具有强和极强的耐盐性,非洲栽培稻基因渗入系群体中编号为U2、U22、U46以及非洲新稻中U53、U56、U63、U67等材料都具有极强的耐盐性。4.抑草性结果表明,不同水稻品种对稗草的抑制作用不同,根据水稻对稗草根长苗长以及根重苗重的影响,获得供试材料的稗草抑制性R值;根据R值从中筛选获得6份具有明显稗草抑制作用的水稻材料。5.在本实验室已有的研究基础上,利用250个AFLP多态性标记与非洲栽培稻基因渗入系的8个农艺性状及2个耐盐抑草评价指标进行关联分析,初步获得28个性状关联的AFLP标记。其中与剑叶长宽、穗粒数等8个农艺性状关联的标记22个,与耐盐性相关的标记3个,与抑草性相关的标记3个;非洲栽培稻中具有12个关联标记,其中7个标记特异来源于非洲栽培稻RAM3。

关键词：非洲栽培稻基因渗入系抗盐抑草农艺性状关联标记

部分种间杂交稻组合的重要农艺性状杂种优势鉴定

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部分种间杂交稻组合的重要农艺性状杂种优势鉴定

作者：万谦千华中农业大学

学位级别：硕士

杂交水稻的杂种优势源于双亲之间存在的遗传差异,利用亚洲栽培稻与非洲栽培稻种间远缘杂交后代选育基因渗入系为亲本选配部分种间杂交稻组合,能够丰富亲本的遗传基础,扩大双亲间的遗传差异,是超级杂交稻高产育种有希望的新途径。本试验... 详细信息

杂交水稻的杂种优势源于双亲之间存在的遗传差异,利用亚洲栽培稻与非洲栽培稻种间远缘杂交后代选育基因渗入系为亲本选配部分种间杂交稻组合,能够丰富亲本的遗传基础,扩大双亲间的遗传差异,是超级杂交稻高产育种有希望的新途径。本试验以8个非洲栽培稻基因渗入恢复系和10个不同类型的水稻恢复系为父本材料,4个细胞质雄性不育系作为母本材料,应用4×18不完全双列杂交(NCⅡ)得到72个F通过田间试验综合考察了22个亲本材料及72个F杂交组合的播始历期、株高、剑叶长、穗长、单株有效穗、每穗粒数、结实率、千粒重和单株产量9个农艺性状的中亲优势和配合力表现;筛选出具有较强产量优势的杂交稻新组合;基于表型性状对4个母本及18个父本材料进行了遗传多样性分析。主要研究结果如下:1.对72个F的杂种优势研究结果表明,绝大部分组合在除了结实率外,株高、剑叶长、穗长、单株有效穗、每穗颖花数、播始历期、千粒重和单株产量均表现为正向中亲优势,其所占总组合的比例分别69.17%、68.06%、95.83%、70.83%、98.61%、70.83%、69.17%和81.94%。以丰两优香1号为对照分析了72个组合杂种一代的竞争优势,结果表明,在剑叶长、穗长和每穗颖花数3个产量相关农艺性状上表现正向竞争优势组合占总组合的比例分别为52.67%、54.17%和77.78%;说明与丰两优香1号相比,绝部分组合表现为具有较长的剑叶和穗大粒多。2.对22个亲本材料的GCA分析表明,4个母本材料单株产量的GCA排列顺序为:C1>C4>C3>C2;18个父本材料单株产量GCA排列顺序为:Q3>Q7>Q13>Q12>Q8>Q1>Q18>Q5>Q10>Q4>Q17>Q14>Q9>Q15>Q11>Q16>Q6>Q2。其中非洲栽培稻基因渗入系Q7、Q13和Q12的单株产量GCA值居2-4位,表明非洲栽培稻基因渗入系的产量性状一般配合力较高。3.相关性分析表明,9个产量相关农艺性状的中亲优势与F杂交组合SCA、父本材料GCA、母本材料GCA、双亲材料GCA之和、SCA+GCA的相关性达到显著或极显著水平,其中株高SCA及SCA与GCA之和、结实率SCA+GCA、单株产量SCA及SCA+GCA与中亲优势的相关性均达到极显著水平,能够用来预测中亲优势。4.对72个F进行综合筛选,获得5个高产杂交新组合,分别为C4×Q13、C1×Q18、C4×Q3、C4×Q4,C1×Q12 5个组合的单株产量均高于丰两优香1号,具有竞争优势,其中部分种间杂交稻组合C4×Q13的竞争优势达37.85%。5.利用表型性状进行遗传多样性研究,得到的UMPGA聚类图与亲本材料的遗传系谱大致相符。表明基于表型性状的的遗传多样性分析能够较好的反映亲本之间的遗传差异。

关键词：水稻种间杂种优势基因渗入系配合力高产组合遗传多样性