水稻产量性状的QTL 定位与上位性分析
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作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2009, 35(2): 255−261/zwxb/ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9E-mail: xbzw@本研究由国家自然科学基金项目(30500315), 国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2006AA100101, 2006AA10Z1B1), 国家科技支撑计划项目(2006BAD01A01), 江苏省高技术招标项目(BG2006301), 江苏省农业种质资源基因库项目[sx(2007)g02], 高等学校学科创新引智计划项目(B08025)资助。
*通讯作者(Corresponding author): 万建民, E-mail: wanjm@; Tel: 025-********Received(收稿日期): 2008-07-31; Accepted(接受日期): 2008-10-08.DOI: 10.3724/SP.J.1006.2009.00255水稻千粒重和垩白粒率的QTL 及其互作分析周立军1 江 玲1 刘 喜1 陈 红1 陈亮明1 刘世家1 万建民1,2,*1南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室 / 江苏省植物基因工程技术研究中心, 江苏南京210095; 2 中国农业科学院作物科学研究所, 北京100081摘 要: 产量因子千粒重和稻米品质指标垩白粒率密切相关。
本研究以越光/Kasalath//越光BIL 群体为材料, 分析千粒重和垩白粒率的相关性、QTL 、上位性互作及其与环境的互作效应。
相关分析表明, 群体千粒重和垩白粒率在2005年和2006年均呈极显著正相关, 相关系数分别为0.42和0.35 (P <0.001)。
2年共检测到千粒重QTL 11个, 其中5个在2年重复检测到, 5个具有环境互作效应; 千粒重上位性互作8对, 7对与环境存在互作。
垩白粒率QTL 6个, 3个具有环境互作效应; 上位性互作9对, 其中4对具有上位性环境互作效应。
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2022.12047水稻产量相关性状的全基因组关联分析及候选基因筛选杨飞1,**张征锋2,**南波1肖本泽1,*1 华中农业大学植物科学与技术学院,湖北武汉430070;2 华中师范大学生命科学学院,湖北武汉430079摘要:水稻是最重要的粮食作物之一,培育高产稳产的水稻品种对于维护粮食安全至关重要,对产量相关性状的遗传解析是提高水稻产量的基础。
本文从“3000份水稻核心种质重测序项目”(3K Rice Genome Project)中挑选生育期较为一致的226份核心种质资源材料考察生育期(rice growing period, RGP)、株高(plant height, PH)、有效穗数(effective panicle number, EPN)、穗长(panicle length, PL)、穗着粒密度(spikelet density, SD)、结实率(seed setting rate, SSR)、千粒重(thousand grains weight, TGW)、单株产量(yield per plant, YP)、每穗颖花数(spikelet per panicle, SP)、每穗实粒数(grains per panicle, GP) 10个主要农艺性状,结合2429 kb的高密度基因型数据进行全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)。
共定位到显著相关位点43个,除了qRGP7.2、qPH12、qPL6.2、qSD6.2、qTGW1.1、qGP1、qGP5.2 7个QTLs以外,其余36个QTL为本研究中定位到的新位点。
此外,本研究利用单核苷酸位点功能评估的方式筛选到6个主要农艺性状相关候选基因。
分别为株高相关基因LOC_Os12g18760、有效穗数相关基因LOC_Os03g33530、穗长相关基因LOC_Os06g30940、千粒重相关基因LOC_Os01g49810、单株产量相关基因LOC_Os09g25260、穗着粒密度和每穗颖花数相关基因LOC_Os09g32620。
水稻育种中的重要性状遗传分析一、引言水稻是世界上最重要的粮食作物之一,也是许多国家的主要粮食来源。
水稻育种是增加粮食产量和改善品质的关键。
在水稻育种中,了解水稻的重要性状的遗传特征是一项关键工作。
二、水稻的重要性状1. 产量水稻的产量是育种的关键目标之一。
产量的遗传因素复杂,可以分为单因素遗传和多因素遗传。
2. 生长期水稻的生长期也是一个重要的性状,因为不同品种的生长期有所不同,生长周期的长短也会影响产量。
一般而言,短期生长期的水稻品种产量较低,因为其生长时间较短。
3. 抗病性水稻病虫害是水稻生产中的主要问题之一。
抗病性是一个重要的性状,因为抗病性强的水稻品种可以在病害环境中生存并保持良好的产量。
4. 耐旱性水稻是一种水生作物,对水分的需求很高,并对干旱和缺水环境敏感。
因此,耐旱性也是水稻育种中的重要性状之一。
5. 籽粒品质水稻籽粒的品质直接影响其市场价值。
品质包括粘性、淀粉含量、色泽和口感等方面。
三、水稻重要性状的遗传分析1. 遗传基础水稻性状的遗传基础非常复杂,常见的遗传基因有单倍型基因、多倍型基因、三倍体基因、四倍体基因和染色体数变异基因等。
遗传基因是水稻性状表现的基础,了解水稻遗传基因的分布和特点是遗传分析的前提。
2. 基因型、表型和环境的关系水稻某一基因的表现是由其基因型、环境和自然选择等因素共同作用的结果。
通过分析基因型与表型之间的关系以及基因型、表型和环境之间的相互作用,可以了解水稻性状的遗传特征。
3. 基因定位基因定位是通过遗传分析确定水稻性状影响基因位置的一种方法。
基因定位可以使用单倍型基因分析、连锁图谱分析、克隆定位和基因组学方法等。
4. QTL分析QTL(量状性状基因)是一个影响复杂性状的基因群,通过QTL分析可以确定水稻性状影响的基因群,了解重要性状的遗传规律。
QTL定位可以使用关联分析和基因组学方法等。
5. 分子标记辅助育种分子标记辅助育种是在育种过程中使用分子标记技术进行优质育种的一种方法。
水稻窄叶性状初定位水稻,一年生禾本科植物,叶长而扁,圆锥花序。
作为世界上三大粮食作物之一,近一半的世界人口,如东亚和东南亚的大部分人口,都已大米为主食。
迫于世界人口压力,高产水稻品种的研发是我们的迫切任务。
尤其在中国这样一个人口大国,水稻新品种的研发具有重要的意义。
水稻作为一种模式植物,由于其含有得丰富和深入的基因研究基础,水稻不同物种分子水平的研究成为先进的热点。
光合作用是作物产量最主要的能量来源,水稻籽粒中80%以上的碳水化合物来自项二叶的合成,叶片大小是决定光合产物总量的一个重要因素。
因此,对功能叶尤其是剑叶形态和大小的遗传分析对于提高作物产量十分重要。
目前,有关水稻叶水稻1.水稻宽叶、窄叶性状的意义。
叶长宽比和叶面积由于叶片生育前期长而后期短,而宽度则是生育前期窄而后期宽,因而叶片的长宽比在! 个生育阶段间有极显著差异,前期高达!" #$$,明显大于后期的%& #’。
叶长宽比的变异系数则是前期略小于中期和后期。
叶面积前期和中期相似,均极显著大于后期。
后期虽然叶片较宽,但由于叶长明显短,所以叶面积较小,但叶面积变异系数却明显大于前期和中期。
" ?$ 叶宽%& 的叶片宽度在" 个生育阶段均极显著大于低亲值&" ?D#; S &F ?#@; (中期和后期还极显著大于中亲值),而与高亲值无显著差异,呈现偏高亲值的倾向。
种,引起了各国育种家的高度重视.水稻叶片是进行光合作用的主要器官,研究报道,水稻籽粒中50%以上的碳水化合物来自剑叶的光合作用,而剑叶和倒二叶合成的光合产物提供了形成水稻籽粒产量的80%以上[2】.我国学者提出超高产杂交稻设想,株型的主要形态特征是上部3片功能叶要长、直、窄、凹、厚,并提出了具体形态指标[3q].一般高产品种功能片的配置关系长度以倒二叶最长,宽度,叶面积和叶重以剑叶最大为宜L6J.经典遗传学研究表明,叶长、叶宽和叶面积均为多基因控制的数量性状,并发现剑叶长宽及叶面积在F,代呈现较高遗传力,叶宽基因作用主要表现为加性效应,叶长、叶面积则主要表现为显性效应[7’8].目前,分子连锁图谱的数量性状座位(quan—titative trait loci,QTL)分析,已成为研究复杂性状经过众多学者的努力,关于高产水稻品种的研究,人们已近取得了一定得成果。
利用重测序染色体片段代换系群体定位水稻籽粒长宽比QTL水稻(Oryza sativa L.)是世界上最重要的粮食作物之一,也是许多人口国家的主要粮食作物。
水稻籽粒的长宽比对于籽粒形态和产量的调控具有重要的作用,因此对水稻籽粒长宽比的调控机制进行研究对于水稻的遗传改良和品种选育具有重要的意义。
近年来,利用重测序技术对水稻的染色体片段进行代换,结合群体定位技术,已经取得了一系列水稻籽粒长宽比的数量性状位点(QTL)的鉴定,为水稻籽粒长宽比的调控机制研究提供了新的途径和手段。
本文主要介绍了利用重测序染色体片段代换系群体定位水稻籽粒长宽比QTL的研究进展。
首先介绍了水稻籽粒长宽比的研究意义和调控机制的复杂性,然后介绍了重测序技术和染色体片段代换系群体定位技术的原理和方法,最后总结了相关研究取得的成果,并展望了未来的研究方向和应用前景。
一、水稻籽粒长宽比的研究意义和调控机制水稻籽粒的长宽比是指籽粒长度与宽度的比值,是影响籽粒形态和产量的重要性状之一。
籽粒长宽比的大小直接影响着籽粒的外观和品质,较大的长宽比往往意味着较长的籽粒,而较小的长宽比则意味着较宽的籽粒。
水稻籽粒的长宽比既受遗传因素的影响,也受环境因素的影响,因此对籽粒长宽比的调控机制进行研究有助于揭示水稻籽粒形态发育的遗传基础和环境调控机制,为水稻产量和品质的改良提供理论基础和遗传资源。
水稻籽粒长宽比的调控机制非常复杂,受到多个遗传因素的共同作用。
已经鉴定出了一些水稻籽粒长宽比的数量性状位点(QTL),但仍有许多QTL尚未发现和验证,而且不同环境和不同遗传背景下的水稻籽粒长宽比的QTL可能存在差异,因此需要开展更深入和系统的研究。
二、重测序技术和染色体片段代换系群体定位技术随着二代测序技术的快速发展,重测序技术成为了水稻基因组研究的重要工具。
重测序技术可以高效、快速地获取大量的基因组数据,为水稻的遗传改良和品种选育提供了丰富的基因资源和遗传信息。
重测序技术还可以用于染色体片段代换系群体的构建和群体定位分析,从而实现对水稻数量性状的QTL的鉴定和定位。
利用重测序染色体片段代换系群体定位水稻籽粒长宽比QTL水稻作为我国主要的粮食作物之一,一直受到人们的关注和重视。
水稻籽粒长宽比是影响水稻品质的重要指标之一,长宽比大的籽粒更为瘦长,适合加工成大米,而长宽比小的籽粒更为饱满,适合作为稻谷直接食用。
对水稻籽粒长宽比的研究对于提高水稻品质和丰产有着重要的意义。
本文将介绍一项利用重测序染色体片段代换系群体定位水稻籽粒长宽比遗传基础的研究成果。
我们需要了解一下什么是QTL。
QTL是指数量性状位点,这些位点与复杂性状的相关性较强,可以用来解释种群间的遗传差异。
水稻籽粒长宽比是一个数量性状,受多基因控制,研究水稻籽粒长宽比的QTL对于揭示其遗传基础具有重要价值。
本研究利用了重测序染色体片段代换系群体,该群体是指以两个亲本为母本和父本,经过连续自交和重复后代选择,形成了一系列染色体片段的代换系群体。
这种群体的形成可以在保持两亲本优良遗传特性的情况下,解决杂种的恶化问题,从而更好地挖掘杂种优势和杂种剧逊。
这一群体的建立为揭示水稻籽粒长宽比的遗传基础提供了便利。
通过对代换系群体的重测序,可以得到大量的遗传变异信息,包括单核苷酸多态性(SNP)和缺失变异等。
利用这些遗传变异信息,可以对代换系群体进行基因型分型,并利用相关分析方法,将籽粒长宽比的表型值与基因型进行关联分析,从而定位籽粒长宽比的QTL。
我们发现,这些QTL位点分布在水稻的不同染色体上,且有不同的影响方向和强度。
通过分析这些QTL,我们发现一些候选基因,这些基因可能与水稻籽粒长宽比的形成和调控有关。
通过进一步的功能验证和分子标记辅助选择,我们有望进一步挖掘这些QTL,揭示籽粒长宽比的遗传调控网络。
利用重测序染色体片段代换系群体定位水稻籽粒长宽比的QTL具有重要的科学意义和实践价值。
这项研究不仅为揭示水稻籽粒长宽比的遗传基础提供了新的思路和方法,也为水稻育种提供了重要的遗传资源和分子标记。
相信随着这一研究的深入,我们将有能力更好地调控水稻籽粒长宽比,从而提高水稻的品质和产量,为我国的粮食安全做出更大的贡献。
水稻杂种优势利用现状及发展对策摘要就水稻杂种优势利用的历史与现状进行综合分析,讨论了提高杂种优势利用水平的策略,以期更好地促进中国杂交稻——杂交粳稻的发展。
关键词杂交水稻;杂种优势;杂交籼稻;杂交粳稻随着人口不断增长,耕地不断减少,粮食安全成为国家日益关注的热点问题,我国也面临着在新世纪如何保证粮食安全的问题。
水稻是世界主要粮食作物之一,中国是世界上最大的稻米生产国和消费国,有60%以上的人口以稻米为主食,稻作面积和稻谷总产量分别占全世界的23%和37%。
我国常年水稻播种面积约占全国粮食作物总面积的30%,其产量约占粮食总产量的40%[1-3]。
近年来,我国水稻单产比粮食作物平均单产高约45%,其中一个重要因素就是水稻杂种优势的利用。
杂交稻大面积的快速推广应用,大幅度地提高了我国水稻的单产和总产[4-5]。
杂交水稻的成功是农业史上的一座里程碑,它否定了“自花授粉作物没有杂种优势”的传统理论观点,大大丰富了作物遗传育种的理论和实践,具有很高的学术和应用价值,使水稻单产在矮秆良种的基础上提高20%左右,为保障我国粮食安全做出了很大贡献[6-7]。
1水稻杂种优势利用的历史与现状1.1水稻杂种优势利用的历史1926年美国琼斯(J·W·Jones)首次提出水稻具有杂种优势[8]。
后来,印度、日本、美国、国际水稻研究所(IRRI)等的一些科学家开展了水稻杂种优势利用研究,但未能应用于生产[9]。
1959年杨守仁也指出水稻具有杂种优势,特别是籼粳杂交的杂种优势更加突出[10]。
1958年日本的胜尾清开创了水稻雄性不育研究,发现中国的红芒野生稻能导致滕坂5号产生雄性不育[11]。
1966年新城长友以印度春籼钦苏拉包罗Ⅱ为母本,与台中65杂交,育成BT型台中65不育系。
1968年首先实现粳稻的三系配套,随后,日本农业技术研究所以缅甸籼稻品种里德稻与滕坂5号杂交,育成具有里德细胞质的滕坂5号不育系[12-14]。
收稿日期:2023-03-09基金项目:广东省重点领域研发计划项目(2022B020*******);广东省农业科学院农业优势产业学科团队建设项目(202101TD);广东省乡村振兴战略专项资金种业振兴项目(2022NPY00005,2022NPY00014);国家水稻产业技术体系专项(CARS-01)广东农业科学2023,50(4):13-21Guangdong Agricultural SciencesDOI:10.16768/j.issn.1004-874X.2023.04.002闫晓霞,朱满山,王丰,柳武革,李金华,霍兴,黄永相,刘迪林.利用高密度遗传图谱定位水稻耐低氧萌发QTL[J].广东农业科学,2023,50(4):13-21.利用高密度遗传图谱定位水稻耐低氧萌发QTL闫晓霞1,2,朱满山2,王 丰2,柳武革2,李金华2,霍 兴2,黄永相1,刘迪林2(1. 广东海洋大学滨海农业学院,广东 湛江 524088;2.广东省农业科学院水稻研究所/广东省育种新技术重点实验室/广东省水稻工程实验室/农业农村部华南优质稻遗传育种重点实验室,广东 广州 510640)摘 要:【目的】耐低氧萌发能力是水稻直播适应性的核心性状之一。
采用直播型温带粳稻品种Francis 和多穗型优质恢复系R998衍生的重组自交系群体开展水稻耐低氧萌发QTL 定位研究,旨在为直播稻品种培育提供新的有价值的基因资源,促进直播稻新品种培育和直播稻生产方式的推广。
【方法】以28 ℃ 淹水10 cm 暗培养 7 d 的水稻胚芽鞘长、芽长和最大根长作为耐低氧萌发能力指标,通过低倍基因组重测序构建含有3 106个bin 标记的高密度遗传图谱,采用WinQTL Cart 2.5进行QTL 扫描。
【结果】低氧萌发条件下,Francis 的胚芽鞘长度和根长显著高于R998,但是两者芽长差异不显著。
构建的遗传图谱总图距为3 646.2 cM,其中12号染色体标记数最少,1号染色体标记数最多,分别为174个和389个。
水稻叶片性状和根系活力的QTL定位沈波;庄杰云;张克勤;夏奇清;盛晨霞;郑康乐【期刊名称】《遗传学报:英文版》【年(卷),期】2003(30)12【摘要】应用由 2 4 7个株系组成的珍汕 97B 密阳 4 6重组自交系 (RIL)群体及其分子标记连锁图谱 ,检测控制剑叶倒二叶、倒三叶的 5个形态性状和控制根系伤流量性状的数量性状座位 (QTL)。
在 9个标记区间检测到控制叶片形态性状的 2 4个QTL ,LOD值为 2 9~ 11 8,单个QTL的表型变异贡献率为 4 0 %~ 32 5 % ;分别检测到 5 6对和 4对控制叶片形态和根系活力的上位性互作 ,绝大多数互作发生在 2个不表现加性效应的座位之间。
与该群体产量性状QTL的研究结果相比较。
【总页数】7页(P1133-1139)【关键词】水稻;数量性状座位;叶片性状;根系伤流量【作者】沈波;庄杰云;张克勤;夏奇清;盛晨霞;郑康乐【作者单位】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;杭州师范学院生命科学系【正文语种】中文【中图分类】Q943【相关文献】1.水稻叶片气孔性状QTL的初步定位 [J], 郭志富;李晓林;赵明辉;马殿荣;马慧;徐海;徐正进2.水稻叶片相对含水量性状的QTL定位分析 [J], 王士梅;沈国霞;陈秀晨;朱启升;王海娟3.水分胁迫下水稻叶片相关生理性状的QTL定位 [J], 杨玲;孙娜;余有见;胡海涛4.利用染色体片段代换系定位水稻叶片形态性状QTL [J], 周勇;陶亚军;姚锐;李畅;谭文琛;裔传灯;龚志云;梁国华5.水稻幼苗活力相关性状的QTLs定位和上位性分析 [J], 曹立勇;朱军;任立飞;赵松涛;颜启传因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。