基于BSA-seq的拟南芥辐射诱变突变体的基因定位

辐射诱变极易导致染色体结构变异，目前鲜有采用BSA-seq方法定位辐射诱变突变体基因的研究报道。为探索BSA-seq用于辐射诱变突变体的基因定位的可行性，本研究通过辐射诱变筛选得到一个拟南芥突变体，将其与亲本杂交，在F2代分离群体中根据表型筛选单株，构建两个极端表型的子代混池；将两个子代混池与亲本混池进行全基因组测序，使用MutMap、QTL-seq和GPS等多种BSA-seq定位策略对其进行定位分析。结果表明，多种BSA-seq定位策略均取得了一致的结果，在2号染色体上获得7 Mb的初步定位区间；使用IGV软件对该区间内的基因组进行可视化，发现该区间内存在25 189 bp的大片段缺失，缺失区段包含6个基因；通过SnpEff进行突变位点注释，经基因注释信息推测AT2G28610为候选基因；通过遗传学试验验证了该候选基因为突变基因。本研究结果为应用BSA-seq技术定位辐射诱变得到的突变位点提供了参考。     

草莓分子标记技术发展与应用

栽培草莓(Fragaria×ananassa)为八倍体多年生草本植物,具有复杂的遗传背景,多数农艺和品质性状均为多基因控制,为草莓的遗传育种工作带来了挑战。DNA分子标记直观反映基因组的差异和变化,对于遗传高度杂合、生产周期长的多年生果树来说,能够有效提高育种效率。近年来,分子标记技术在果树辅助育种、基因定位、遗传图谱构建、QTL定位、品种鉴定和基因组研究等方面应用广泛,有力地推动了果树分子育种的发展。本文综述了分子标记技术在草莓生产育种中的研究应用现状,以期为后续的研究提供参考,推动草莓的生产和育种。     

牙鲆微卫星标记遗传连锁图谱的构建

为了实现分子标记或基因辅助育种在牙鲆养殖中成功运用,并快速提高牙鲆产量,使用微卫星标记首次构建了国内第一张牙鲆遗传连锁图谱。采用基因组测序的方法,筛选出大量微卫星序列,从中随机挑选1 000条序列设计合成引物,利用2009年建立的第10号家系为作图群体,使用JoinMap4.0软件,构建了牙鲆(Paralichthys olivaceus)SSR标记遗传连锁图谱。雌雄图谱分别由24个连锁群组成,其中雌性图谱标记212个,总长度1 320.4 cM,覆盖率为77.7%;雄性图谱标记198个,总长度1 361 cM,覆盖率为76.1%。每个连锁群长度变动在9.3～116.1 cM之间,连锁群上的标记数在3～21个之间。各连锁群上的SSR标记并不是均匀分布的,其中1、3和8号连锁群存在标记密集区。该图谱能够进行初步的QTL定位分析和基因定位相关研究,为开展牙鲆基因和QTL的精细定位及分子标记辅助育种(MAS)等提供更有效的依据。     

茂原链霉菌DSM 40847全基因组测序及序列分析

茂原链霉菌（Streptomyces mobaraensis）是一种高GC含量的革兰氏阳性放线菌,它广泛用于生产转谷氨酰胺酶、博来霉素、莫能霉素等。目前,还没有相关研究报道茂原链霉菌的全基因组序列,这限制了基于功能基因挖掘和利用的定向育种以及分子遗传研究。本研究首次通过高通量测序技术对茂原链霉菌DSM40847进行全基因组测序,使用Velvet软件进行拼接得到266 contigs,整个基因组大小约7.5 Mb,GC含量为73.2%,序列已提交至美国国立生物技术信息中心（NCBI）的GenBank数据库。通过对基因组序列进行分析,成功鉴定转谷氨酰胺酶酶原激活相关蛋白基因,同时对该菌株的次级代谢产物合成基因簇进行了预测,相关研究结果将为茂原链霉菌的功能基因组学研究提供基础数据。     

水稻小穗退化的影响因素及遗传研究进展

小穗是构成水稻产量的基础,栽培育种过程中小穗时常退化,严重影响水稻产量,因此开展小穗退化研究十分必要。本文对小穗退化的影响因素、相关QTL和基因的定位与克隆的研究现状进行了简要总结分析,并对今后应加强小穗退化的生理生化机理,小穗退化相关QTL的定位和有利基因挖掘,小穗退化的分子调控机理等的深入研究进行展望,以期为利用分子育种技术解决小穗退化对农业生产不利的问题奠定基础。     

分子标记辅助选择在作物育种中的应用及展望

分子标记辅助选择(Marker-assisted-selection；MAS)是作物遗传改良的有效工具。随着高通量低成本SNP标记的开发应用和生物信息学的快速发展，MAS的应用拓展到了全基因组选择(Genomic Selection，GS)，大大地提高了选择的效率和精准性。因技术和费用的限制，MAS未能广泛应用。为拓展MAS在作物育种中的应用路径，并发挥其最大潜力。通过查阅相关文献，综述了MAS在作物育种中的优势及其应用途径；分析了MAS应用受限的原因所在，并针对具体问题提出了对策；预测了MAS的应用前景:因高通量基因分型及基因组测序技术等的快速发展，未来MAS费用肯定显著降低，选择效率将大幅提升，致使MAS的应用空间更为广阔。     

基于BSA和SLAF-Seq技术对大豆主茎节数QTL精细定位

为了加速大豆主茎节数候选基因的的克隆和功能验证,并为大豆主茎节数分子标记辅助育种提供分子基础,本研究通过高通量测序检测与大豆主茎节数相关数量性状区间(QTL),结合双亲重测序信息开发QTL区间InDel分子标记,实现了大豆主茎节数相关主效QTL区间的精细定位。本研究以少主茎节数C025材料为母本,多主茎节数中119为父本杂交衍生的重组自交系(RIL)102个株系为试验材料,取自交系中极端少主茎节数30株和极端多主茎节数30株,构建两个极端混池,利用传统分群分析法(BSA)和全基因组特异性位点扩增片段测序手段(SLAF-Seq)相结合的方法在4号染色体检测到与大豆主茎节数相关的5个QTL。为了进一步缩小QTL区间,依据双亲材料的高通量重测序信息,获取QTL区间的插入缺失位点(InDel)信息,并开发InDel标记。首先利用InDel标记在F₂群体进行基因型分析,结果主效位点落在第3个QTL区间。其次在主效区间开发8个共显性InDel标记,结合RIL群体全部株系进行表型鉴定,最终获得9个交换单株,将主效区间分为6种交换类型,结合表型分析最终将大豆主茎节数位点精细定位到InDel标记Chr04-38和Chr04-46之间,其区间只有171.9 kb,包含候选基因6个,实现了大豆主茎节数的精细定位。本研究通过高通量测序与极端混池相结合的方法可以高效快速地检测与大豆主茎节数相关区间,并结合双亲重测序信息开发关联区间InDel分子标记,精细定位大豆主茎节数。本研究开发的Indel标记Chr04-38和Chr04-46与大豆主茎节数紧密连锁,有利于后期大豆主茎节数分子标记辅助育种。     

全基因组关联分析在作物育种研究中的应用

全基因组关联分析(GWAS)是一种针对全基因组范围内的遗传变异进行基因分型,寻找某一群体内性状与分子标记或候选基因间关系的分析方法。GWAS对于连锁标记开发、目的基因挖掘和复杂性状的遗传研究具有重要作用,在作物数量性状研究和作物育种中得到了广泛的应用。本文简要综述了利用GWAS挖掘与作物重要性状关联基因的研究过程中,群体结构、群体数量、连锁不平衡(LD)等因素对GWAS的影响,并重点分析了GWAS在粮食作物育种研究中取得的最新进展,初步讨论了GWAS对作物遗传育种的意义、存在的问题和未来发展趋势等,为利用GWAS在作物育种方面的运用,促进作物分子标记辅助育种以及提高育种效率提供了一定的理论依据。     

南瓜含糖量相关QTL的标记加密及候选基因预测

为探索南瓜果实含糖量相关性状的遗传规律,本试验以糖组分和含量差异显著的广东本地高代自交系品种(CMO-97)和泰国引进的高代自交系品种(CMO-E)为亲本,构建F₂分离群体,并基于高通量测序和亲本基因组重测序结果,开发与南瓜含糖量相关性状连锁的分子标记,对蔗糖葡萄糖比值性状所在的原始定位区间(qs/g19-a)进行遗传图谱加密,预测控制南瓜果实甜度的关键基因,筛选与果实糖含量性状紧密连锁的分子标记。结果表明,经筛选,在开发的50对InDel标记和12对KASP标记中共有9对InDel标记和6对KASP标记具有显著的多态性。加密后的19号连锁群包含 6 个KASP 标记、9 个InDel标记和 112 个SNP 标记,qs/g19-a 的定位区间由968.7 kb缩小至356.3 kb,对比参考基因组信息发现在缩小后的定位区间内共有56个基因,其中与糖含量相关的候选基因有4个。本研究结果为南瓜含糖量相关育种研究提供了参考和分子标记资源。     

短季棉早熟及相关性状的QTL定位北大核心CSCD

短季棉育种是缓解我国当前粮棉争地矛盾、实现粮棉双丰收的有效途径。研究短季棉早熟及相关性状的遗传,寻找与其相关基因紧密连锁的分子标记对于短季棉育种具有重要意义。以百棉2号×TM-1组合构建的F2为作图群体,利用SSR标记构建遗传连锁图,采用复合区间作图法对短季棉早熟及相关性状在F2群体中进行QTL定位,构建了一张含152个SSR标记、40个连锁群、总长1010.3cM、覆盖棉花基因组的22.6%、标记间平均距离为5.91cM的短季棉分子标记遗传连锁图谱,得到的40个连锁群已定位到相应的21条染色体上,为短季棉分子遗传图谱进一步饱和奠定了良好的基础;检测出22个控制早熟及相关性状的QTL,其中检测到的主效QTL可用于短季棉标记辅助选择育种。