花生主要品质性状的QTL定位分析

本研究以远杂9102×徐州68-4杂交后代衍生的重组自交系(RIL)的188个家系为材料,连续3年种植后检测其含油量及脂肪酸含量。结果表明,该RIL群体的含油量及脂肪酸变异丰富,从中获得了含油量稳定高于高值亲本的后代材料1份,油酸含量稳定高于高值亲本的材料23份。RIL群体的含油量、油酸和亚油酸含量以及油酸/亚油酸比的广义遗传力分别为0.849、0.761、0.874和0.887,表明这些性状的变异主要受基因型控制。利用前期构建的SSR遗传连锁图,结合3年主要品质性状鉴定数据,共检测到82个相关QTL,分布在11个连锁群上,其中与含油量、油酸、亚油酸和油酸/亚油酸比(油亚比)相关的QTL分别为15、21、21和25个,贡献率大于10%的主效QTL有23个,2年能重复检测到QTL有8个,3年重复检测到的有4个。其中,本研究新鉴定出的主效QTL有7个,重复性好的有5个,尤其是LG2上区间GM2839-GNB159,3年均定位到与油酸和油亚比相关的QTL,2年定位到与亚油酸相关的QTL,贡献率为5.80%~28.14%,该区间只有1.63c M。这些QTL的获得对于花生品质性状改良中亲本选配、后代标记辅助选择以及QTL精细定位具有重要意义。     

花生抗锈病种质筛选及抗性QTL分析

锈病是影响花生产量和品质的主要真菌性病害。本研究以“中花10号× ICG 12625”构建的重组自交系群体（RIL）为材料,在武昌和阳逻两个环境中对其F₈群体进行锈病抗性鉴定,获得了8份抗锈病材料（QT0348、QT0368、QT0400、QT0402、QT0419、QT0458、QT0463和QT0485）。利用前期构建的遗传图谱进行QTL分析,检测到10个与锈病抗性相关的QTL,贡献率为4.54%~10.78%,分布于7条染色体上。其中,qBB06.1和qBB06.4为重复一致的QTL,贡献率为10.76%。根据侧翼标记在物理图谱进行比对,发现对应区段含有193个基因,其中178个基因被注释,功能注释基因中有1个NBS-R基因。本研究结果为花生抗锈病的遗传改良奠定了基础。     

花生荚果大小和重量相关性状的QTL定位分析

荚果相关性状是花生产量构成的重要成分。为解析花生产量及产量相关性状的遗传基础，挖掘稳定存在的QTL，以荚果大小和重量存在显著差异的中花5号和ICGV 86699为亲本衍生的包含166个重组自交系群体为材料，对3个荚果相关性状中荚果长、荚果宽在5个环境，百果重在6个环境下进行性状考察，并结合群体的基因分型数据进行QTL定位分析。共检测到9个荚果长QTL、10个荚果宽QTL和12个百果重QTL。有10个QTL在多个环境被重复检测到，其中6个QTL在不同地点重复检测到，为稳定表达QTL，且稳定表达的QTL中5个（qPLB06.2、 qPLB06.3、qPWB06.2、qHPWB04.3、qHPWB06.3）在至少1个环境中贡献率超过10%。共发现5个QTL簇，其中位于 B06上的QTL簇Ⅳ和Ⅴ，均在多个环境下检测到稳定调控荚果长、荚果宽和百果重的QTL共定位，表明这些荚果相关性状具有明显的遗传相关性。      

花生遗传图谱构建及黄曲霉抗性相关QTL

创制抗黄曲霉种质并建立相关分子标记辅助选择技术是深化抗性遗传改良的基础。本研究以源于对黄曲霉具有不同抗性的花生品种中花10号(感病种质)与ICG12625(抗性种质)杂交构建的重组自交系(RIL)群体为材料,通过重复接种鉴定,发现所涉及重组自交系群体的黄曲霉抗性存在很大分化,遗传分析结果显示,侵染和产毒抗性均符合2对主基因+多基因遗传模型;获得侵染指数较低的RIL家系1个(QT401),毒素浓度较低的家系4个(QT344、QT389、QT477和QT483)。通过对RIL群体的多态性检测并应用Joinmap3.0软件,构建了1张由458个SSR标记位点组成、包含20个连锁群、总长为1 165.45c M的遗传连锁图。结合抗性鉴定数据,应用Win QTLCart2.0软件的复合区间作图(CIM)法,获得了6个与黄曲霉侵染抗性相关的QTL和10个与产毒抗性相关的QTL,贡献率在6.34%~12.00%之间。     

蓖麻枯萎病抗性的ＱＴＬ定位分析

      本研究用YC2×YF1抗、感组合的F2群体在两个环境中对蓖麻枯萎病抗性进行了QTL定位。遗传分析表明,群体中枯萎病抗性呈连续性偏态分布,后代表型偏抗性亲本。2014年检测到5个QTL,解释了总变异的18.21%,单位点贡献率为0.05%~12.32%。2015年分别在出苗后20d、30d、40d、现蕾期和乳熟期进行了动态定位,分别检测出4、12、13、4和1个QTL,单位点贡献率为1.64%~-21.91%,5个发育时期检出的QTL,主要集中在第3、4和8连锁群上。有1个QTL 在4个时期、3个QTL在3个时期、6个QTL在2个时期被重复检测到。在第8连锁群上一个QTL在两个环境同一时期被重复检测到。以上结果可为蓖麻抗枯萎病分子标记辅助选择提供参考。     

利用籼粳交RIL群体对水稻耐寒性及再生力的QTL分析

 以粳糯稻糯89 1与籼稻蜀恢527构建的籼粳交F7代RIL群体169个家系为作图群体,构建了一张含105个微卫星（SSR）标记的分子连锁图谱。在5℃低温条件下,对亲本及RIL群体进行芽期耐寒性鉴定;在冬季自然低温条件下,对亲本及RIL群体进行再生稻桩越冬耐寒性鉴定;对亲本及RIL群体进行再生力鉴定。利用SSR标记对水稻耐寒性、再生力进行QTL检测。结果表明,水稻耐寒性和再生力在RIL群体呈连续分布,表现为数量性状遗传特征。共检测到控制芽期耐寒性的QTL 2个(qCtg3、qCtg5),分布在第3和第5染色体上,对表型变异的贡献率分别为75.57%和79.04%;检测到控制再生稻桩越冬耐寒性的主效QTL 1个（qCtr5）,在第5染色体上;检测到控制再生力的QTL 2个（qRa4、qRa5）,分布在第4和第5染色体上,对表型变异的贡献率分别为8.17%和7.09%。qCtg5、qCtr5和qRa5同时与第5染色体上标记RM153连锁,在分子水平上表明水稻芽期、越冬耐寒性与再生力具有相关性。     

利用SNP标记高密度遗传图谱进行花生出仁率QTL定位

为进一步明确出仁率遗传基础,本研究以出仁率性状有显著差异的两亲本中花5号和ICGV 86699衍生的RIL群体为材料,以其表型数据结合栽培花生第一张基于SNP标记的高密度遗传图谱,采用Windows QTL Cartographer V.2.5软件的复合区间作图法,对3个单环境及联合环境下出仁率进行QTL定位,共检测到28个QTL。各QTL解释的表型变异为3.98%~13.77%,LOD值介于2.59~7.36之间,其中6个为贡献率大于10.0%的主效QTL。Meta-QTL分析鉴定出7个在不同环境下都能稳定表达的一致性QTL。其中一致性QTL cq SPA4b在3个单环境和联合环境中都能检测到,一致性QTL cq SPB6a在3个单环境中能检测到,且平均贡献率为11.86%。与前人的研究结果比较发现,cq SPA5b与另外两个不同群体鉴定出的A5染色体上出仁率QTL区间相似。本研究结果为出仁率QTL的精细定位及分子标记辅助育种奠定了良好基础。     

利用RIL群体检测与花生高油酸含量连锁的SSR标记

为了获得与花生高油酸基因相连锁的SSR标记,应用于标记辅助选择。本研究选用低油酸品种花育28号和高油酸品种P76配制杂交组合,构建重组自交系(RIL)群体,采用气相色谱法测定亲本和各株系脂肪酸含量,卡方检验结果为RIL群体3个环境下低油酸株系数和高油酸株系数比值均符合3∶1的分离比例,表明P76的高油酸特性由2对隐性基因控制。利用SSR标记和BSA法,对1151对SSR引物进行筛选扩增,筛选出8对差异引物;以这8对引物对RIL群体中的19份低油酸家系(油酸平均含量44.06%)和24份高油酸家系(油酸平均含量80.75%)进行统计分析,获得了2个与花生油酸含量极显著(0.001水平)相关的标记AH1TC5D06和FI298287,其中,标记AH1TC5D06在RIL群体低油酸株系中的检测符合率为84.21%,在RIL群体高油酸株系中的检测符合率为87.50%;标记FI298287在RIL群体低油酸株系中的检测符合率为84.21%,在RIL群体高油酸株系中的检测符合率为75.00%。进而利用AH1TC5D06和FI298287对RIL群体中所有株系进行扩增,检测出AH1TC5D06和FI298287与控制高油酸特性基因的遗传距离为7.4cM和19.8cM。综合分析标记AH1TC5D06和FI298287可用于花生油酸含量的分子标记辅助选择。     

甘蓝型油菜萌发期耐盐性QTL定位及耐盐种质资源筛选

油菜是修复利用盐碱地的优势大田作物，为解析油菜耐盐性的遗传基础、获得耐盐新种质，本研究利用不同浓度的NaCl溶液（200、250、300 mmol/L）对前期构建的重组自交系群体（RIL）的种子进行处理，分别统计第3 d和第7 d的发芽率，结合高密度SNP遗传图谱，进行QTL定位及候选基因分析。结果表明，RIL群体在不同盐浓度下的发芽率呈连续分布。QTL定位结果显示，6个处理条件下共定位了17个QTL，单个QTL解释的表型变异范围为3.75%～17.57%，其中4个位于C3染色体的QTL(cqST.C3-1、cqST.C3-2、cqST.C3-3和cqST.C3-4)解释的表型变异率大于10%，且能够被重复检测到，是本研究定位的主效QTL。根据RIL群体两个亲本的重测序结果，结合拟南芥同源基因的功能注释，在4个主效QTL置信区间内，筛选获得了5个与耐盐性相关的候选基因。此外，根据发芽率的鉴定结果，认为250 mmol/L NaCl溶液处理7 d的发芽率，可作为油菜种子萌发期耐盐性鉴定的指标，并在此条件下筛选获得了5份耐盐优异种质，发芽率为82.2%～100.0%。     

大麦籽粒苯丙氨酸含量QTL初步定位分析

为挖掘控制大麦籽粒苯丙基酸含量的QTL,以紫光芒裸二棱和Schooner构建的包含193个家系的重组自交系（RIL）为材料,测定RIL群体及亲本籽粒苯丙氨酸含量,并结合SSR标记和完备区间作图法构建遗传连锁图谱,对大麦籽粒苯丙氨酸含量进行QTL定位。结果表明,紫光芒裸二棱籽粒苯丙氨酸含量为1.23 mg·g^-1,Schooner籽粒苯丙氨酸含量为0.60 mg·g^-1,群体籽粒苯丙氨酸含量在0.59~1.24 mg·g^-1之间;所构建的大麦遗传连锁图谱包含180对SSR标记,总遗传距离为2 671.03 cM,平均标记间距为14.84 cM;共检测到4个控制大麦籽粒苯丙氨酸含量的QTL,均为新发现的QTL,除 qPHE-4H加性效应来自母本紫光芒裸二棱外,其他3个QTL加性效应均来自父本Schooner。 qPHE-2H和 qPHE-7H为主效QTL,分别位于2H和7H染色体上,表型贡献率分别为12.32%和15.45%。该研究结果为大麦籽粒苯丙氨酸含量QTL精细定位奠定了基础。     

不同花生品种白藜芦醇含量鉴定评价

本研究选取59份花生品种,连续2年在武汉、石家庄、濮阳和周口4个地点共8个环境种植,成熟收获后检测花生籽仁白藜芦醇含量。结果表明,供试花生品种白藜芦醇含量在品种间、环境间均存在极显著差异。武汉环境下所有材料两年白藜芦醇含量均值相对较高。综合分析2年4点种植的检测结果,筛选出多个环境下白藜芦醇含量表现较高且稳定的材料2份（冀花2号和冀花13号）。结合前期对这些品种的含油量和脂肪酸检测结果的相关性分析表明,花生籽仁白藜芦醇含量与含油量和8种主要脂肪酸含量均不存在显著相关性。本结果为培育高白藜芦醇兼具高油和优良脂肪酸组成的花生品种提供了理论基础。     

山东省花生产区土壤和荚果中黄曲霉菌及其毒素污染状况调查

为了解2018年山东省花生主产区土壤及收获后花生荚果黄曲霉菌及黄曲霉毒素的污染情况,在烟台、青岛、临沂、泰安、枣庄及菏泽等花生主要产区进行土壤、花生荚果的采样,对土壤、荚果果壳、花生籽仁的黄曲霉菌检出率进行统计并对籽仁中黄曲霉毒素的含量进行测定。结果表明：不同产区土壤中黄曲霉菌的检出率为3.33%~33.33%;花生果壳中黄曲霉菌的检出率为10.89%~27.78%;花生籽仁中黄曲霉菌的检出率为3.11%~11.56%;花生籽仁中黄曲霉毒素的浓度为5.01~26.80 μg/kg。数据分析得出：花生籽仁中黄曲霉毒素的含量与土壤中黄曲霉菌的检出率呈极强的相关性;与花生果壳和籽仁中黄曲霉菌的检出率呈中等程度相关。本研究对解析花生种植区黄曲霉菌及黄曲霉毒素污染发生原因,精准预警与防控,提高农产品质量安全有重要意义。     

中国西南花生产区黄曲霉菌分布、产毒力及花生黄曲霉毒素污染

为探明中国西南花生产区黄曲霉菌分布、产毒力及产后花生黄曲霉毒素污染情况,从云南广南、西藏察隅、四川蓬安采集177份花生、土壤样品,共分离鉴定出黄曲霉菌206株,分析其分布及产毒特征,并调查71份产后花生样品黄曲霉毒素污染情况。结果表明,四川蓬安花生产地黄曲霉菌分布最广,数量最多,其检出率和菌落数分别为50.0%、212.0 CFU/g,西藏察隅黄曲霉菌分布最少（18.1%,52.8 CFU/g）。菌株产毒力研究结果表明,88.6%的菌 株能产生黄曲霉毒素,产毒类型以B族毒素为主,尤其是AFB1,其含量在0～8500μg/L,平均产毒能力排序为：云南广南（4393.4μg/L）>西藏察隅（1991.0μg/L）>四川蓬（1259.3μg/L）;不产毒菌株占11.4%,均来自西藏察隅。对产后花生黄曲霉毒素污染研究发现,西南地区花生黄曲霉毒素污染较轻,阳性样品检出率为7.0%,AFB1含量在0~7.2 μg/kg;四川蓬安花生样品AFB1检出率为4.2%,含量0~7.2 μg/kg,云南广南AFB1检出率为16.7%,含量0~2.1 μg/kg, 西藏察隅样品未检出AFB1。西南产区黄曲霉菌检出率越高、菌落数越多,产后花生黄曲霉毒素污染越严重。     

大豆维生素E含量与农艺性状及品质性状的相关性分析

为筛选高维生素E或高α-生育酚含量大豆种质,提供群体改良的优质资源,采用大豆品种北丰9号和Freeborn作为亲本杂交后衍生的238份重组自交系群体(RIL)为试验材料,利用高压液相色谱法测定其维生素E及其组分含量,分析了6个环境下大豆籽粒维生素E及其组分含量、农艺性状、蛋白质和脂肪含量相互间的相关性。结果表明:大豆维生素E及其组分之间,除了大豆籽粒α-生育酚与δ-生育酚含量没有表现出稳定的相关性外,α-生育酚、γ-生育酚、δ-生育酚和维生素E总含量两两之间均表现为极显著正相关(P0.01);大豆籽粒α-生育酚含量与节数呈显著负相关(P0.05),与其它农艺性状无稳定相关性;其它组分(γ-生育酚、δ-生育酚和维生素E总含量)与农艺性状无稳定相关性;大豆籽粒α-生育酚和γ-生育酚含量分别与蛋白质和脂肪含量之间没有稳定的相关性。     

花生籽仁含油量近红外模型的构建及其应用

花生（Arachis hypogaea L.）籽仁含油量是花生品质评价的重要指标,建立快速高效的含油量检测方法,对加快高油花生品种选育意义重大。本研究选用高油亲本宇花14（含油量59.32%）与低油亲本LOP215（含油量48.97%）杂交构建的RIL群体为建模材料,使用Thermo公司（美国）生产的Antaris II型傅立叶变换近红外光谱分析仪对229份样品籽仁进行光谱采集,随后测定籽仁含油量。利用偏最小二乘法（partial least squares, PLS）构建花生籽仁含油量近红外定标模型,该模型的内部验证均方差（root mean square error of cross validation, RMSECV）为0.885,相关系数R²=0.9147。选用未参与建模的21份花生材料对该模型进行外部验证,模型预测值和化学测定值的决定系数R²=0.9492,表明该模型可适用于花生籽仁含油量检测。利用该模型对宇花14与LOP215杂交后代群体进行筛选,获得含油量超过55%的优良株系21个,含油量低于48%的株系9个,可为花生高低含油量品种选育提供种质材料。     

通过关联分析鉴定与花生脂肪酸含量相关分子标记

油酸、亚油酸和棕榈酸是花生油脂中最主要的3种脂肪酸,其含量是影响花生油脂品质的重要因素。提高油酸含量并降低亚油酸和棕榈酸含量是花生品质性状改良的重要方向之一。本研究利用292份中国花生种质资源材料及583个SSR标记基因型数据对四个环境下不同脂肪酸含量进行关联分析,分别检测到与油酸、亚油酸和棕榈酸含量稳定关联标记14,14和9个,其中8个标记同时与上述3种脂肪酸含量稳定关联,分布在A02、A03、A08和A09染色体上。AHGS2050-226bp和AHGS3647-253bp是两个新关联标记的优异等位位点,在花生微微核心种质中证实,AHGS2050-226bp可提高油酸（9.99%~11.26%）并降低亚油酸（8.04%~9.31%）和棕榈酸含量（1.86%~1.97%）,AHGS3647-253bp可提高油酸（9.79%~10.44%）并降低亚油酸（8.09%~8.62%）和棕榈酸含量（1.81%~1.95%）。本研究鉴定的多环境稳定关联标记AHGS2050和AHGS3647具有辅助选择高油酸且低亚油酸和低棕榈酸品种的潜在应用价值。     

花生抗黄曲霉菌侵染和产毒机制研究进展

黄曲霉菌（Aspergillus flavus L.）侵染花生导致黄曲霉毒素（Aflatoxin）污染是影响花生食用安全性和限制花生产业发展的重要因素,其污染抗性分为抗侵染和抗产毒两种类型。抗性机制主要包括形态机制、生理机制和分子机制。种皮中决定花生抗侵染的主要因素为蜡质层厚度、栅栏细胞排列密集程度及有无裂纹等特征。种子中单宁酸、胰蛋白酶抑制剂、白藜芦醇等与花生抵抗黄曲霉菌侵染及毒素合成有关。病程相关蛋白基因、转录因子基因、脂氧合酶基因等均参与了花生抵抗黄曲霉菌侵染的过程。随着生物技术的迅猛发展,将来可利用全基因关联分析和多组学结合的方法,从基因调控网络水平上开展花生黄曲霉抗性研究,在更深层次上阐明花生黄曲霉抗性机制。     

抗青枯病花生品种日花1号的选育研究

日花1号是日照市东港花生研究所以鲁花3号做母本,花选1号（花育16号）做父本进行有性杂交选育而成的花生抗病新品种。该品种具有高产、抗青枯病、适应性广等优点。在2005～2006年山东省花生品种大粒组区域试验中,两年平均单产荚果4881kg／hm^2、籽仁3570kg/hm^2,分别比对照鲁花11号增产3．0%和4．4％;2007年生产试验平均单产荚果4719kg／hm^2、籽仁3382．5kg／hm^2,分别比对照鲁花11号增产3．1％和2．9％。该品种于2008年4月通过了山东省农作物品种审定委员会审定,适宜我国北方花生产区作为春播大花生品种推广利用。     

芝麻含油量及脂肪酸含量QTL分析

本研究以较高含油量芝麻品种“中芝13”（56.31%）和低含油量芝麻材料ZZM2748（48.75%）为亲本构建包含548个株系的RIL群体,采用近红外法对群体在2个不同环境下的含油量、油酸、亚油酸、棕榈酸和硬脂酸含量进行分析,发现群体含油量及脂肪酸含量存在较大变异,其中含油量变化在42.43%~58.38%,其与油酸和亚油酸含量无显著相关关系,但与棕榈酸显著负相关;应用软件WinQTLCart2.5和ICIMapping3.0基于构建的遗传连锁图共定位到50个相关QTL,分布在芝麻11个连锁群上,贡献率变化在1.59%~40.62%。其中,有21个QTL被两个软件同时检测到,有7个QTL在2个环境下被重复检测到。位于连锁群LG10上的qSOC_10.3和位于连锁群LG11上的qSOC_11.1遗传贡献率较大,分别为34.38%和40.62%,为控制芝麻含油量的主效QTL,其中qSOC_11.1与定位到的油酸、亚油酸、棕榈酸和硬脂酸位点重合,表现一因多效特征。通过基因组注释和差异表达分析,在两个主效位点发掘出24个候选基因。研究发现的芝麻含油量及不同脂肪酸含量遗传变异特征和获得的QTL及候选基因对相关性状的遗传改良具有指导意义和应用价值。