利用复合杂交群体定位陆地棉纤维品质性状QTL

为发掘陆地棉纤维品质性状基因/数量性状基因座(quantitative trait loci,QTL),本研究以陆地棉(Gossypium hirsutum L.)优质品种渝棉1号分别与贝尔斯诺和中棉所35杂交获得F1代,随后利用两个F1再次杂交得到复合杂交群体.利用6565对SSR引物筛选渝棉1号、中棉所35和贝尔斯诺,获得155对多态性引物.对检测[(渝棉1号×中棉所35)x(渝棉1号×贝尔斯诺)]F1复合杂交群体标记基因型获得的158个位点进行遗传连锁分析,构建的遗传图谱包含102个位点,覆盖1199.0 cM.利用多QTL(multiple-QTL model,MQM)作图法,检测到11个纤维品质性状QTL,包括4个纤维长度、2个长度整齐度和5个纤维比强度QTL.11个QTL分布于4条D基因组染色体.本研究表明,陆地棉不同品种同一纤维品质性状QTL等位基因存在差异;三亲本杂交群体不仅可以提高群体多态性分子标记比例,而且可以显示同一QTL在不同遗传背景的等位基因表现差异.     

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。     

水稻花时性状的QTL定位

选用早花时粳稻品种WAB368-B-2-H2-HB和晚花时粳稻品种六千辛杂交获得的F2群体284个单株作为作图群体,采用复合区间作图方法,利用117个具有多态性的SSR标记对水稻花时性状进行数量性状基因座(QTL)检测.研究结果表明,F2花时性状呈连续的正态分布,表现为由多基因控制的数量性状.共检测到4个影响花时的QTL,分别位于第1、1、10和12染色体上,增效等位基因均来自早花时亲本WAB368-B-2-H2-HB.其中位于第12染色体RM511-RM519区间的qFT-12可解释11.3％的表型变异,该位点值得进一步研究和利用.     

小麦苗期耐盐相关性状的QTL分析

以小麦敏盐品种太空6号和耐盐品种德抗961杂交形成的F2和F2:3家系为试验材料,选取小麦8条染色体上的321对SSR引物进行亲本间多态性的筛选,在太空6号和德抗961之间表现多态性的SSR引物为52个,位点为54个,其中barc172和cfa2121两个引物分别有两个多态性位点。对这54个位点进行连锁分析,构建了包含42个SSR标记、覆盖小麦基因组8条染色体的遗传连锁图,共704.5cM,标记间平均间距为16.8 cM。采用复合区间法进行耐盐QTL分析。对于4个性状共定位到6个QTL,分别位于5A,5B,5D染色体。对于发芽率,检测到1个QTL,位于染色体5D上,在标记cfd40~gwm182之间,贡献率为7.68%,表现加性效应;对于苗高,检测到2个QTL,分别位于染色体5D和5A上,在标记gwm182~wmc215及barc141~wmc415之间,贡献率分别为9.3%和8.14%,分别表现为显性和部分显性;对于根长,检测到2个QTL,均位于染色体5B上,在标记gwm234与wmc326及barc140与barc142之间,贡献率分别为8.74%和8.40%,分别表现为部分显性和超显性;对于鲜重,检测到1个QTL,位于染色体5D上,在标记wmc215~cfd29之间,贡献率为12.60%,表现超显性。与所得的QTL位点距离较近的SSR标记,如barc141等,可望为耐盐小麦品种的分子标记辅助选择提供参考信息。     

波兰小麦×普通小麦品系中13重组自交系(RIL)群体穗部性状的QTL分析

小麦穗部性状是与籽粒产量关系密切的重要农艺性状。本研究以一个由99个株系组成的来源于波兰小麦(Triticum polonicum L.)和普通小麦(Triticum aestivum L.)品系中13杂交后代的F8重组自交系(recombinant inbred lines,RIL)群体为实验材料,利用微卫星(simple sequence repeat,SSR)标记对穗长、穗粒数和有效小穗数进行数量性状基因座(quantitative trait locus,QTL)定位分析。所构建的A染色体组和B染色体组共14个连锁群的遗传连锁图谱由115个SSR标记位点组成,图谱全长822.9cM,标记间的平均遗传距离为7.16cM。采用复合区间作图法在两年的环境中检测到分布在2A、3A、3B、5B和7B染色体上的6个穗长QTL,5个穗粒数QTL和2个有效小穗数QTL,表型变异贡献率分别为9.21%～22.94%,9.18%～19.71%和11.48%～13.01%。两年中都在3A染色体上的Xbarc12～Xbarc310区间内检测到控制穗粒数的主效QTL,说明该QTL较少受环境条件的影响,是一个稳定可靠的穗粒数QTL。该QTL与最近标记的遗传距离为0.01cM,可用于小麦产量性状的分子标记辅助育种。     

黄瓜叶面积主效QTL小叶2基因(ll2)的遗传定位

叶片面积影响光合作用效率,是农作物产量的重要构成性状之一。野生黄瓜(Cucumis sativus var.hardwickii)的叶片较小,经过人工驯化后的栽培黄瓜(Cucumis sativus var.sativus)的叶片面积扩大了2~3倍。前人研究已经将控制黄瓜叶面积的主效基因之一ll(little leaf)定位在第6号染色体上。本研究以黄瓜小叶品系XF-24(P1)、大叶品系DF-32(P2)杂交产生的205个单株的F2群体为研究材料,用SAS软件对成熟期调查的各单株相同节位的叶面积进行正态性检验,结果服从正态分布,符合数量性状的遗传特征。为了有效地加快研究进程,在双亲测序情况下,采用插入缺失位点(insertion and deletion,InDel)标记进行基因定位。研究结合双亲全基因组测序数据,生物信息学分析得出双亲序列之间的InDel位点,用Primer Premier 5.0软件在所有染色体上均匀设计88对InDel标记引物,扩增采用分离群体分组混合分析法(bulked segregant analysis,BSA)组建大叶、小叶基因池,池间有多态的引物再进一步扩增F2群体DNA,筛选到7个与黄瓜叶面积基因ll2连锁的分子标记,位于黄瓜第7号染色体上,分别是InDel-1、InDel-2、InDel-3、InDel-4、InDel-5、InDel-6、InDel-7。建立遗传连锁图谱并进行区间作图寻找QTL位点,结果显示,遗传连锁图谱包含以上7个InDel标记,连锁区间为22.1 cM,包括1个控制黄瓜叶片大小的主效QTL位点ll2(little leaf 2),位于标记InDel-2与InDel-4之间,这两个标记之间物理距离为1.24 Mb。与前人的研究结果相比,定位区间更小且是7号染色体上首次发现的黄瓜叶面积QTL位点。截止目前,在黄瓜6号、7号染色体共发现了2个黄瓜叶面积主效QTL位点,分别是ll和ll2,表明黄瓜叶面积遗传机制复杂。叶面积主效QTL ll2的遗传定位,对于控制黄瓜叶片面积的遗传机制和分子机理研究以及分子标记辅助育种具有重要的意义。     

饲草型小黑麦遗传图谱的构建及抗条锈QTL定位

为构建小黑麦(Triticale(×Triticosecale))F_2代群体的遗传图谱,并对抗条锈病数量性状位点(quantitative trait locus,QTL)进行定位,本研究以小黑麦杂交F_2代群体为作图群体,利用简单重复序列内部扩增多态性(inter-simple sequence repeats,ISSR)分子标记筛选得到的14对多态性引物对其进行扩增,运用Joinmap 4.0作图软件构建了1张小黑麦遗传连锁图谱,并对抗条锈病QTL进行了定位分析。结果显示,小黑麦遗传图谱包含7个连锁群(分别命名为LG1~LG7),图谱总长度为542.9 cM,标记间平均距离为5.90 cM,总共有92个位点;小黑麦F_2群体184个单株的锈病抗感性呈连续变异,分布频率大致接近正态分布,可用于QTLs定位;运用Map QTL 6.0软件,以LOD≥2.0为阈值,共检测到6个抗条锈病QTLs(QDR1,QDR3,QDR4,QDR5-1,QDR5-2,QDR6),分布在LG1、LG3、LG4、LG5和LG6连锁群上。上述QTL对条锈抗性的贡献率为5.1%~11.2%,QDR5-1为主效QTL,加性效应的变化范围为-0.18~0.27。本研究定位的小黑麦抗条锈病QTL可以为抗条锈病基因克隆、转化、利用及提高抗锈病品种选育效率提供一定的理论依据。     

甘薯抗茎线虫病基因AFLP标记的开发

以甘薯(Ipomoea batatas)抗茎线虫病品种徐781和感茎线虫病品种徐薯18杂交F1分离群体的186株单株为材料,利用分离群体分组分析法(BSA法)和AFLP技术,在抗感池中共筛选了800对AFLP引物,结果表明,其中245对引物具有多态性.用这245对引物检测两亲本以及建池单株,发现引物组合E2M23和E33M20分别在抗病单株中扩增出l条在感病单株中未出现的特异条带,长度分别约为500和200 bp,认为这2个AFLP标记与甘薯抗茎线虫病基因连锁,分别命名为E2M23500和E33M20200.根据这2个AFLP标记对F1代186个单株的扩增结果,经Mapmaker 3.0软件分析,发现这2个分子标记与抗茎线虫病基因位于同一连锁群并紧密连锁,它们与抗茎线虫病基因间的遗传距离分别为6.9和11.1 cM.用这2个分子标记对10个中国甘薯主栽品种进行检测,所得结果与常规方法鉴定结果完全一致,表明2个分子标记可用于甘薯抗茎线虫病分子标记辅助育种.     

波兰小麦品系XN555×普通小麦品系中13衍生重组自交系(RILs)群体中籽粒品质相关性状QTL定位

小麦籽粒品质相关性状属于数量性状,由多基因控制。为了探索小麦(Triticum aestivum L.)品质相关性状的遗传基础,以波兰小麦(Triticum polonicum L.)品系XN555×普通小麦品系中13产生的重组自交系(recombinant inbred lines,RILs)群体(包含99个F10株系)为研究材料,采用SSR(simple sequence repeat)分子标记技术构建遗传连锁图谱;根据2012年和2013年的表型数据,采用完备区间作图法(inclusive composite interval mapping,ICIM)定位籽粒硬度、籽粒蛋白质含量、面粉蛋白质含量和湿面筋含量等品质性状QTL。获得了由241个SSR标记位点组成的A、B染色体组的14个连锁群图谱,覆盖基因组1 338.92 cM,标记间的平均遗传距离为5.56 cM。共定位24个品质性状QTL,分布在1A、3A、4A、5A、6A、1B、2B、3B和5B等9条染色体上。其中,籽粒蛋白质含量和面粉蛋白质含量各7个QTL,湿面筋含量和籽粒硬度各5个QTL,4个性状的单个QTL可分别解释表型变异的8.30%～29.69%、6.90%～29.50%、10.10%～18.43%和7.93%～30.49%。两年都在6A染色体的Xbarc104～Xcfa2114标记区间内与Xbarc104相距1.2 cM处检测到湿面筋含量QTL,并于2012年和2013年分别检测出了面粉蛋白质含量和籽粒蛋白质含量的QTL。本研究为利用波兰小麦改良普通小麦以及在小麦品质改良中应用分子标记辅助选择提供依据。     

基于InDel标记的谷子株高QTL定位

插入/缺失（InDel）标记在植物基因组中广泛分布,然而谷子中InDel标记的数量十分有限。为挖掘InDel位点和开发分子标记,本研究基于衡谷12号和长农35号的深度重测序结果,分析其单核苷酸多态性（SNP）、InDel和结构变异（SV）。利用JoinMap 4软件构建连锁遗传图谱,利用WinQTLCart 2.5软件定位株高数量性状位点（QTL）,利用生物信息学、测序和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)进行候选基因分析。研究表明,3种变异类型数量由多到少排序为SNP>InDel>SV;获得1 392个在衡谷12号和长农35号中具有多态性的InDel标记,多态性率为35.14%,这些标记在谷子9条染色体上分布不均;获得一张包含467个InDel标记的谷子遗传连锁图谱,该图谱总图距448.45 cM,平均图距0.96 cM;利用F2群体定位了4个株高QTL(qPH5-1、qPH5-2、qPH9-1和qPH9-2),进一步利用重组自交系（RIL）群体对其中2个效应值较大的QTL(qPH5-1和qPH9-2)进行验证,结果重新检测到qPH9-2,似然比的自然对数（LOD）值为9...