甘蓝型油菜胚色素成分的QTL定位

以甘蓝型黄籽油菜GH06和甘蓝型黑籽油菜中油821为亲本杂交,后代通过“一粒传法”连续自交7代构建重组自交系, 2007年分别在重庆市北碚区和万州区两个试验基地种植重组自交系群体, 利用本实验室已构建的遗传连锁图谱和复合区间作图法(CIM), 分析种胚色素的4种主要成分的QTL。结果共检测到31个QTL, 分别位于14个不同的连锁群, 其中5个花色素含量有QTL, 分别位于第1、5、10、16和20连锁群,单个QTL解释表型变异的6.08%~11.67%;10个类黄酮含量有QTL, 分别位于第1、3、6、7、12、20和25连锁群,单个QTL解释表型变异的4.48%~11.10%;8个总酚含量有QTL, 分别位于第1、2、12、16和20连锁群,单个QTL解释表型变异的5.24%~10.37%;8个黑色素含量检测到QTL, 分别位于第5、8、10、12、14和22连锁群,单个QTL解释表型变异的5.44%~11.32%。解释表型变异大于10%的5个QTL, 包括2个类黄酮含量QTL, 花色素含量、总酚含量和黑色素含量QTL各1个,它们分别解释11.10%、10.20%、11.67%、10.37%和11.32%的表型变异。研究结果表明胚色素表现为多基因控制的数量性状, 基因表达受环境影响较大, 胚与种皮色素的QTL吻合度不高, 推测种皮和胚色素合成可能受不同遗传体系控制, 与这些QTL紧密相关的分子标记可以用于胚主要色素的分子标记辅助选择。     

甘蓝型油菜主要脂肪酸组成的QTL定位

应用RAPD、SSR和SRAP技术, 对甘蓝型油菜低芥酸品系APL01与高芥酸品系M083杂交组合的BC1F1群体进行检测, 获得251个分子标记, 构建了19个连锁群组成的分子标记遗传图谱; 应用WinQTLCart 2.0对油菜主要脂肪酸组成进行QTL扫描, 获得与棕榈酸含量相关的QTL 5个, 分别位于N3、N8、N10和N13连锁群, 其中效应值较大的主效QTL qPA8-1和qPA13分别可解释棕榈酸含量表型变异的11.31%和14.47%。获得与硬脂酸含量相关的QTL 3个, 分别位于N1、N8和N16连锁群, 其中效应值较大的主效QTL qST16可解释硬脂酸含量表型变异的12.22%。获得与油酸含量相关的QTL 2个, 位于N8和N13连锁群, 均为主效QTL, 其中qOL8位于N8连锁群的m11e37b~A0226Ba267区间, 可解释油酸含量表型变异的11.73%, qOL13位于N13连锁群的m18e46~m20e25a区间, 可解释表型变异的27.14%。获得与亚油酸含量相关的QTL 3个, 其中主效QTL qLI8-1位于N8连锁群, 可解释亚油酸含量表型变异的13.25%。获得与亚麻酸含量相关的QTL 3个, 效应值均较小, 属微效QTL。获得与廿碳烯酸含量相关的QTL 4个, 分别位于N8、N13和N15连锁群, 其中主效QTL qEI8-1、qEI8-2和qEI13分别可解释廿碳烯酸含量表型变异的12.20%、10.22%和11.14%。获得与芥酸含量相关的QTL 2个, 位于N8和N13连锁群, 均为主效QTL, 其中qER8位于N8连锁群的m11e37b~A0226Ba267区间, 可解释芥酸含量表型变异的16.74%; qER13位于N13连锁群的A0301Bb398~m18e46区间, 可解释芥酸含量表型变异的31.32%。在N8连锁群的分子标记m11e27b附近及N13连锁群的分子标记m18e46附近存在多个主要脂肪酸的主效QTL, 这些标记可用于油菜脂肪酸改良的分子标记辅助选择。     

甘蓝型油菜遗传图谱构建与无花瓣性状QTL定位

以无花瓣油菜APL01与正常有花瓣品种M083杂交的BC₁F₁为基础群体,利用RAPD、SSR和SRAP技术获得251个分子标记,包括219个SRAP、25个SSR和7个RAPD标记,构建了由19个连锁群组成的分子标记遗传图谱,根据共同的分子标记,建立该图谱与甘蓝型油菜高密度图谱的对应关系。利用WinQTLCart 2.0软件对无花瓣性状进行QTL扫描,获得4个与无花瓣性状相关的QTL,QAP5位于N5连锁群的A0226Bb152~m31e40b区间,解释花瓣度表型变异的3.71%;QAP6位于N6连锁群的m25e7~OPY9区间,解释花瓣度表型变异的3.02%;QAP8位于N8连锁群的A0226Gb468~m29e20区间,解释花瓣度表型变异的30.94%;QAP15位于N15连锁群的m21e4b~A0225Bb201区间,解释花瓣度表型变异的21.96%。QAP8和QAP15为2个主效QTL,可用于无花瓣性状的标记辅助选择,QAP5和QAP6为修饰基因位点。     

基于SNP遗传图谱定位盐、旱胁迫下甘蓝型油菜种子发芽率的QTL

研究盐胁迫、干旱胁迫下甘蓝型油菜的发芽率,寻找与发芽率相关联的分子标记,可为油菜逆境胁迫下种子萌发的分子标记辅助育种提供理论依据。本研究以甘蓝型黄籽油菜GH06和甘蓝型黑籽油菜P174为亲本,通过单粒传法(single seed descent, SSD)连续自交9代构建重组自交系群体。采用16 g L^–1的NaCl溶液进行盐胁迫,20% (W/W)的PEG-6000溶液模拟干旱胁迫,处理重组自交系种子并统计其发芽率。实验室构建的SNP遗传图谱,包含2795个SNP多态性标记位点,总长1832.9 cM,相邻标记间平均距离为0.66 cM,利用该图谱并采用复合区间作图法(CIM)分析两种胁迫条件下第3天、第4天及累计4 d后发芽率的QTL。共检测到19个QTL,分布于A01、A03、A06、A07、A09和C06染色体上。其中,11个盐胁迫相关的QTL可解释的变异为4.9%~10.9%,8个干旱胁迫相关的QTL可解释的变异为3.8%~6.9%;并且在A03和A09染色体上,盐胁迫和干旱胁迫下检测到的QTL有相近区段。研究结果表明油菜种子发芽率属于典型的数量性状,受环境影响较大;且随着胁迫时间的延长,油菜种子启动了不同的基因来响应环境胁迫。     

不同环境中甘蓝型油菜种皮木质素含量的QTL定位

以甘蓝型黄籽油菜GH06和甘蓝型黑籽油菜中油821为亲本杂交,后代通过“一粒传法”连续自交7代构建重组自交系,2007年分别在重庆市北碚区和万州区2个试验基地种植重组自交系群体,利用本实验室已构建的遗传连锁图谱和复合区间作图法(CIM),对种皮木质素含量进行测定及QTL定位分析。结果在2个环境中共检测到12个种皮木质素含量相关的QTL,分别位于4个不同的连锁群,单个QTL可解释性状表型变异的4.50%~8.79%;在第3连锁群上检测到1个QTL与同一标记EM19ME23/130连锁,其余10个QTL位置不同;在北碚检测到的QTL主要分布于第20连锁群,在万州检测到的QTL主要位于第3连锁群;部分种皮木质素的QTL与种胚类黄酮和种皮色泽的QTL位于相近区间,在北碚和万州种皮木质素含量与种胚类黄酮存在极显著和显著正相关关系。结果表明甘蓝型油菜种皮木质素含量表现为多基因控制的数量性状,基因表达受环境影响较大;油菜种皮木质素合成和类黄酮的积累可能受相同关键基因调控或者具有部分相同的合成代谢途径。     

利用SNP高密度遗传连锁图谱定位甘蓝型油菜种子硫苷含量的QTL

种子硫苷在甘蓝型油菜中有着重要的生物学作用和经济价值。本文旨在通过复合区间作图法利用高密度SNP遗传连锁图谱定位种子硫苷的QTL。用近红外扫描获得种子硫苷含量,每株系扫描3次,取平均值。所用的高密度SNP遗传图谱包含2795个SNP多态性标记位点,图谱总长1832.9 cM,相邻标记间平均距离为0.66 cM。定位了2年的种子硫苷含量QTL,其中有5个在2年内被重复检测到,分别分布在A03、A09和C02染色体上,LOD阈值在2.90~10.40之间。这些QTL在2011和2012年试验中分别解释了56.9%和55.1%的表型变异。另外有5个QTL仅在其中一年被检测到,这些QTL能够解释4.1%~7.9%的表型变异,QTL阈值在2.53~3.83之间。     

利用SNP遗传图谱定位盐、旱胁迫下甘蓝型油菜种子发芽率的QTL

研究盐胁迫、干旱胁迫下甘蓝型油菜的发芽率,寻找与发芽率相关联的分子标记,可为油菜逆境胁迫下种子萌发的分子标记辅助育种提供理论依据。本研究以甘蓝型黄籽油菜GH06和甘蓝型黑籽油菜P174为亲本,通过单粒传法(single seed descent,SSD)连续自交9代构建重组自交系群体。采用16 g L–1 NaCl溶液进行盐胁迫,20%的PEG-6000溶液模拟干旱胁迫,处理重组自交系种子并统计其发芽率。实验室构建的SNP遗传图谱,包含2795个SNP多态性标记位点,总长1832.9 cM,相邻标记间平均距离为0.66 cM。利用该图谱并采用复合区间作图法(CIM)分析2种胁迫条件下第3天、第4天及累计4 d后发芽率的QTL。共检测到19个QTL,分布于A01、A03、A06、A07、A09和C06染色体上。其中,11个盐胁迫相关的QTL可解释的变异为4.9%～10.9%,8个干旱胁迫相关的QTL可解释的变异为3.8%～6.9%;并且在A03和A09染色体上,盐胁迫和干旱胁迫下检测到的QTL有相近区段。研究结果表明油菜种子发芽率属于典型的数量性状,受环境影响较大;且随着胁迫时间的延长,油菜种子启动了不同的基因来响应环境胁迫。     

白芝麻籽粒油脂、蛋白质及芝麻素含量QTL定位分析

芝麻籽粒油脂、蛋白质和芝麻素含量是芝麻品质育种的3个重要目标。为了解析其遗传机制并检测相关QTL,利用近红外谷物品质分析仪对一个包含224个株系的F9代重组自交系(RIL)群体在2年3个环境下的籽粒品质性状检测,结果表明,群体内株系间差异显著且呈典型正态分布,而同一环境不同重复间表现差异不显著。相关性分析显示,籽粒含油量与蛋白质含量显著负相关,籽粒含油量与芝麻素含量显著正相关,蛋白质含量与芝麻素含量显著负相关;利用该RIL群体已构建的高密度遗传图谱,采用基于混合线性模型的复合区间作图法(MCIM)检测到8个QTL,表型贡献率为0.41%~14.55%;采用多重区间作图法(MIM)检测到13个QTL,可解释5.2%~18.6%的表型变异。其中5个主效QTL被2种方法同时检测到且定位区间相同,2个主效QTL在2个或3个环境中被重复检测到。控制含油量的Qoc-5与芝麻素含量的Qsc-5位于LG5连锁群上的相同区段,加性效应均为正值;而控制蛋白质含量的Qpc-5也位于相邻位置,但加性效应为负值。LG2和LG1连锁群上也存在相似情况,反映品质性状相关QTL之间存在一因多效或紧密连锁。因此,在芝麻品质育种中选择高含油量可以兼顾高芝麻素,但应对蛋白质含量进行负向选择。     

甘蓝型油菜含油量的遗传与QTL定位

利用主基因+多基因遗传模型对甘蓝型油菜品系APL01（低含油量亲本）与M083（高含油量亲本）杂交所获得的6个基本世代（P₁, P₂, F₁, B₁, B₂, F₂）的含油量进行遗传分析，并以（APL01/M083）BC₁F₁为作图群体，利用251个分子标记，构建了由19个连锁群组成的分子标记遗传图谱，经WinQTLCart 2.0对种子含油量进行QTL扫描。结果表明，该杂交组合种子含油量由1对加性-显性主基因＋加性-显性-上位性多基因控制，主基因遗传率为38.37%~47.16%，多基因遗传率为24.29%~38.28%。共获得qOC1、qOC8、qOC10、qOC13-1和qOC13-2等5个与含油量相关的QTL，其中qOC1位于N1连锁群的m19e21c~A0214Ra142区间，可解释含油量表型变异的5.21%；qOC8位于N8连锁群的A0216Gb206~m5e42区间，可解释含油量表型变异的6.34%；qOC10位于N10连锁群的m15e48~A0228Bb437区间，可解释含油量表型变异的9.45%；qOC13-1位于N13连锁群的A0224Rb157~A0301Gb399区间，可解释含油量表型变异的18.12%；qOC13-2位于N13连锁群的A0226Ba377~A0226Ba367区间，可解释含油量表型变异的10.17%。5个QTL中qOC10和qOC13-2位点APL01对含油量的贡献为正值，qOC1、qOC8和qOC13-1位点M083的贡献为正值。qOC13-1效应值较大，属主效基因位点，其余4个QTL效应相对较小，可作为多基因位点。     

利用DH和IF2群体检测甘蓝型油菜株高相关性状QTL

株高是油菜重要的农艺性状之一。以油菜品种Express、SWU07构建的包含261个株系的DH群体和由其构建的包含234个株系的IF₂群体为材料, 分析2年环境下株高及其相关性状QTL表明, 在2个群体的各年份环境中总共检测到41个株高及其相关性状QTL, 分布于甘蓝型油菜的13条染色体上, 其中9个与株高相关的QTL, 分布于A02、A09、C01、C02和C06连锁群, 分别揭示了3.85%~13.34%的表型变异, 15个与主花序长度相关的QTL, 分布于A01、A02、A05、A08、A09、C01、C03和C05连锁群, 分别揭示了3.82%~9.52%的表型变异; 11个与第1分枝高度相关的QTL, 分布于A01、A03、A09、C01和C03连锁群, 分别揭示了4.01%~16.54%的表型变异; 4个与分枝区段长相关的QTL, 分布于甘蓝型油菜的A07、A09、C03和C04连锁群, 揭示了4.79%~8.10%的表型变异; 2个与平均节间长相关的QTL, 分布于A07和C05连锁群, 分别揭示了4.29%~6.04%的表型变异。其中5个QTL在不同年份环境或不同群体中被重复检测到。这些QTL为油菜株高的遗传改良提供了有用的信息。     

不同环境条件下西瓜果实可溶性固形物含量的QTL分析

利用西瓜栽培品种97103和野生品种PI296341-FR为亲本构建了由117个稳定株系组成的F2S8代重组自交系永久群体。利用RAPD、SSR、AFLP和SCAR等203个标记,构建了该RIL群体的高密度分子遗传连锁图谱,覆盖基因组总长度1383.8cM,平均图距6.8cM。在新疆和北京2个地点的3个年份对果实可溶性固形物含量进行QTL比较分析。累计检测到18个QTL,分布在第1、2、3、5、14、15和19连锁群上。其中3种环境中能重复检出的QTL2个,贡献率为14.2%￣22.9%。两种环境中能重复检出的QTL6个,其贡献率为12.4%￣20.3%。仅能在单一环境下检测到的QTL10个,其贡献率为14.4%￣22.6%。根据不同环境条件下的QTL比较分析结果,认为第1连锁群上的qSSC-1a和qSSC-1b可能是控制可溶性固形物含量性状表达的主效QTL位点,这2个QTL位点的峰值分别落在标记N02_800a和Z03_250a上,这对西瓜可溶性固形物含量的标记辅助选择是非常有利的。     

栽培种花生荚果大小相关性状QTL定位

以远杂9102为母本,徐州68-4为父本杂交衍生的F5和F6共188个家系,构建了一张包含365个标记,总长度713.07 c M,标记间平均距离1.96 c M的栽培种花生遗传图谱。图谱包含22个连锁群,各连锁群平均长度12.37~81.39 c M,连锁群上标记数量3~46个。结合2013和2014年采集的荚果表型数据,采用Win QTLcart 2.5软件的复合区间作图法(composite interval mapping,CIM)进行QTL定位和效应估计。2个环境下共检测到41个QTL,其中与荚果长、宽、厚和百果重相关的QTL分别为13、7、13和8个,表型变异解释率为3.14%~18.27%。有6个QTL在2种环境下被重复检测到,其中百果重相关的2个(q HPWLG13.1、q HPWLG14.1),分布在LG13和LG14连锁群,遗传贡献率为6.95%~14.60%;与荚果长相关的3个(q LPLG2.2、q LPLG13.1、q LPLG14.1),分布在LG2、LG13和LG14连锁群,遗传贡献率为3.14%~18.27%;与荚果厚相关的1个(q TPLG3.4),分布在LG3连锁群,遗传贡献率为8.24%~9.24%。本研究涉及性状存在9个QTL热点区,每个热点区涉及2~3个性状,表型贡献率为3.57%~18.27%。     

Identification of QTLs for rice grain size and shape of Iranian cultivars using SSR markers

Grain size is a main component of rice appearance quality. In this study, we performed the SSR mapping of quantitative trait loci (QTLs) controlling grain size (grain length and breadth) and shape (length/breadth ratio) using an F₂ population of a cross between two Iranian cultivars, Domsephid and Gerdeh, comprising of 192 individuals. A linkage map with 88 markers was constructed, which covered 1367.9 cM of the rice genome with an average distance of 18 cM between markers. Interval mapping procedure was used to identify the QTLs controlling three grain traits, and QTLs detected were further confirmed using composite interval mapping. A total of 11 intervals carrying 18 QTLs for three traits were identifed, that included five QTLs for grain length, seven QTLs for grain breadth, and six QTLs for grain shape. A major QTL for grain length was detected on chromosome 3, that explained 19.3% of the phenotypic variation. Two major QTLs for grain breadth were mapped on chromosomes 3 and 8, which explained 34.1% and 20% of the phenotypic variation, respectively. Another two major QTLs were identified for grain shape on chromosomes 3 and 8, which accounted for 27.1% and 20.5% of the phenotypic variance, respectively. The two QTLs that were mapped for grain shape coincided with the major QTLs detected for grain length and grain breadth. Intrestingly, gs2 QTL specific to grain shape was detected on chromosome 2 that explained 15% of the phenotypic variation.     

海岛棉CSSLs分子评价及纤维品质、产量性状QTL定位

本课题组前期以陆地棉中棉所8号(CCRI8)为轮回亲本, 海岛棉Pima 90-53为供体亲本培育了一套陆地棉中棉所8号为背景的海岛棉染色体片段置换系(CSSLs), 本研究利用SSR标记对该置换系群体BC₃F₅进行基因型检测, 在3个不同环境下(河北保定、青县和新疆轮台)鉴定其纤维品质和产量相关性状并进行QTL定位。该置换系群体包含182个家系, 置换片段数在1~15个之间, 平均为6.6个; 导入片段长度在0.7~83.2 cM之间, 平均长度为16.8 cM; 置换片段总长度20 249.6 cM; 背景回复率在92.3%~99.6%之间, 平均为96.2%。共检测出59个相关的QTL, 其中与纤维品质性状相关的41个, 单个QTL的贡献率为1.27%~26.66%; 与产量性状相关的18个, 单个QTL的贡献率为2.03%~19.38%; 检测到14个稳定的QTL, 其中4个马克隆值和2个纤维伸长率相关的稳定QTL增效基因均来自高值亲本海岛棉Pima 90-53, 2个铃重相关的稳定QTL增效基因来自高值亲本陆地棉中棉所8号。研究结果为深入开展纤维品质和产量性状的QTL精细定位、QTL间互作和分子育种提供了理论依据。     

Development of linkage map and mapping of QTLs for oil content and yield attributes in linseed (<Emphasis Type="Italic">Linum usitatissimum</Emphasis> L.)

Linseed (Linum usitatissimum L.) is an important oilseed as well as stem fiber crop and rich source of omega-3 fatty acid. The present study aims to develop linkage map based on Indian genotypes and utilize it for mapping QTLs for important agronomic traits. Two diverse parental genotypes (KL-213 and RKY-14) of linseed showed wide range of variability for oil content and yield attributes. These parental genotypes also showed reasonable level of SSR polymorphism (~ 9.0%). The mapping population showed normal distribution of phenotypic traits. One hundred forty-six SSR markers were mapped on 15 linkage groups with marker density ranging from 3 to 18 markers per linkage group at average distance of 14.2 cM. A total of 11 QTLs were identified for six quantitative traits. Three QTLs for capsules/plant, 2 QTLs each for plant height, seeds/capsule and oil content and 1 QTL each for branches/plant and seed weight/plant were detected. Phenotypic variability explained by these QTLs varied from 1 to 15.23%. This study provides framework linkage map of linseed using Indian genotypes, which needs to be enriched further for future application in marker assisted breeding of linseed.     

黄瓜(Cucumis sativus L.)种子含油量性状的QTL定位与分析

应用SRAP和SSR技术,对黄瓜种子高含油量品系Ma7与低含油量品系M6杂交组合的F2群体进行检测,获得102个分子标记,构建了7个连锁群组成的分子标记遗传图谱;图谱总长764 cM,标记间平均长度7.49 cM.应用Windows QTL Cartographer 2.5对种子含油量性状进行QTL扫描,在2009年秋...     

Identification of QTL for oil content,seed yield,and flowering time in oilseed rape (<Emphasis Type="Italic">Brassica napus</Emphasis>)

A genetic map was constructed with 353 sequence-related amplified polymorphism and 34 simple sequence repeat markers in oilseed rape (Brassica napus L.). The map consists of 19 linkage groups and covers 1,868 cM of the rapeseed genome. A recombinant doubled haploid (DH) population consisting of 150 lines segregating for oil content and other agronomic traits was produced using standard microspore culture techniques. The DH lines were phenotyped for days to flowering, oil content in the seed, and seed yield at three locations for 3 years, generating nine environments. Data from each of the environments were analyzed separately to detect quantitative trait loci (QTL) for these three phenotypic traits. For oil content, 27 QTL were identified on 14 linkage groups; individual QTL for oil content explained 4.20–30.20% of the total phenotypic variance. For seed yield, 18 QTL on 11 linkage groups were identified, and the phenotypic variance for seed yield, as explained by a single locus, ranged from 4.61 to 24.44%. Twenty-two QTL were also detected for days to flowering, and individual loci explained 4.41–48.28% of the total phenotypic variance.     

烤烟6个农艺性状的QTL定位

由于烟草的分子标记开发和遗传图谱构建十分困难,迄今烟草中有关数量性状基因座(QTL)的定位研究仍非常有限。本研究利用一个由207个株系组成的烤烟DH群体及基于该群体所构建的含有24个连锁群、611个SSR标记,总长为1 882.1 cM的遗传图谱,采用复合区间作图方法,对株高(PH)、茎围(SG)、节距(IL)、叶片数(LN)、最大腰叶长(LWL)和最大腰叶宽(WWL) 6个与叶片产量有关的农艺性状进行QTL定位分析。共检测到69个QTL,大部分QTL的效应值较小,仅有4个具有较大的效应值,可解释大约15%~20%的表型变异。6个性状之间大多彼此相关。与此相符,在基因组中发现存在许多小区域,每个区域包含两个或两个以上紧密连锁的不同性状的QTL。     

大豆脂肪及脂肪酸组分含量的QTL定位

脂肪及脂肪酸组分的改良是大豆油脂品质育种的主要方面。本研究旨在构建遗传图谱,定位大豆脂肪及脂肪酸组分的QTL,为大豆油脂品质育种提供参考。以Essex×ZDD2315的114个BC₁F₁单株为作图群体,构建了250个SSR标记和1个形态标记,具有25个连锁群的遗传图谱,覆盖大豆基因组2 963.5 cM,平均每个连锁群上10.0个标记,标记平均间距11.8 cM。用BC₁F₃家系3个重复的表型平均值代表相对应的BC₁F₁单株表型值,采用Win QTL Cartographer 2.5复合区间作图法（CIM）检测到18个控制脂肪及脂肪酸组分含量的QTL,位于9个不同的连锁群上,表型贡献率为9.6%~34.5%;多区间作图法（MIM）检测到与CIM区间相同的7个QTL（fat-1, pal-1, st-1, ole-1, lin-1, lin-4和lio-2）,区间相近的2个QTL（ole-4和lin-5）,位于6个不同的连锁群上,表型贡献率为8.2%~39.3%。CIM法检测到的其他9个QTL有待进一步验证。大豆脂肪及脂肪酸组分含量的主效QTL数量不多,效应大的不多,可能还受许多未能检测出来的微效基因控制,育种中既要注意主效QTL的利用,又要考虑微效多基因的积聚。