植物数量性状关联分析研究进展

关联分析是新近开始在植物数量性状研究和植物育种中应用的一种分析方法。它以连锁不平衡为基础鉴定某一群体内性状与遗传标记或候选基因间的关系。本文在介绍连锁不平衡的定义和度量方法的基础上,综述了连锁不平衡和关联分析在植物方面的研究进展,并讨论了交配体系、重组、遗传漂变等对连锁不平衡程度的影响,以及连锁不平衡程度、群体结构对关联分析的影响,最后讨论了关联分析在植物数量性状和分子育种研究中可能的应用。     

薏苡农艺性状与SRAP标记的关联分析

为寻找与薏苡农艺性状相关联的分子标记,在分析遗传多样性和群体结构的基础上,本研究通过对浏阳、耘园、桃源等试验基地82份薏苡种质资源的7个农艺性状数据和SRAP分子标记进行关联分析,发现有15对引物与薏苡7个农艺性状显著关联,它们的变异解释率范围在6.75%～18.64%之间。其中引物me8/em8与3个试验基地的薏苡千粒重极显著相关联;引物me2/em6与2个试验基地的薏苡性状粒宽和主茎茎粗显著相关联;引物me1/em7与2个试验基地的薏苡性状千粒重显著相关联。研究结果为薏苡分子标记辅助育种提供理论依据。     

全基因组关联分析在作物中的研究进展

全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)是2005年左右出现的一种用于开展连锁标记开发和基因挖掘等研究的有效方法,并在多种作物中得到了广泛应用。本研究阐述了GWAS的原理、优点和主要研究方法以及在粮食作物、经济作物、糖料作物等作物中的研究进展,同时对作物GWAS研究的未来进行了展望,以期为进一步利用GWAS进行作物各种性状遗传基础的研究提供参考。     

新疆早熟陆地棉种质资源遗传多样性及纤维品质性状SSR关联分析

[目的]探究新疆早熟陆地棉种质资源遗传多样性,发掘特异种质资源和与纤维品质相关的优异等位变异.[方法]以219份新疆早熟陆地棉种质资源为材料,在3个环境下对此群体的15个农艺性状进行鉴定,用128对简单序列重复(Simple sequence repeat,SSR)引物对该群体进行基因型鉴定,使用NTsys-pc2.1...     

水稻种质资源稻瘟病抗性全基因组关联分析

稻瘟病是一种对全球水稻生产威胁极大的真菌性病害,鉴定抗稻瘟病基因并将其导入到现有感病品种改良品种的抗性是控制这种病害的有效途径。本研究利用5个稻瘟病菌株鉴定了212份籼稻和235份粳稻种质资源的苗瘟抗性,分别筛选到8个和12个抗全部5个菌株的籼稻和粳稻种质材料。采用全基因组关联分析在籼粳混合群体、籼稻和粳稻种质资源中共定位到43个影响水稻苗瘟抗性的QTL,抗GD00-193、GD08-T19、GD17-CQ16、HB1708和HLJ13-856菌株的QTL分别为9、4、14、14和2个。其中, 12个抗病QTL仅在籼稻亚群中检测到, 7个仅粳稻亚群中检测到,1个为籼粳2个亚群共同检测到,说明籼稻抗稻瘟病总体好于粳稻,而且稻瘟病抗性存在明显的籼粳分化。同时影响水稻对2个及2个以上菌株的抗性或在2个及2个以上群体中同时被定位到的QTL共计11个,利用候选区间关联分析和单倍型分析鉴定到23个抗病候选基因,不同抗病候选基因在籼、粳群体中的分布频率不同。研究结果为水稻品种稻瘟病抗性分子改良提供种质资源和有利基因信息及不同抗病基因的育种利用策略。     

黄芪皂苷的提取和纯化工艺研究

[摘要]： 目的：研究黄芪皂苷的最佳提取和纯化工艺。方法：采用正交设计法,以浸膏得率和黄芪皂苷含量为检测指标优选提取工艺;采用单因素考察法对黄芪皂苷纯化工艺中各影响参数进行优选。结果：黄芪皂苷最佳提取工艺为：黄芪药材加入10倍量的水、煎煮2次、每次1.5小时;黄芪皂苷最佳纯化工艺为：黄芪提取液上AB-8大孔吸附树脂,用3个柱体积的40%的酒精除杂,再用5个柱体积的80%的酒精进行纯化。结论：所建立的提取纯化工艺简单,所得到的皂苷含量高,适合工业化生产。     

白菜型油菜开花时间的全基因组关联分析

为定位白菜型油菜开花时间相关的候选基因,为白菜型油菜抽薹和开花时间遗传改良提供依据,以110份白菜型油菜组成的自然群体为研究材料,对它们进行花期调查和重测序分析。利用重测序获得的高质量的SNP集合对110份材料进行群体进化树分析、主成分分析和群体遗传结构分析和全基因组关联分析。花期观察结果表明,不同地理位置的白菜型油菜在开花时间上存在广泛差异。群体结构分析结果显示,110份材料可分为2个亚群,亚群内部分布较为集中,2个亚群之间的分布与白菜型油菜材料所处的地理位置密切相关。对开花时间进行全基因组关联分析,发现白菜型油菜全基因组衰减平均LD为19 kb,并获得了4个与开花时间表型显著关联的信号位点。对4个关联候选位点所在物理位置上下游一定区域内的相关基因进行功能注释,筛选得到白菜型油菜开花时间相关候选转录本9个,进一步分析发现9个转录本中一共包含4个候选基因,它们是拟南芥LOL1、CAT5和FAD8等的同源基因。本研究结果为获得白菜型油菜开花时间相关的候选基因,并利用候选基因进行花期调控和遗传改良提供一定理论基础和线索。     

Amy6-4基因遗传多样性及其与α-淀粉酶活性的关联分析

α-淀粉酶活性是影响大麦种子发芽和麦芽制作及啤酒酿造的重要性状,Amy6-4为编码高等电点的α-淀粉酶基因,挖掘其高活性的等位变异对啤酒大麦的品种改良具有指导意义。通过对58份大麦品种中Amy6-4基因的重测序,研究了该基因的核苷酸序列以及在品种间的遗传多样性,并在群体结构分析的基础上,进行了核苷酸多态性与α-淀粉酶活性的关联分析。结果表明,Amy6-4基因共存在7个单核苷酸变异位点(SNP),构成5种单倍型。其中,H_3单倍型最普遍,发生频率为51.7%(30/58);其次为H_1单倍型,发生频率为39.7%(23/58);其他3种单倍型发生的频率约为10%。SNP位点及其构成的单倍型均与酶活性无关联性。     

利用连锁不平衡发掘作物种质资源中优异基因的研究进展

作物种质资源中保留着大量的优异基因。由于缺乏合适的统计方法,作物种质资源中蕴藏的丰富遗传变异还未能充分发掘和利用。连锁不平衡分析是对基因（或已定位的高分辨率QTL）的功能进行鉴定的有效方法。DNA 测序技术和高通量SNP 分析等技术的发展, 使利用连锁不平衡进行优异基因的发掘成为了可能。本文对有关利用连锁不平衡发掘作物种质资源中优异基因的研究进展进行综述。     

基于SNP标记的大麦遗传多样性与群体遗传结构分析

为了评价大麦种质组合的配制,本研究对384份不同来源大麦种质资源的农艺性状和遗传背景进行分析,并选取了分布于大麦7条染色体上具有多态性的6 454个SNP标记进行群体遗传结构分析,结果表明:(1) 384份参试大麦种质资源的6个农艺性状中,除分蘖数外,其他性状表现基本接近正态分布。6个参试农艺性状统计量指标在环境、基因型、基因型与环境互作效应方面均达到极显著水平(p<0.01)。(2) SNP标记基因分型共分为8种类型。其中A/G类型的最多为2 386个;T/A类型的最少,为104个。平均各条染色体上分布922个,其中4H染色体上最多,为1 288个;1H染色体最少,为642个。(3)遗传结构分析结果显示,384份参试材料分为3个亚群,第1亚群有48份材料,第2亚群有149份材料,第3亚群有187份材料。本研究结果为分子标记辅助育种提供科学依据。     

小麦南大2419及其衍生品种(系)主要农艺性状的关联分析

筛选与小麦重要农艺性状相关联的SSR标记,对小麦分子标记辅助育种有重要的实践意义.本研究利用多态性较高的80个SSR标记,对南大2419及其71份衍生后代品种(系)进行基因型分析,采用TASSEL软件的MLM (Mixed linear model)方法对籽粒产量、千粒重、有效穗、穗粒数等8个主要农艺性状进行SSR标记...     

Association analysis using SSR markers to find QTL for seed protein content in soybean

Association analysis studies can be used to test for associations between molecular markers and quantitative trait loci (QTL). In this study, a genome-wide scan was performed using 150 simple sequence repeat (SSR) markers to identify QTL associated with seed protein content in soybean. The initial mapping population consisted of two subpopulations of 48 germplasm accessions each, with high or low protein levels based on data from the USDA’s Germplasm Resources Information Network website. Intrachromosomal LD extended up to 50 cM with r ² > 0.1 and 10 cM with r ² > 0.2 across the accessions. An association map consisting of 150 markers was constructed on the basis of differences in allele frequency distributions between the two subpopulations. Eleven putative QTL were identified on the basis of highly significant markers. Nine of these are in regions where protein QTL have been mapped, but the genomic regions containing Satt431 on LG J and Satt551 on LG M have not been reported in previous linkage mapping studies. Furthermore, these new putative protein QTL do not map near any QTL known to affect maturity. Since biased population structure was known to exist in the original association analysis population, association analyses were also conducted on two similar but independent confirmation populations. Satt431 and Satt551 were also significant in those analyses. These results suggest that our association analysis approach could be a useful alternative to linkage mapping for the identification of unreported regions of the soybean genome containing putative QTL.     

Association mapping of quality traits in potato (Solanum tuberosum L.)

In this paper, we describe the assessment of linkage disequilibrium and its decay in a collection of potato cultivars. In addition, we report on a simple regression based association mapping approach and its results to quality traits in potato. We selected 221 tetraploid potato cultivars and progenitor lines, representing the global diversity in potato, with emphasis on genetic variation for agro-morphological and quality traits. Phenotypic data for these agro-morphological and quality traits were obtained from recent trials performed by five breeding companies. The collection was genotyped with 250 AFLP^® markers from five primer combinations. The genetic position of a subset of the markers could be inferred from an ultra dense potato map. Decay of linkage disequilibrium was estimated by calculating the squared correlation between pairs of markers using marker band intensities. Marker-trait associations were investigated by fitting single marker regression models for phenotypic traits on marker band intensities with and without correction for population structure. The paper illustrates the potential of association mapping in tetraploid potato, because existing phenotypic data, a modest number of AFLP markers, and a relatively simple statistical analysis, allowed identifying interesting associations.     

SNPS在大豆等作物遗传及改良中的应用

单核苷酸多态性(singlenucleotidepolymorphism,SNP)是指DNA序列上的单个碱基变异,它具有分布广、多态信息量大、易于检测和统计分析等优点,被称为继RFLP和微卫星标记后的第三代基因遗传标记。单核苷酸多态性是等位基因间序列差异最为普遍的类型,可作为一种高通量的遗传标记。已建立PCR扩增目标序列及其产物测序和电子SNP(eSNP)等多种发现和检测SNP的方法。大豆等作物也已开展了SNP分析。一些栽培作物种质的多样件不断减少,其结果连锁不平衡(linkagedise鄄quilibrium,LD)增加,这有利于目的基因座上SNP单元型(haplotype)与表型的相关性分析。SNP已在作物基因作图及其整合、分子标记辅助育种和功能基因组学等领域展示了广泛的应用价值。     

大麦遗传多样性及连锁不平衡分析

为了合理评价引进种质资源,为大麦基因发掘及育种组合配置提供依据,选用分布于全基因组的64个SSR标记,对221份大麦材料进行了基因型分析。共检测到192个等位变异,变幅为2~7个;基因频率变异范围为0.0090~0.9729,平均0.3333;全部位点的基因多样性变化范围在0.0528~0.7807,平均0.4813;多态性信息含量(PIC)变异范围在0.0514~0.7464,平均0.4113。供试材料间遗传相似系数变幅为0.4844~0.9792,平均0.7023。221份材料被划分成两大群7个亚群,国内地方品种与1份北京品种为一大群,国内育种品种与所有国外引进品种为另一群。遗传结构分析与聚类结果基本一致,两大类群间的遗传距离为0.3358,且第二大群多样性比第一大群丰富。2016个SSR位点成对组合中,不论共线性组合还是非共线性组合,都存在一定程度的连锁不平衡(LD)。D′统计概率(P<0.01)支持的LD成对位点830个,占全部位点组合的41.2%,D′平均值为0.4,整体LD水平较高。栽培品种的LD水平高于地方品种,且现代遗传改良的目标性状集中于2H、4H、6H和7H染色体。     

用全基因组关联分析解析籼稻垩白的遗传基础

利用272份全球籼稻微核心种质的重测序SNP基因型,对海南三亚、广东深圳、浙江杭州和湖北荆州4个地点收集到的垩白粒率和垩白度性状采用TASSEL软件进行全基因组关联分析,解析籼稻垩白的遗传基础和挖掘影响垩白粒率和垩白度的优异等位基因。结果表明,依据SNP数据,可将籼稻微核心种质分成3个亚群。4个地点分别检测到42个和44个与垩白粒率和垩白度显著关联的位点,位于全部12条染色体上。2个性状分别有21个和19个位点在2个以上环境下同时被检测到,这些位点中有12个位点同时影响垩白粒率和垩白度,11个位点附近都有已克隆的水稻品质相关基因。其中,第5染色体3.3~5.3 Mb区间在4个地点都被检测到与垩白粒率显著关联,以杭州点对垩白粒率的贡献最大,优异等位基因载体品种为IRGC121689;第12染色体的17.5~18.0 Mb区间在三亚和杭州都被检测到与垩白度显著关联,以三亚点的垩白度贡献最大,优异等位基因载体品种为IRGC122285。这些位点和品种资源可作水稻外观品质分子改良的重要基因和品种资源。     

基于SNP标记的关联分析在玉米耐旱研究中的应用

单核苷酸多态性(Single nucleotide polymotphisin,SNP)标记的发展促进了关联分析对植物复杂数量性状的遗传研究.研究证明:多数SNP变异与基因功能密切相关,通过关联分析可以发掘这些功能型位点变异并应用于作物遗传育种.因此,本文综述了近些年来在玉米上利用SNP标记进行关联分析的研究进展,展望了其在耐旱分子育种和遗传网络解析方面的应用前景.     

瓠瓜(Lagenaria siceraria)白粉病抗性的全基因组关联分析

白粉病是瓜类作物重要病害之一。本研究采用苗期人工接种方法,研究了117份瓠瓜微核心种质对白粉病的抗性,并基于不同材料的病情指数和基因型数据,进行全基因组关联分析(genome-wide association analysis,GWAS)。利用2014年和2018年的抗病表型数据,分别鉴定到22个和13个与白粉病抗性相关的SNPs,其中2个SNPs位点在两年试验中同时被检测到。进一步研究发现不同瓠瓜材料的白粉病抗性与其携带有利等位变异数目成正相关。本研究为克隆瓠瓜抗白粉病相关基因、研究其抗病机制提供科学依据,促进了瓠瓜抗白粉病分子育种。