基于高密度遗传图谱定位栽培种花生主茎高、第一侧枝长和分枝数的QTL研究

目前关于花生株型的遗传机制了解不深。本研究利用来源于花育28和P76杂交构建的重组自交系群体(RIL),构建高密度遗传连锁图谱,对控制花生主茎高(MSH)、第一侧枝长(FBL)和分枝数(BN)的数量性状位点(QTL)进行定位分析。该图谱包含2266个SNP和68个SSR,总遗传距离为2586.37cM。相邻标记间平均间距为2.25cM。研究发现MSH分别与BN(r=0.354)、FBL(r=0.854)高度相关。QTL分析检测到18个加性QTL位点(4个与MSH相关,5个与FBL相关,9个与BN相关),分布于10个染色体。大多数QTL位点只在一个环境下检测到,其中主茎高相关位点qMSHA01.1,第一侧枝长相关位点qFBLA01.2,分枝数相关位点qBNB07.1和qBNB07.2在两个环境下均能检测到。另外,针对MSH、FBL、BN,共有24对上位性QTL被检测到,表型变异解释率均低于10%。以上结果将为花生株型相关基因的图位克隆和分子标记设计育种提供重要的基础。     

基于高密度遗传连锁图谱定位玉米子粒容重及相关性状QTL

利用玉米优良自交系农系531和X178杂交构建的200份RIL群体,基于GBS技术获得SNP标记构建高密度的重组bin遗传连锁图谱,定位控制玉米子粒容重相关QTL。结果表明,构建的物理图谱和遗传图谱的总长度分别为2 017.03 Mb和2 568.99 cM,相邻两个bin标记之间的平均物理距离和平均遗传距离分别为0.27 Mb和0.35 cM。运用所构建的遗传连锁图谱对RIL群体获得的所有目标性状进行连锁作图,两年共定位到4个与子粒容重相关的QTL位点,分别位于chr1、chr7和chr8上;穗部性状穗长、穗粗、穗行数、行粒数和出籽率两年分别共定位到了6、5、5、1、2个QTL位点,位点分布于chr1、chr2、chr3、chr4、chr5、chr7和chr8上。     

不同生态地点下稻米外观品质性状的QTL定位分析

 利用两个已测序品种93 11和日本晴为亲本,采取单粒传法创建由190个家系组成的重组自交系群体,并构建了包含178个SSR、CAP和STS标记的遗传连锁图谱。采用复合区间作图方法,在3个不同生态地点(陵水、合肥和怀远)对垩白(垩白率、垩白大小、垩白度)、粒形(粒长、粒宽、长宽比)等6个外观品质的数量性状基因座（QTL)进行了定位分析。共定位到39个QTL,单个性状QTL数目在6~7个,说明垩白和粒形是多基因控制的数量性状。8个QTL可在2个以上地点检测到,其中,两个垩白度相关QTL qCD 1、qCD 3(贡献率分别为288%、321%)在3个地点同时检测到;11个QTL具有一因多效性,单个QTL位点控制的性状为2~6个,如第3染色体RM16-RM143区段控制垩白率、垩白大小、垩白度、粒长、粒宽和长宽比等6个性状。比较3个地点的检测结果,发现外观品质性状的QTL定位都受环境影响,但不同性状受影响的程度不同。长宽比和垩白度受环境影响较小,粒宽受环境影响较大。     

基于吉846/掖3189重组近交系群体的玉米丝黑穗抗性的QTL分析

基于实验室前期构建的吉846(高抗)/掖3189(感病)含273个家系的F7重组自交系(RIL)群体的连锁图谱,进一步筛选多态性的SSR标记加密图谱,结合3年抗病鉴定结果对玉米抗丝黑穗病进行QTL定位。结果表明,将亲本间存在差异的66个新SSR标记加密到遗传图谱中,构建含160个SSR标记和49个AFLP标记的遗传连锁图谱,覆盖玉米基因组3302.8 cM,平均图距15.8 cM。应用完备区间作图法共检测到3个抗丝黑穗病相关QTL,分别位于染色体bin2.09、bin3.04和bin9.04区域。利用混合线性模型法检测到7个未报道的抗病相关QTL,分别位于染色体bin2.05、bin6.02、bin8.05、bin9.01、bin10.03和bin10.07区域。     

籼稻C84和粳稻春江16B重组自交系遗传图谱构建及籽粒性状QTL定位与验证

【目的】本研究旨在挖掘水稻粒型新基因、探索其分子机理,解析籽粒发育调控遗传网络奠定基础,并为通过分子标记聚合有利基因开展超级稻分子设计育种提供理论依据。【方法】以植株和籽粒形态差异较大的晚粳稻品种春江16B(CJ16B）和广亲和中籼稻背景恢复系C84为亲本构建含有188个家系的重组自交系为作图群体,利用158对在双亲中存在多态性差异的分子标记,构建了遗传连锁图谱,总遗传距离为1428.40cM,平均标记间距为9.04cM。在构建遗传图谱的基础上,完成RIL188个株系籽粒的粒长、粒宽、粒厚、长宽比和千粒重等5个性状考查并进行QTL定位。【结果】在海南陵水和浙江杭州两地共检测到籽粒相关主效QTL30个,包括籽粒QTL新座位18个,解释遗传变异3.51%~17.25%。其中粒长、粒宽、粒厚和长宽比QTL位点分别为9个、5个、5个和6个,千粒重QTL位点5个。经基因座位比对,发现有5个QTL区间与已克隆的调控籽粒形态相关基因座位相近,我们通过对双亲目标基因的测序并根据差异位点设计dCAPs分子标记进行验证。【结论】该RIL群体及其遗传图谱可用于水稻重要农艺性状主效QTL基因的定位和克隆,新定位的18个粒型QTL可以为水稻籽粒发育调控网络提供补充和资料积累。     

利用多种SSR引物构建小麦遗传连锁图谱及其多态性分析

为完善小麦遗传图谱并对小麦主要品质性状进行QTL定位,以小麦京771和Pm97034及其173个后代重组自交系(RIL)为作图群体,利用906对SSR引物筛选出RIL群体双亲表现多态性的引物270对,多态性频率为29.8%.利用这270对引物对RIL群体进行分析,共检测到184个多态性标记位点,利用其中的129个标记构建小麦分子的遗传连锁图谱.用Mapmaker 3.0和Mapdraw V2.1软件将129个SSR位点绘在小麦遗传连锁图上,该图谱覆盖小麦基因组全长2 106.2 cM,标记间的平均遗传距离为16.32 cM.     

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。     

稻米粒形和垩白度的QTL定位和上位性分析

 利用由181个家系组成的Lemont/特青籼粳交重组自交系群体,以及由161个RFLP、SSR标记和3个形态标记构建的全长为1916.5 cM、覆盖水稻基因组12 条染色体的连锁图,采用线性模型的复合区间作图方法（QTLMapper V10）,对粒长、粒宽、长宽比和垩白度等4个稻米品质性状的数量性状座位（QTL）进行了分析。在水稻的所有12 条染色体上共定位到7个加性主效QTL和19对上位性QTL,其中控制粒长、粒宽、长宽比的主效QTL各2个,控制垩白度的QTL 1个,分别解释12.8%、40.0%、26.0%和42.1%的表型变异;共检测到6对影响垩白度、6对影响粒长、7对影响长宽比的上位性QTL,分别解释52.2%、31.3%和38.2% 的表型变异。结果表明,上位性QTL和主效QTL一样在稻米粒形和垩白度的遗传中起着重要的作用。     

利用重组自交系群体定位玉米生育期相关性状QTL

利用玉米自交系80007和80044为亲本,衍生包含355个家系的重组自交系(RIL)F9群体,采用SSR标记构建包括219个标记的连锁图谱,图谱总长度2 133.5 cM,标记间平均距离9.7 cM。采用完备区间作图法对控制玉米抽雄期、散粉期、吐丝期以及散粉至吐丝间隔期的4个生育期相关性状进行QTL分析。结果表明,共检测到60个QTL,其中抽雄期检测到20个QTL,吐丝期检测到15个QTL,散粉期检测到20个QTL,散粉至吐丝间隔期检测到5个QTL。共有7个QTL对表型变异的解释率超过了10%,表现为主效QTL效应,分布在第3、4和第9染色体。有11个QTL在不同环境中能重复检测出,是受环境影响较小、为较稳定的QTL。分析发现,生育期相关性状的QTL在染色体上有"成簇"分布的现象,并且贡献率较大的QTL控制着多个相关性状。结果表明,bin3.04-3.05、bin3.09、bin7.03和bin9.02-9.03是生育期相关性状QTL的密集区域,这些区域存在对生育期相关性状重要作用的位点。     

利用重组近交系群体检测花生青枯病抗性SSR标记

用抗青枯病花生品种远杂9102与感病品种Chico杂交，从F2起用单粒传法构建了花生重组近交系群体（RIL）F6和F7。采用354对SSR引物对重组近交系F6群体的基因组DNA鉴定，获得多态性标记45个。结合重组近交系群体F6和F7青枯病抗性鉴定结果，应用相关软件统计分析，构建了栽培种花生部分遗传连锁图。图谱总长度为603.9cM，含29个标记（28个SSR标记和1个表型标记）的8个连锁群，还有17个独立的SSR标记；获得了与青枯病抗性相关的SSR标记2个（7G02和PM137），位于该图谱的第1连锁群上，与青枯病抗性基因间的遗传距离为10.9cM和13.8cM，并且位于抗性基因的两侧，两标记间的距离为23.7cM。     

小麦旗叶大小及穗部相关性状的QTL定位

为了发掘更多控制小麦旗叶大小及穗部相关性状的QTL,以兰考906和小偃81创制的133个F6~F7重组自交系为试验材料,在6个环境下利用SSR标记对旗叶大小及穗部相关性状进行QTL定位。结果表明,有202对SSR标记被用于构建遗传连锁图谱,图谱覆盖小麦21条染色体,全长1 678.93cM,标记间平均距离8.30cM。采用完备区间作图法共检测到30个QTL,分布在1B、2A、3D、4A、4B、4D、5D、6A、6B、6D和7D染色体上。其中,旗叶宽QTL有7个,穗长QTL有9个,小穗数QTL有5个,穗粒数QTL有5个,小穗着生密度QTL有4个,不同环境下单个QTL可解释的表型变异率为4.94%~23.14%,有14个QTL的表型贡献率大于10%,有8个QTL可在2个或2个以上环境中被检测到。其中,Qflw-4A在3个环境中被检测到,贡献率为10.13%~20.77%,是控制旗叶宽的稳定主效QTL;Qsl-4D.2在4个环境中被检测到,贡献率为12.58%~23.14%,是控制穗长的稳定主效QTL;Qker-5D在2个环境中被检测到,贡献率为11.44%~14.32%,是控制穗粒数的稳定主效QTL。这3个稳定主效QTL可作为改良叶宽和增加穗粒数的功能QTL作进一步研究。     

普通小麦穗部性状QTL分析

为给小麦穗部性状标记辅助选择提供可供选择的分子标记,并进一步对小麦穗部相关性状QTL进行精细定位及相关基因克隆,利用普通小麦Heyne×Lakin杂交F2代单粒传获得的145个F6代重组自交系(recombinant inbred line,RIL)群体,构建了含有2 210个标记(2 068个SNP标记和142个SSR标记)的总长度为2 139.35cM的遗传连锁图谱,并利用该图谱对小麦穗部性状(穗长、小穗数、穗密度)进行了QTL分析。结果表明,共检测出16个加性QTL,其中,与穗长相关的QTL有6个,分布在2A、2D、3B、4D、5A和7D染色体上,可解释表型变异7.58%~15.94%;与小穗数相关的QTL有4个,分布在1A、4A和7D染色体上,可解释表型变异7.28%~14.78%;与穗密度相关的QTL有6个,位于4D、5A和6B染色体上,可解释表型变异5.60%~20.06%。     

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。     

粳稻大剑叶角资源的发现及剑叶角度的遗传分析与QTL定位

 利用粳稻保持系863B（P1）与A7444（P2）进行配组,构建了P1、P2、F1、B1(F1/P1)、B2(F2/P2)和F2 6个世代,并对剑叶角度进行遗传分析。调查了P1与P2及BC1F1世代141个单株SSR标记基因型和剑叶角度,构建该组合的SSR标记连锁图谱并定位剑叶角度的QTL。该连锁图谱由79个多态位点构成,全长441.6 cM,相邻标记的平均图距为5.6 cM。主基因加多基因的遗传模型分析结果表明,剑叶角度受2对主基因+多基因控制,以主基因遗传为主。单标记分析显示有15个标记与剑叶角度呈极显著相关。利用两种分析软件WinQTLCart 2.5和QTL Network 2.0共同检测到2个控制剑叶角度的QTL(qFLA2、qFLA8)。qFLA2位于RM300-RM145区间,qFLA8位于RM6215-RM8265区间,这两个QTL增效等位基因都来自A7444。     

四倍体杂交冰草SRAP和SSR分子标记遗传连锁图谱构建

为了给后期冰草抗旱耐寒基因筛选及QTL图位克隆搭建平台,并为产量及相关性状QTL定位和分子标记辅助育种奠定基础,以航道冰草和蒙古冰草为亲本,杂交加倍后随机选取180个F₂分离单株为作图群体,利用SRAP和SSR分子标记进行四倍体杂交冰草遗传连锁图谱的构建。结果表明,构建的图谱包含475个标记（240个SRAP标记和235个SSR标记）,分布于14个连锁群,图谱全长为1 592.7 cM,标记间平均间距为3.35 cM,各连锁群长度范围为67.6~145.2 cM。该图谱密度较高、标记位点分布均匀且连锁群更加饱满。     

大豆分子标记遗传图谱的整合及其应用

图谱整合是弥补单个作图群体因分子标记多态性的局限性而难以构建高密度图谱的有效方法.利用具明显农艺性状差异的大豆品种间杂交组合(科丰1号×南农1138-2、南农87-23×NG94-156、苏88-M21×新沂小黑豆和皖82-178×通山薄皮黄豆甲)所衍生的重组自交系群体分别构建了含有560,223,195,133个分子标记的遗传连锁图谱.以各图谱共有SSR标记作为锚定标记,使用JoinMap3.0进行图谱整合,得到一张包含20个连锁群,795个分子标记,总遗传距离2 772.9 cM,平均间距3.49 cM的整合图谱.各连锁群的标记个数在24～69之间,遗传距离在77.1～224.7 cM之间.与Song等的公共图谱比较,标记在连锁群上的分布和位置高度吻合,并增加了5个公共图谱上没有的SSR标记,另有6个SSR标记定位在不同的连锁群上.通过整合图谱可将关联分析所获基因/QTL定位到连锁群区间;便于不同群体定位结果间的比较;并找寻与之连锁更紧密的邻近标记.鉴于本图谱所用作图群体的亲本与国内育种常用材料的遗传来源相近,将更便于国内育种性状的QTL定位研究.     

大豆苗期固氮相关性状的QTL分析

大豆与根瘤菌共生固氮是大豆生长发育所需氮素的主要来源.由于根瘤菌与大豆两者基因型的不同,接种根瘤菌后大豆固氮能力也不同.以合丰25×固新野生大豆杂交组合的重组自交系(RIL)群体F11的104个株系为材料,在严格控菌条件下,用固氮菌株2178进行结瘤匹配鉴定,测定RIL群体及其亲本的固氮酶活性、结瘤数目、侧根数目、根瘤鲜重、茎干重5个指标,对所得数据进行正态分布检验,结合SSR分子数据利用复合区间作图法对其QTL定位分析.结果表明:RIL群体各性状均表现超亲分离,均值介于双亲之间,其偏度和峰度均较小,符合正态分布.这表明所考察性状均为数量性状遗传.应用复合区间作图法进行固氮性状的QTL定位,在Al、L、O、D1b、D2、C2、I连锁群,检测控制固氮的QTL有8个,解释表型变异的7.65%～15.05%,这些QTL及分子标记位点可用于大豆固氮性状的分子标记选择.     

甘蓝型油菜RIL群体株高性状的全基因组关联分析

为提高甘蓝型油菜株高的分子标记辅助育种效率,挖掘与株高相关的功能基因以构建理想株型,利用单个重组自交系(RIL)群体在3个环境下的株高表型数据及7 877个SNP标记的基因型分型数据进行全基因组关联分析。在2个或2个以上环境下同时检测到5个与株高显著相关的SNP(Bn-scaff_15794_3-p62430、Bn-A02-p9599263、Bn-A02-p9409799、Bn-A02-p9993945和Bn-A02-p9636219),均位于A02染色体上。比较利用连锁分析方法的QTL定位结果,发现标记Bn-A02-p9599263和Bn-scaff_15794_3-p62430分别位于QTL(q PH2-2和q PH2-4)峰值处,标记Bn-A02-p9636219和Bn-A02-p9993945分别落在QTL(q PH2-3和q PH2-4)2-LOD的置信区间内,标记Bn-A02-p9409799距离QTL(q PH2-2)的置信区间0.3c M。利用关联分析定位的区间(69.5~80.7c M)比利用连锁方法定位的QTL区间(60.7~95.9c M)缩小了24c M。依据参考基因组信息,在标记Bn-scaff_15794_3-p62430附近2kb处找到1个与株高性状相关的候选基因(GSBRNA2T00090973001)。结果表明,单个RIL群体进行全基因组关联分析可以对连锁QTL分析结果进行补充,缩小QTL置信区间。     

大穗材料高麦1号/ 密小穗F2群体穗长性状的QTL初步定

为了解小麦穗长性状的遗传特性,并将其应用于分子标记辅助育种,以大穗材料高麦1号/密小穗的292个植株的F2群体为材料,利用SSR标记对穗长进行了QTL定位分析.结果表明,选用500对SSR引物对高麦1号和密小穗两个亲本进行多态性检测,共获得180对在双亲问有多态性的引物,多态性引物检出率为36.0％.利用这180对引物进一步进行F2群体筛选,有96对引物在群体中表现出多态性,占多态性标记的53.3％.利用QTL_IciMapping软件构建出小麦染色体组的8个连锁群图谱,并将96对SSR引物定位到遗传连锁图谱上.图谱全长1 383.29 cM,标记间的平均遗传距离15.37 cM.平均每个连锁群有11.25个标记,含有标记最多的是4A和6B染色体,各有17个标记,其次是3A和7B染色体,含有9～14个标记,1B和5D染色体含有的标记最少,只有5～7个.共检测出7个与穗长相关的QTL位点,包括6个加性QTL和1个加性+显性QTL.7个QTL的加性效应值均为正值,单个QTL的贡献率为2.04％～15.26％.其中3A染色体上的QTL位点距离其最近标记只有0.58 cM,为连锁最紧密的一个位点,并且其加性效应值最大,可解释表型变异的15.26％.因此,3A染色体上存在控制穗长的主效基因.     

大豆蛋白质含量的QTL定位

以高蛋白的大豆品种齐黄26和低蛋白的滑皮豆为亲本,杂交获得含170个单株的F2代分离群体,采用SSR分子标记技术,构建了一张包括18个连锁群的分子连锁图谱,覆盖大豆基因组长度1 035.6 cM,标记间平均距离为16.44 cM。利用复合区间作图法,对在济南和冠县衍生出的F2∶3群体的蛋白质含量的进行QTL分析。结果表明:济南试验点定位到3个与蛋白质含量有关的QTL,分布于D2、E和K连锁群上,分别可解释14%、11%和2%的变异;冠县试验点定位到1个与蛋白质含量有关的QTL,位于E连锁群上,可解释3%的变异。通过遗传作图找到3个与所定位的QTL相连锁的SSR标记,这些标记可为大豆分子标记辅助育种提供参考。