高丹草（高梁×苏丹草）产量及其构成因素的QTL定位与分析

利用分子标记技术，在许多作物上已获得了高密度的分子遗传图谱，并定位了许多主要农艺性状的QTL，而在牧草上这方面的研究尚属空白。为提高育种中对牧草产量性状优良基因型选择的效率，对高丹草的单株产量及其构成因素（株高、分蘖数、叶片数）进行QTL定位，确定其在染色体的位置及其遗传效应，探讨其杂种优势产生原因。在以高粱413A和棕壳苏丹草杂交获得的248个F2：3家系构建的作图群体中，应用AFLP和RAPD两种标记技术构建了高丹草（Sorghum×Sudangrass）的遗传连锁图谱。共包含168个标记，分布于10个连锁群，图谱总长度为836cM，标记间平均图距为4．98cM。采用Joinmap／QTL4．0对高丹草单株产量及其三大构成因素进行QTL定位。共检测到QTLM9个，分布在8个连锁群上，其中，第1和3连锁群最多，各为4个和3个。单个QTL解释性状表型变异的5．20％．51．50％。检测到的19个QTL中，表现加性效应的有1个，占5．26％，部分显性效应的有3个，占15．79％，显性效应的有6个，占31．58％，超显性效应的有9个，占47．36％。超显性效应和显性效应在高丹草杂种优势的遗传基础中占主导地位。     

基于SSR分子标记的高丹草遗传图谱构建及相关性状QTL定位

本试验以散穗高粱和红壳苏丹草为亲本,以其杂种F2代的170个分离单株为作图群体,利用SSR分子标记技术和Join Map 3.0作图软件构建高丹草遗传连锁图谱,并在此基础上对分蘖数、株高、氢氰酸含量等8个相关性状进行QTL定位。结果表明:从120对SSR引物中共筛选出50对多态性引物,利用这些引物对作图群体各单株进行PCR扩增,共获得226个多态性标记,平均扩增标记为4.5个/引物。构建出一张由10个连锁群组成的高丹草SSR分子遗传图谱,含181个SSR标记,图谱总长803.13 cM。各连锁群长度在5.8~152.3 cM之间,标记间平均距离4.38 cM,图谱密度较高。在构建图谱的基础上,对高丹草8个相关性状进行QTL定位,共获得17个QTLs,其中控制茎粗的QTL 4个,控制叶宽的QTL 3个,控制叶片数、叶长、分蘖数和穗长的QTL各2个;控制株高和氢氰酸含量的QTL各1个。这些QTL位点分布于高丹草SSR遗传连锁图谱的其中8个连锁群上,其遗传贡献率的范围为12.5%~25.6%。本研究可为进一步开展高丹草重要性状基因的精细定位、图位克隆、功能分析,以及分子标记辅助育种提供理论指导。     

甘蓝型油菜产量及其构成因素的QTL定位与分析

产量性状是复杂的数量性状, 对种子的单株产量及其构成因素(全株总有效角果数、每角粒数、千粒重)进行QTL定位和上位性分析,确定其在染色体上的位置及其遗传效应,可以探讨油菜杂种优势产生原因,提高育种中对产量性状优良基因型选择的效率,达到提高油菜产量的目的。在双低油菜细胞质雄性不育保持系1141B和双高恢复系垦C₁构建的F₂作图群体中,运用SRAP、AFLP和SSR三种标记技术构建了一个甘蓝型油菜(Brassica napus L.)的分子标记遗传连锁图谱。共包含244个标记,分布于20个主要连锁群、1个三联体上,图谱总长度为2 769.5 cM。采用Windows QTL Cartographer Version 2.0统计软件及复合区间作图法,对油菜单株产量及其3大构成因素进行QTL定位,共检测到QTLs 16个分布在9个连锁群上,其中第6和13连锁群最多,均有3个。单个QTL解释性状表型变异的0.38%～73.34%。对于同一性状,等位基因的增效作用既来自母本,亦源自父本;采用双向方差分析法对位点间互作及其上位性进行分析,检测到26对影响产量构成性状的上位性互作效应QTL,说明油菜基因组中存在大量控制产量的互作位点,油菜产量性状的上位性存在着多效性,上位性互作包括QTL与非QTL位点,其中以非QTL位点较多。一般互作位点的独立效应值较小,而互作的效应值显著增大,且一般超过两位点独立效应值之和。反映了控制产量性状基因的复杂性。上位性是甘蓝型油菜产量性状杂种优势的重要遗传基础。     

苦荞SSR分子遗传图谱的构建及分析

构建苦荞遗传连锁图谱,为今后有关苦荞基因组结构、重要农艺性状QTL定位、分子标记辅助育种和基因克隆等研究工作奠定基础。以栽培苦荞‘滇宁一号’和苦荞野生近缘种杂交产生的119份F4代分离材料为作图群体,利用SSR分子标记来构建苦荞的分子遗传连锁图谱。本研究构建的连锁图谱包含15个连锁群,由89个标记组成,其中偏分离的标记有22个,占24.7%,每条连锁群上的标记在2~16之间。连锁群长度在6.9~165.8 cM的范围,覆盖基因组860.2 cM,总平均长度9.7 cM。本研究构建了首张苦荞SSR遗传连锁图谱,为苦荞QTL定位、基因克隆、遗传选育等研究奠定了基础。     

中棉所70分离群体农艺性状相关QTL定位

【目的】定位棉花产量相关性状的数量性状基因座(Quantitative trait locus,QTL)。【方法】以中棉所70的F_2分离群体为遗传作图群体,利用从14 820对简单序列重复(Simple sequence repeat,SSR)引物中筛选出的267对两亲本间的多态性引物检测F_2群体250个单株的标记基因型,利用Joinmap 4.0进行连锁分析,并通过WinQTLCart 2.5复合区间作图法对F_(2:3)群体的株高、单株结铃数和单株果枝数性状进行QTL定位。【结果】在F_2群体中共获得342个SSR标记位点,并构建了包括312个标记、35个连锁群,总长1 929.9 cM的遗传连锁图谱(标记间平均距离为9.2 cM,覆盖棉花基因组的43.4%)。经QTL定位,共检测到19个QTL,其中涉及株高的7个、单株果枝数4个、单株结铃数8个,这些QTL分布在8条染色体上,解释0.25%~11.28%的表型变异。【结论】这些与农艺性状相关的QTL有助于棉花产量分子标记辅助选择。     

大豆重组自交系群体NJRIKY遗传图谱的加密及其应用效果

作物基因组研究,包括基因或数量性状位点(QTL)定位、图位克隆以及物理图谱构建等,首先必须建立具有丰富标记信息的高密度遗传连锁图谱。由科丰1号和南农1138-2杂交组合衍生的重组自交系群体NJRIKY已经构建了4张大豆遗传连锁图谱,但由于遗传信息和标记数目不够充分,在基因和QTL作图时仍然存在精确度和准确度问题。为增加NJRIKY图谱密度,本研究在967对SSR引物中获得了401个多态性SSR标记。结合其他分子数据,使用作图软件Mapmaker/Exp3.0b,获得一张含有553个遗传标记,25个连锁群,总长2071.6cM,平均图距3.70cM的新遗传连锁图谱,其中SSR标记316个,RFLP标记197个,EST标记39个,形态标记1个。连锁群上大于20cM的标记间隔由原来42个减少到2个。原图谱的3个SMV抗性基因定位于D1b连锁群末端的开放区间上且仅与一个RFLP标记连锁,利用加密图谱对Rsc-3、Rsc-7、Rsc-9、Rsc-13、Rsa、Rn1和Rn3等7个SMV抗性基因重定位,全部位于D1b连锁群,与相邻分子标记距离均小于6cM,其中Rsc-9、Rn1、Rsa的距离小于1cM,Rsc-13与EST标记GMKF168a共分离。对本群体农艺性状进行QTL重定位,获得8个性状相关的42个主效QTL,其中20个QTL遗传贡献率大于10%,与原图谱比较,新定位的各QTL的标记区间明显缩短,与相邻标记的连锁更加紧密。     

杂交棉‘冀1518’纤维品质性状的QTL定位及遗传分析

‘冀1518’是以优质品种‘冀228’为母本,丰产品系‘冀567’为父本配制的适机采杂交棉新品种,为挖掘‘冀1518’的优异纤维品质相关分子标记,本研究利用杂交棉‘冀1518’的亲本构建了F_2、F_(2:3)和F_(2:9)(重组近交系)(recombinant inbred lines, RILs)三个世代的分离群体,并利用SSR分子标记分别以F_2群体和RIL(F_(2:9))群体构建遗传连锁图谱,并对纤维品质性状进行定位。结果表明,F_2作图群体共有15个标记位点连锁,包含4个连锁群,全长覆盖237.10 cM,RIL (F_(2:9))作图群体共有45个标记位点连锁,包含11个连锁群,全长覆盖554.42 cM。利用QTL IciMapping 4.1对F_2、F_(2:3)和RIL (F_(2:9))群体的纤维品质性状进行复合区间作图法分析,在F_2及F_(2:3)分离群体能同时检测到15个与纤维品质相关的QTLs,其中,与马克隆值相关的QTL位点q FM-4-2解释表型变异率最高,为21.10%,显性或超显性效应的QTLs占总数的66.7%,表明显性基因是‘冀1518’纤维品质杂种优势的主要来源。在RIL (F_(2:9))群体定位到6个与纤维品质性状相关的QTLs,解释表型变异率在5.10%～10.26%之间。F_2、F_(2:3)和RIL (F_(2:9))群体均能在HAU2349附近(F_(2:9)作图, 0.31 cM)检测到与断裂比强度和马克隆值相关的QTL位点,在HAU2710附近(F_(2:9)作图, 0.84 cM)检测到与整齐度相关的QTL位点,且上述两标记连锁,连锁区段被定位在A6染色体上。本研究获得在多世代中稳定表达的QTLs,有望用于纤维品质分子标记辅助选择,提高育种效率。     

陆地棉光合相关性状的QTL定位分析

光合作用是棉花产量的主要物质来源。本研究以高光效陆地棉冀优861和低光效陆地棉新陆早25号为亲本组配的196个F₂单株为作图群体,利用SSR（Simple Sequence Repeat）标记构建陆陆杂交遗传连锁图谱,共有30个标记位点连锁,包含4个连锁群,全长244.4cM。利用QTL IciMapping 4.1软件的完备区间作图法对冀优861×新陆早25号F_2:3家系的光合相关性状进行QTL作图分析,共定位到光合相关5个性状的10个QTLs,其中1个光合速率QTL和1个胞间CO₂浓度QTL分别定位在D3和D7染色体上。本研究为棉花光合相关性状QTL的精细定位及分离克隆打下基础,为聚合棉花高光效分子标记辅助育种提供理论依据。     

黄瓜种子长度的遗传分析及分子标记

为了今后正确制定籽用黄瓜育种方案和有效地进行品种选育,有必要对黄瓜种子大小进行详细研究。选用种子长短不同的5个黄瓜自交系作为杂交亲本,按照Griffing双列杂交试验方法Ⅱ配制杂交组合。以长种子自交系D06157和短种子自交系D0603为亲本,构建F2分离群体,采用SSR分子标记构建遗传连锁图谱,利用复合区间定位方法进行QTL定位。结果表明：黄瓜种子长度属于数量性状,以显性效应为主,同时存在加性效应,广义遗传力及狭义遗传力较低,分别为28.6777%、10.8384%。构建的4个连锁群含有16个SSR位点,连锁群总长度为287.1 cM,标记间平均距离为17.94 cM。检测出6个与黄瓜种子长度相关的QTL,其中QTL5和QTL6有着较高的对种子长度性状变异的解释率(>5%),距离最近标记的图距分别为2.1 cM、4.3 cM,LOD值分别为7.84、9.69,可解释遗传变异分别为6.07%、6.08%,加性效应值分别为39.12%、37.21%。     

大白菜分子连锁图谱的构建与分析

构建大白菜分子连锁图谱,旨在为紫色等性状的QTL定位奠定基础.以紫菜薹(B.compestris L.var.purpurea Bailey)和结球白菜(B.campestris L.ssp.Pekinensis(Lour.)Olsson)杂交的F2群体为试材,基于231个多态性标记,利用JoinMap 3.0软件,得到包含163个标记、11个连锁群和4个片段的大白菜分子连锁图谱,其中包括117个RSAP标记、38个SRAP标记、5个SSR标记和3个RAPD标记.图谱覆盖基因组长度为821.3 cM,标记间平均图距为5.04 cM.连锁群上23.31%的标记表现偏分离,偏分离标记在连锁群上聚集出现.基于与紫色性状连锁的RAPD标记,推断LG4与大白菜1号染色体对应.该图谱可有效的用于紫色等性状的QTL定位分析.     

玉米抗甘蔗花叶病毒QTL的初步研究

以黄早四(抗)×掖107(感)的F2分离群体(184个单株)为作图群体, 构建了具有65个SSR标记位点的遗传连锁图谱, 覆盖玉米基因组1333.3 cM, 标记间平均距离20.5 cM. 通过人工接种鉴定评价184个F3家系对SCMV引起的玉米矮花叶病的抗性反应. 采用复合区间作图法对抗病数量性状位点(QTL)进行定位及遗传效应分析, 结果共检测到3个QTLs,     

甘蓝型油菜产量及相关性状的QTL分析

高产是甘蓝型油菜育种的重要目标之一，产量是多基因控制的数量性状。本文通过QTL作图分析了产量及其相关性状的数量性状位点，以甘蓝型油菜中油821和保604 F₁代小孢子培养获得的DH系为作图群体，构建了由20个连锁群组成的，包括251个分子标记( 2个RFLP标记，72个RAPD标记，91个SSR标记，86个SRAP标记)的遗传连锁图(10个标记没有分配到连锁群中)。图谱的平均图距为6.96 cM，共覆盖油菜基因组1 746.5 cM。在此图谱基础上采取复合区间作图法，检测到与油菜产量及其相关性状有关的QTL共17个。其中控制株高的3个分别位于第4、第9和第10连锁群上，对性状的解释率为9.42%～17.58%；与分枝部位有关的4个分别位于第4、第6和第7连锁群上，其中Bp1 和Bp2 均位于第4连锁群，对性状的解释率为8.13%～15.20%；与主花序有效长有关的3个分别位于第4、第10和第16连锁群上，对性状的解释率为7.49%～23.36%；与一次有效分枝有关的2个分别位于第1、第4连锁群上，对性状的解释率为15.29%～19.58%；与角果总数和千粒重有关的分别位于第4连锁群和第9连锁群上，贡献率分别为17.42%和7.64%；与单株产量有关的3个分别位于第3、第4和第15连锁群，共解释26.60%的表型变异。部分性状的QTL在连锁群上成簇分布,对性状贡献率很大，表现主效QTLs的特点，相应的性状之间也呈显著相关，这表明一因多效或者相关的QTLs之间紧密连锁是性状相关的遗传基础。本研究中与主效QTLs连锁的标记可用于油菜产量性状的分子标记辅助选择。     

陆地棉花铃期农艺性状QTL定位分析

以陆地棉新陆早35号×益农2号组配的由242个单株构成的F_2群体作为作图群体,利用SSR标记和Joinmap4.0构建了一个遗传连锁图谱。该图谱包含72个标记,分布在20个连锁群上,总长1 286.05 cM,覆盖棉花基因组的29.2%。用完备区间作图法对群体花铃期农艺性状进行了QTL定位分析,共检测到37个QTL位点,株高的7个、始果节高度的2个、节间数的4个、始果节的1个、单叶鲜重的3个、单叶干重的4个、单叶面积的5个、叶绿素含量的2个、单株铃数的9个。通过对棉花重要农艺性状的定位分析,以期找到与这些性状紧密联系的QTL,为今后的育种、分子标记辅助选择和基因克隆提供理论依据。     

应用SRAP、ISSR和TRAP标记构建金针菇分子遗传连锁图谱

本研究应用金针菇(Flammulina filiformis)的两个菌株,黄色金针菇Y1701和白色金针菇W3082为作图亲本,采用分子标记以构建高密度的金针菇分子遗传连锁图谱。通过F1代产生的71个单孢为遗传连锁图谱作图群体,应用SRAP、ISSR和TRAP标记引物,利用PCR对得到的作图群体进行多态性分析,构建了一张拥有11个连锁群以及125个标记位点,总长度860.3 cM的遗传连锁图谱。连锁群平均长度为78.21 cM,最长的连锁群为132.9 c M,最短的连锁群为16.3 c M。多态性标记间最大遗传距离为38.4 cM,最小距离为0.5 cM,连锁图中出现了6个大于20 cM的间隙,标记密度6.88 cM,是迄今以来金针菇遗传连锁图谱相关研究中密度最高的。本研究所获得的高密度遗传连锁图谱有助于金针菇QTL定位,分子辅助育种和基因定位的研究。     

转基因抗虫棉产量相关性状QTL的分子标记及定位

 采用亚洲棉渐渗的纤维强度突出的陆地棉优质新品系0-153与陆地棉转基因抗虫新品系sGK9708为亲本,构建了F₂及F_2∶3分离群体。利用3869对SSR引物筛选亲本,得到125对多态性引物。进一步对183个F₂群体单株分析得到150个多态性标记位点,其中100个标记位点连锁,构建20个连锁群,共覆盖660 cM,占棉花总基因组的14.67%,每个连锁群平均包含5个标记位点,标记间平均相距6.6 cM,其中13个连锁群确定了对应的染色体。利用F₂和F_2:3数据,通过复合区间作图,共检测到28个产量及相关因素的QTLs。这些控制产量性状的QTLs只存在于5个连锁群上,成簇分布。与皮棉产量性状有关的2个QTLs,均与其它多个产量相关性状的QTLs在同一个连锁区段内,增效基因遗传效应方向一致,有必要研究其在标记辅助选择中的效果。本研究没有检测到在多世代表现稳定的QTL。因此,需要培育重组自交系,进一步明确产量性状有关QTL的遗传效应。     

烟草SRAP和ISSR分子遗传连锁图谱构建

采用烤烟品种台烟7号与白肋烟品种白肋21杂交,构建了187个单株的F₂遗传作图群体,利用所筛选的68个能扩增出多态性条带的SRAP和ISSR引物,对F₂作图群体进行PCR扩增和遗传连锁分析,初步构建了一张包含26个连锁群、112个(92个SRAP和20个ISSR)标记位点的烟草遗传连锁图谱。该图谱覆盖长度为1 560.2 cM,平均图距18.1 cM。有16个标记未进入连锁群。26个连锁群包含2~20标记不等,连锁群遗传距离0~291.0 cM。连锁群上有24.1%的标记出现偏分离,主要集中在LG1和LG4连锁群上,其余分散在不同连锁群。该图谱为烟草重要农艺性状的基因定位、以及分子标记辅助选择等研究奠定基础。     

海陆渐渗系棉花吐絮期叶绿素含量、荧光参数及相关性状的QTL定位分析

以海陆渐渗系13-1×辽棉12组配的195个单株的F2群体为作图群体,利用SSR(Simple sequence repeat)标记和Join Map3.0软件构建遗传连锁图谱,构建的遗传连锁图谱包含39个多态性标记、13个连锁群,该图谱总长1174.4 c M,覆盖棉花基因组的26.7%,利用Ici Mapping完备区间作图法对F2:3家系进行相关性状的QTL定位,共检测到30个叶绿素荧光参数、7个叶片干物质含量、6个叶面积指数、1个叶绿素含量的QTL位点,分布在8条染色体上,在同一染色体共标记区间内存在多个性状的QTL,部分位点加性遗传效应来自同一亲本,与干物质含量、最大光化学效应相关的QTL位点在3条染色体上不同标记区间内重复出现,与叶面积指数、最大光化学效应相关的QTL位点在4条染色体上不同标记区间内重复出现,表现出遗传上的一因多效或基因连锁效应,可用于高光效聚合育种。     

豇豆SNP高密度遗传图谱构建及重要农艺性状QTL定位

为促进豇豆种质资源的高效利用和新基因发掘,本研究基于豇豆F2群体,利用重测序技术构建了包含2984个bin标记(142,146个SNP)的遗传连锁图谱。该图谱共11个连锁群,总长1333.48cM,平均图距0.45cM。不同连锁群的长度从84.63～183.15 cM不等,平均图距从0.27 cM至0.89 cM不等。根据F₂、F₃的表型调查,利用该图谱共检测到15个QTL,分别与百粒重、花色、荚长、荚形、荚质、籽粒颜色等14个性状相关。其中荚质、荚长、主茎分枝数等分别检测到1个主效QTL区间,其余性状检测到多个QTL区间。通过对区间内的基因注释分析,分别确定了与荚长、单株荚数、籽粒颜色构成等性状相关的候选基因。本研究中QTL分析结果将为豇豆属重要性状的标记辅助选择奠定基础,而候选基因筛选则有助于深入解析这些性状的遗传机理,提高豇豆分子遗传学研究水平。     

陆地棉重组近交系“中G6” QTL的初步定位

 利用2个陆地棉种质材料爱字棉1517与德州047构建了重组近交系。田间调查显示,两亲本田间性状差异多数达到显著或极显著,群体性状数据完全符合受多位点控制的数量性状遗传的特征。分子标记多态性筛选结果表明,两亲本亲缘关系相对较近,利用SSR构建高密度遗传连锁图有一定困难,但对于所定位的QTL位点,其准确性将会有一定程度提高。试验构建了一张包括51个标记分为15个连锁群的遗传连锁图,总长504.05 cM,覆盖棉花基因组总长度的10.08%。利用两年田间数据检测到QTL位点15个,其中生育期性状3个,纤维品质性状7个,产量性状5个。与标记图距在1 cM以内的QTL位点7个,这将对分子标记辅助育种具有一定的参考价值。     

短季棉早熟性的分子标记及QTL定位

以两个陆地棉品种中棉所36×TM-1的207个F2单株为作图群体,筛选出73个多态性引物,25个SSR标记、35个RAPD标记和13个SRAP标记,构建了第一张以研究短季棉为主的包含43个标记,标记间的最小遗传距离为11.8 cM,最大遗传距离为48.9 cM,总长1174.0 cM的遗传连锁图谱,覆盖棉花基因组总长度的23.48%。检测到与短季棉早熟性状相关的12个QTLs,其中有8个QTLs呈簇分布在LG1连锁群上,找到对表型变异的贡献率在30%以上与全生育期、霜前花率和开花期有关的QTL各1个。