利用重组自交系群体定位不同温度条件下玉米种子发芽性状的QTL

以基于豫82×沈137和豫537A×沈137构建的2个重组自交系群体的420个家系为材料,借助SNP分子标记遗传连锁图谱,利用复合区间作图法定位了发芽率(GP)、发芽势(GE)、发芽指数(GI)、活力指数(VI)、苗长(SL)、幼苗干质量(SDW)、根干质量(RDW)7个种子发芽相关性状的QTL。结果表明,基于豫82×沈137的重组自交系群体检测到24个QTLs,分布在1、2、3、5、6、7、10染色体上,单个QTL解释性状遗传变异的5.61%~11.01%;基于豫537A×沈137的重组自交系群体检测到40个QTLs,分布在除第2染色体外的其余9条染色体上,单个QTL解释性状遗传变异的5.39%~11.92%。通过元分析方法将64个原初QTLs中的25个(39.1%)整合进6个mQTLs,分别分布于第3、5、7、10染色体上,每个mQTL平均包含4.17个QTLs,分别参与2~4个性状的调控,其中,mQTL3-2包含了7个QTLs,参与对VI、SDW、RDW、GE等4个性状的调控。确定了位于6个mQTLs对应标记区间的35个候选基因,主要参与种子萌发、氧化还原代谢途径、信号传导、逆境抵御等生物学过程。     

“M8008×烟农15”F2∶3群体株高QTL的检测

利用EMS诱变小麦品种烟农15得到高秆大粒突变体M8008,以M8008为母本与烟农15配制杂交组合获得了F2及其衍生的F2∶3株系。利用SSR标记进行多态性检测,初步分析位于7B染色体上的Xwmc76和Xwmc426与株高连锁,另有该染色体上的4个标记在优选小群体（PSG）中表现多态性。利用这6个标记分析F2群体,构建遗传连锁图谱。利用F2∶3群体进行QTL分析,检测到1个株高的QTL,位于标记Xwmc76和Xwmc426之间,贡献率为9.33%,其增加株高的效应来自M8008。     

一个籼稻叶夹角新基因的激素敏感性分析和基因定位

本研究对一个叶夹角变小、叶片短而直立的突变体ser(Short and erect)进行了植物激素敏感性试验和基因定位。激素试验结果表明,ser对赤霉素(Gibberellic acid,GA)敏感而对油菜素内酯(Brassinolide,BR)敏感性降低。遗传分析结果表明,ser的直立叶性状受1对隐性单基因ser控制。在ser×08CR578 F2群体中,利用分子标记将ser基因定位在水稻第5染色体长臂上的标记RM3437与RM5454之间,ser基因距离2个标记的遗传距离分别为5.3c M和1.5 c M;在ser×L604 F2群体中,ser基因定位于第5染色体上标记RM18504与RM1237之间,距离2个标记的遗传距离分别为1.5 c M和2.1 c M。在2个群体中,ser基因均与标记RM18532共分离。本研究为进一步精细定位与克隆ser基因奠定了基础,也为解析水稻叶夹角变化机制及选育高产理想株型水稻提供了理论支撑和基因资源。     

玉米雄穗结实基因Ts9的初步定位

利用具有Mu9转座子的材料和豫82杂交,从M2分离群体中得到1株雄穗结实突变株,表现型为雄穗上的雄花中雄蕊发育受到抑制,雌蕊不发生退化,雄花转化为雌花。遗传分析表明,该突变性状受1对显性基因控制,初步命名为Ts9。以玉米自交系B73与突变体材料杂交构建BC1分离群体,利用SSR标记将Ts9定位在第1染色体的1.09 bin区域,位于SSR标记umc2047和umc1431之间,距这2个标记之间遗传距离分别为4.2和2.0c M。     

基于BSA法开发CAPS标记定位甜瓜果面沟相关基因研究

试验以无果面沟甜瓜品系M4-5为母本,有果面沟甜瓜品系M1-15为父本,配制杂交组合获得F2代群体,作果面沟性状遗传分析,发现甜瓜果面沟性状为显性遗传,受一对基因控制。通过果实性状相关性分析,果面沟性状与裂果呈显著负相关。利用群体分离分析法(BSA)筛选得到甜瓜果面沟基因位于第11号染色体后半段,以双亲材料基因重测序为基础,在定位区域上开发30对引物,在等区段分割处选择15对具有多态性引物。利用15对引物标记F2代群体,构建分子遗传图谱,该图谱全长181.87 c M。定位到一个距离为3.6 c M的控制果面沟位点,通过加密最终得到一个距离为1.1 c M位点,两个与该位点紧密连锁标记分别为M11-01和M11-51。利用100株甜瓜自然群体材料分析2个与果面沟紧密连锁标记,分子数据与田间数据吻合率分别为74.67%和75.99%。     

杂交旱稻保持系沪旱1B柱头外露率的QTL定位

本研究利用沪旱1B/Ⅱ-32B杂交的F2群体,对水稻的柱头外露率性状进行了QTL分析,研究其遗传机制,以改良沪旱1B的柱头外露率.试验共检测到10个与柱头外露率有关的QTLs,分布在4条染色体上,加性效应起主要作用.检测到3个影响单边柱头外露率(PSES)的QTLs,分别位于3号、7号和9号染色体上,联合贡献率为21.44%;检测到2个影响双边柱头外露率(PDES)的QTLs,位于3号和9号染色体上,联合贡献率为15.98%;检测到5个影响总柱头外露率(PES)的QTLs,位于3,4,7,9号染色体上,其中3号染色体上有2个QTLs位点,总柱头外露率QTLs的单独贡献率在6.86%～9.73%之间,联合贡献率为39.42%.QTL上位性分析,检测到7对显著互作位点,解释了表型变异的67.39%,检测到的上位性效应主要以加性/加性互作效应为主,部分主效QTLs参与了互作.这些QTLs分子标记为改良沪旱1B的柱头外露率性状进行分子标记辅助选择提供参考.     

利用水稻F_2群体对其抽穗期和株高的QTL定位

利用遗传作图群体对水稻抽穗期和株高进行QTL定位,以明确控制性状的基因,揭示性状的遗传机制。将粳型品种月之光与籼型品种明恢63杂交(月之光×明恢63),获得一个含189个家系的F2遗传作图群体;利用该群体建立含127个SSR标记的遗传连锁图谱,图谱覆盖12条染色体,连锁群总长度2 123cM,标记间平均距离16.7cM。F2群体抽穗期和株高均表现为连续的数量变异,呈正态分布,且出现明显的双向超亲分离,抽穗期和株高之间呈现极显著的正相关。以QTL作图软件Cartgrapher 2.5对F2群体抽穗期和株高性状进行了QTL定位分析,共定位到4个与抽穗期相关的QTLs,分别分布于第1、6、8、12号染色体上,第8号染色体上的qHD8 LOD值为10.70,贡献率达48.0%,是主效基因,与已克隆的DTH8在相近位置,可能是DTH8。定位到4个与株高相关的QTLs,分别位于第1、3、8、12号染色体上,表型贡献率为6.3%～21.1%,第1号染色体上检测到的qPH1能解析21.1%的表型变异,是主效基因,位于矮秆基因sd1附近,可能是sd1。定位到的这些QTLs是进行分子标记辅助选择改良相应性状的候选基因位点。     

利用水稻F2分离群体进行苗期耐冷性数量性状基因定位

利用典型粳稻品种北海289和典型籼稻品种Dular杂交的118个F2分离群体为材料，构建了一张包含79个微卫星标记的水稻分子连锁图谱，以低温下幼苗生长高度、叶绿素含量、致死温度处理后的枯萎和死苗为耐冷性指标，进行了苗期耐冷性数量性状位点(QTLs)分析．以低温下幼苗高度为指标，定位了3个分别位于染色体1，3和9上的3个QTLs；而在染色体2，8，9和11上分别检测到与低温下叶绿素含量有关的4个QTLs；用枯萎和死苗定位的4个QTLs则分别位于染色体5，9和12(两个)上，这些QTLs控制的表型变异最小的仪为3．82％，最大的达34．66％，位于染色体9上的RM160位点是一个同时具有抵御低温下幼苗生长迟钝、缺绿、枯萎和死苗的多效基因位点。     

基于不同群体的玉米产量性状QTL分析

定位不同环境和遗传背景下稳定表达的数量性状基因位点是分子标记辅助选择的前提和基础。本研究应用NX531×M531和郑22×丹599分别构建2套F2:3群体(分别以N/M群体和Z/D群体代表),利用SSR标记,在不同环境下对11个产量及相关性状进行QTL检测。N/M群体共定位到QTL 144个,其中环境钝感QTL 42个;Z/D群体定位到QTL 62个,其中环境钝感QTL 4个。2个F2:3群体间共检测到5个遗传背景"一致性"QTLs和7个QTL富集区。这些在不同环境或不同遗传背景下检测到的QTLs,为进一步精细定位和基因克隆奠定了基础,也为分子标记辅助选择的应用提供了借鉴。     

玉米籽粒容重QTL 定位

以优良玉米自交系农系531(NX531)和航天诱变后的农系531(M-NX531)为亲本组配F2∶3群体,2012年在邯郸农科院试验田对亲本和定位群体进行夏播,收获后考种测得籽粒容重性状表型数据,利用SSR标记构建此群体的遗传图谱,采用复完备区间作图法(ICIM),对玉米籽粒容重性状进行QTL定位,并对其加性效应和上位性效应进行分析。研究结果表明,构建的遗传图谱总的遗传长度为1 179.8 c M,约占玉米全基因组的85.76%,标记间的平均距离为11.91 c M。通过定位分析,检测到容重的加性QTLs共3个,分别位于第1、6、8条染色体上,共解释20.29%的表型遗传变异;检测到容重的上位性QTLs共3对,涉及6个位点,分布于第1、3、4、10共4条染色体上,并解释67.08%的表型遗传变异。除了加性效应和显性效应外,上位性效应也是容重的重要遗传基础。     

大豆粒形性状与百粒重的QTL定位

文章选用东农46和L-100杂交构建的F2:10、F2:11代大豆重组自交系群体127个家系为作图群体,通过全基因组重测序技术,开发bin标记,构建高密度遗传连锁图谱,结合两年四点的大豆粒形性状和百粒重表型数据,利用IciMapping 4.0软件的完备区间作图法作加性QTLs和QTLs间上位性互作检测。结果表明,经粒形性状和百粒重主效QTLs检测,获得81个与大豆粒长、粒宽、粒厚、粒体积和百粒重相关QTLs,分布于18条染色体,贡献率1.66%～30.70%,其中贡献率最高位点分别为qSL-4-2(23.85%)、qSW-1-1(15.40%)、qST-1-2(17.66%)、qSV-15-1(30.70%)和q100-SW-19-1(15.43%);经相关性状加性×加性上位性互作检测,获得43对大豆粒形性状和百粒重加性×加性上位互作效应QTLs,贡献率1.41%～23.19%。     

基于四交群体的玉米叶夹角和叶向值QTL定位分析

选育耐密紧凑株型是增加玉米单位面积产量的重要途径之一,而叶夹角和叶向值是衡量株型的重要参数。本研究选用叶夹角和叶向值存在差异的玉米自交系郑58、PH6WC、87-1和自330构建1个四交(郑58/豫87-1//PH6WC/自330)组合,以228个四交F1单株为作图群体,构建了1张含225个SSR位点,全长1 387.2cM的玉米分子标记遗传连锁图谱,标记间平均间距为6.19cM。基于四交群体应用区间作图法检测4个环境下的QTL,共检测到13个叶夹角相关QTL,分别位于第1、2、3、4、5、7和10染色体上,单个QTL可解释5.1%~20.0%的表型变异;检测到15个叶向值相关QTL,分别位于第1、2、4、5、7、8和9染色体上,单个QTL可解释5.4%~20.1%的表型变异。其中qLA-E2-2和qLA-E4-2落在同一标记区间umc1692-umc2297(bin 5.03),分别解释16.6%和13.2%的表型变异;qLO-E1-1、qLO-E3-2和qLA-E4-1落在同一标记区间umc1568-bnlg1953(bin1.02),分别解释10.1%、19.9%和12.3%的表型变异;qLO-E2-1和qLO-E3-1落在同一标记区间phi056-phi427913(bin 1.01),分别解释13.8%和10.0%的表型变异。这些多个环境共同检测到的QTL将为玉米耐密理想株型育种中叶夹角叶向值的分子标记辅助选择提供有益信息,加速耐密株型玉米品种的选育。     

水稻粒形性状QTL定位分析

为稻米品质分子育种改良提供新的辅助选择标记和理论依据,以籼爪交(籼稻×爪哇稻)组合V20B/CPSLO17衍生的150份重组自交家系(RIL)为作图群体,结合RIL群体的粒形性状表型数据,运用QTL IciMapping 4.0软件进行粒形性状QTL检测及其遗传效应分析。结果表明,在7条染色体(1,2,3,4,5,7,10)上共检测出5个粒长性状QTLs(qGL-1,qGL-2,qGL-3,qGL-7,qGL-10)、3个粒宽性状QTLs(qGW-2,qGW-4,qGW-5)和4个长宽比性状QTLs(qLWR-1,qLWR-3,qLWR-5,qLWR-7)。第3染色体的Marker910209-Marker823024标记区间对粒长和长宽比具有较大遗传效应,表型变异贡献率分别为21.37%和28.35%;第5染色体的Marker1642127-Marker1514505标记区间对粒宽和长宽比具有较大遗传效应,表型变异贡献率分别为29.71%和17.42%。     

鲜食甜玉米南方锈病抗性QTL定位分析

为挖掘新的抗南方锈病基因资源,本研究以甜玉米组合M5×M114的216个F2单株为遗传作图群体,应用BSA方法从500对SSR引物中筛选出2对在F2代抗病和感病DNA池间具有多态性的引物,分别位于4和9号染色体上;在4和9号染色体上重新设计100对SSR引物,构建了包含33个标记位点总长为241.2cM的连锁遗传图,各个标记间的平均距离为7.53cM。结合F2单株对南方锈病的抗性表现,用复合区间作图法在4和9号染色体上共检测到7个显著的南方锈病抗性QTLs,其中:4个QTLs位于4号染色体上,可解释12.1%、7.8%、18.2%和14.9%表型变异;3个位于9号染色体上,分别解释17.0%、13.3%与19.2%的表型变异。研究结果可为抗南方锈病的精细定位、主效基因克隆和抗南方锈病鲜食甜玉米品种选育提供理论依据。     

一个玉米叶夹角突变体的表型鉴定及遗传分析

玉米叶夹角是高密度育种的重要影响因子,与株型育种及产量高度相关;叶夹角相关QTL/基因的鉴定不仅有助于剖析叶夹角的遗传基础,也为玉米叶夹角及株型的遗传改良提供重要的分子靶点。以自交系‘LY8405’自然突变获得的突变体‘FU1603’为主要研究材料,开展叶夹角性状的表型鉴定、遗传分析及定位等试验。结果表明,与‘LY8405’相比,‘FU1603’穗三叶的叶夹角显著降低(P0.05),而且伴随有叶片卷曲等表型;且在植株的株型、穗部性状及籽粒性状上均发生了显著的改变(P0.05)。遗传分析表明‘FU1603’为一个单隐性核基因控制的突变体(χ~2值0.5)。采用BSA (Bulked segregant analysis)方法筛选到与突变位点紧密连锁的3个SSR标记C1-2、C1-16和C1-18,利用‘FU1603’与‘B73’自交系杂交产生的160个F_2单株开展了上述3个连锁标记的共分离分析;进一步利用此3个标记筛选后代重组交换单株,最终将控制叶夹角的突变位点定位在玉米第一染色体1.02 bin标记C1-18和C1-2之间9 Mb范围之内,为后续该位点的精细定位及克隆奠定良好的基础。     

水稻抽穗期基因Hd6-f1的定位

本试验以明恢63(供体)/早熟豫6(受体)的BC4F2分离群体为材料,采用BSA(Bulked segregation analysis)法,对控制水稻抽穗期分离的基因进行SSR分子标记定位。BC4F2出现抽穗期分离,早抽穗植株为253株,晚抽穗植株为657株,χ2=3.66P0.05=3.84,符合1∶3的孟德尔分离比,表明F2群体的抽穗期分离受一对等位基因控制,晚抽穗性状为显性。以明恢63×早熟豫6的BC4F2分离群体的253株隐性单株为定位群体,将该抽穗基因(暂时命名为Hd6-f1)定位在水稻第6染色体分子标记RM19771与RM527之间,遗传距离分别为0.2 c M和2.9 c M,与RM19780共分离。     

小麦ILs群体SSR分子标记遗传连锁图谱构建

【目的】为小麦回交导入系(introgression lines,ILs)群体(‘晋麦47’ב西峰20’)构建简单重复序列(simple sequence repeats,SSR)标记遗传连锁图谱.【方法】通过小麦ILs群体160个株系对2 306对均匀分布在21条染色体上的SSR标记进行多态性筛选,利用筛选出的多态性SSR标记对该群体进行遗传多样性分析和遗传连锁图谱构建.【结果】该群体共筛选出442个多态性SSR标记,每个SSR位点平均遗传多样性指数(H′)为0.31,多态性信息量(PIC)为0.25.其中,B基因组和第Ⅲ同源群H′与PIC较高,而D基因组和第Ⅰ同源群较低.通过聚类分析,该群体160个株系可分为5大类群.利用多态性SSR标记构建了1套涵盖小麦21条染色体的遗传图谱,总长度5 857.39 cm,每条染色体的平均长度为277.27 cm,标记间的平均距离为13.25 cm.【结论】构建了1条可用于小麦复杂数量性状精细定位和分子标记辅助选择育种的遗传连锁图谱.     

利用2个相关群体定位和比较水稻株高与抽穗期QTL

利用一个共同亲本构建的2个重组自交系群体对控制水稻株高和抽穗期进行基因定位和比较分析。结果表明:2个群体共定位到11个控制抽穗期的数量性状位点(QTLs)和11个株高QTLs。控制抽穗期的主效QTL在珍汕97/南洋占群体内位于第7染色体RM500-RM445标记之间;在珍汕97/德陇208群体内定位于第7染色体RMRG4499-RM445标记之间。而控制株高的主效QTL在2个群体中分别定位于第1染色体RM472-RM104之间和第7染色体MRG4499-RM445之间。比较定位结果发现,抽穗期主效QTL在2个群体内都被定位于第7染色体中部位置并且有共同标记RM445,很有可能是同一个基因。说明抽穗期是由主效QTL控制的数量性状,遗传稳定。株高主效QTL在珍汕97/南洋占群体内被定位于第1染色体接近末端标记RM104附近。在珍汕97/德陇208群体内则定位于第7染色体,与该群体控制抽穗期QTL共享RM445标记。     

RAD测序法用于鸡双向选择家系群体遗传差异分析

SNPs遗传标记已成为群体遗传学和数量遗传学研究重要工具。RAD测序法是基于新一代高通量测序技术进行SNPs开发最为有效、经济的方法之一。研究以针对脂肪性状进行双向选择的髙脂-低脂鸡家系和针对体重性状进行双向选择的高体重鸡-低体重鸡家系为对象,利用RAD测序法进行简化基因组测序及群体遗传差异分析。测序和分析结果显示,实验共获得57.88 M reads,平均每个个体检测到98 671个SNPs。群体pairwise Fst结果发现,在高脂-低脂鸡双向选择家系中,许多位点存在差异性,其中部分位点与前人研究结果相一致。在高脂-低脂双向选择家系中,例如5号染色体上的NOVA1区域呈现显著差异,表明该区域可能与鸡脂类代谢和腹脂沉积有重要关联;在高体重-低体重鸡双向选择家系中,存在一些群体差异缺失标签,例如高体重鸡的13号染色体上SH3RF2除第一个外显子以外区域基因信息的缺失,导致鸡体重显著增加,推测这种结构缺失变异可能与高强度人工选择有关。研究表明,RAD测序法不仅能够快速、准确地获得高通量SNPs遗传标记,而且具有较高分辨率,能够适用于诸如双向选择家系这种存在微小遗传差异群体间的遗传检测和分析。     

玉米抗纹枯病QTL定位

为明确玉米对纹枯病的抗病机制,以玉米自交系CML429 (抗)×DM9 (感)的182个F2单株为作图群体,构建了包含82个SSR标记位点的遗传连锁图谱,覆盖玉米基因组的1530.9cM,标记间平均图距为18.67cM.通过人工接种分析F2∶ 3群体对纹枯病病菌的抗性表现,用复合区间作图法分析抗病QTL及遗传效应,共检测到4个抗性QTLs,分布于第6、7和10条染色体上,在第6染色体上检测到2个QTLs,分别与标记bnlg107、umc1796连锁,其遗传效应分别能解释表型方差的12.63 %和0.27 %;在第7、10染色体上各检测出1个QTL,分别与标记bnlg1161、phi059连锁,其遗传效应能分别能解释表型方差的15.21 %和5.42 %.