甜瓜果实相关性状QTL分析

以美国厚皮甜瓜品系ms-5为母本,中国薄皮甜瓜品系HM-1为父本,配置杂交组合,构建含有189个单株的F2:3群体,对两亲本高通量重测序开发CAPS标记,构建包含159个标记、12个连锁群的遗传连锁图谱,该图谱覆盖基因组长度为1 771.53 cM,标记间平均距离为11.35 cM。应用复合区间作图法对甜瓜果实单果重、果实长、宽、果形指数、果肉厚度作QTL分析,共检测到与果实性状相关QTL位点18个,分布在第2、4、5、6和7染色体上,LOD值为2.82~18.78,可解释2.68%~79.40%表型变异率。检测到7个与果形指数相关QTL位点,分别为FS2.1、FS4.1、FS6.1、FS6.2、FS7.1、FS7.2、FS7.3,果形指数QTL位点FS6.1位于B0610和E0623两个标记之间,两标记间遗传距离为0.27 cM,LOD值为6.14,解释5.72%表型变异率,通过基因序列比对QTL FS6.1位于甜瓜基因组scaffold00027上,基因注释结果发现,该区域有26个候选基因。     

甜瓜遗传连锁图谱构建及果实相关性状QTL定位

试验以厚皮甜瓜品系M4-5为母本材料,薄皮甜瓜品系M1-15为父本材料,配制杂交组合获得F1、F2代,研究甜瓜果实相关性状遗传规律。对M4-5和M1-15两亲本间存在SNP突变位点序列作CAPS检测,共设计CAPS标记523对,筛选出在亲本间有多态性的CAPS标记223对,多态率43.8%。利用多态性引物标记F2代群体,构建甜瓜遗传连锁图谱,该图谱包含195个标记,12个连锁群,覆盖基因组长度1 702.55 c M,标记间平均距离8.78 c M。检测到果实相关位点共计28个,贡献率介于3.4974%~17.9684%。其中与果实形状相关位点14个,与产量相关位点9个,与可溶性固形物含量相关位点5个。     

基于CAPS标记的甜瓜单果重相关性状QTL分析

【目的】基于甜瓜全基因组重测序技术,挖掘SNP位点并开发CAPS标记,构建遗传连锁图谱。初步为甜瓜单果重相关性状进行QTL定位,为甜瓜单果重相关基因挖掘奠定理论基础。【方法】选取栽培甜瓜品系M4-130为母本,野生甜瓜品系X207为父本,构建F_2:3群体材料。对甜瓜果实单果重、果实长宽、果肉厚度、果形指数及可溶性固形物含量等性状进行相关性分析。对亲本材料进行20×深度重测序,利用BWA、SAMTools、VCFTools等软件在全基因组范围内挖掘双亲SNP位点,利用SNP2CAPS软件结合甜瓜基因组上的限制性内切酶酶切位点开发CAPS标记,建立遗传连锁图谱。最后采用复合区间作图法对甜瓜果实单果重、果实长宽、果肉厚度、果形指数及可溶性固形物含量进行QTL分析。【结果】单果重与果实长度、果实宽度及果肉厚度呈显著相关。开发得到可利用CAPS标记185个,构建一张包含12个连锁群的遗传连锁图谱,覆盖总长度为1 600.45 cM,标记间的平均遗传距离8.65 cM。定位发现与单果重相关QTL位点7个（FW3.1、FW4.1、FW5.1、FW6.1、FW8.1、FW8.2、FW11.1）,与果实长度相关QTL位点7个（FL2.1、FL3.1、FL4.1、FL5.1、FL6.1、FL8.1、FL11.1）,与果实宽度相关QTL位点5个（FWID3.1、FWID4.1、FWID8.1、FWID10.1、FWID11.1）,与果肉厚度相关QTL位点2个（FT6.1、FT11.1）,与果形指数相关QTL位点1个（FS2.1）,与可溶性固形含量相关QTL位点2个（SS6.1、SS12.1）。【结论】获得了24个QTL位点。确定了一个主效QTL位点FW8.1,贡献率高达25.8774%,LOD值为16.8746。发现单果重与果实长度、果实宽度及果肉厚度密切相关,定位区间相同或相邻,紧密集中在3、4、5、6、8、11染色体上。     

新疆棕色棉纤维色泽决定相关数量性状决定基因的QTL定位

[目的]研究新疆棕色棉纤维色素决定基因的QTL定位,为分子标记辅助选择育种提供理论依据.[方法]通过中棉所41号和彩色棉1号杂交的F2群体作为QTL定位群体,在整个棉花基因组中选择350条引物,应用复合区间做图法,对棕色棉纤维色素决定基因进行QTL定位.[结果]经过亲本筛选后,共得到多态性引物45对.分别用此45对引物对F2代群体的137个单株进行扩增,检测到9个QTL连锁群,其中两个有效QTL位点定位到15号染色体上,分别命名为qFC15-1和qFC15-2,可解释表型变异率分别为16.3和0.5.[结论]筛选获得2个棕色棉纤维色素决定基因QTL位点,为进一步克隆该基因奠定基础.     

团头鲂高密度遗传连锁图谱的建立及性别QTL定位

以团头鲂自交197个F_1个体为作图群体,通过RAD-Seq测序挖掘SNP分子标记,构建团头鲂最新一代高质量、高密度的遗传连锁图谱,并对性别相关QTL进行定位。结果显示,该遗传连锁图谱包括10 795个SNP标记,24个连锁群,图谱全长为2 578.54 cM,平均标记间隔为0.24 cM。使用MapQTL6.0软件的多QTL区间作图法,在已构建的连锁图谱上对性别QTL进行定位。取LOD值为3.0为QTL存在的阈值,共定位出4个性别相关QTL,分别位于LG8、LG12、LG15、LG18号连锁群上,单个QTL位点的LOD值范围为3.18～4.17,可解释表型变异范围为7.7%～10.0%。在团头鲂基因组内筛选QTL区间内SNP标记附近的基因,通过基因功能注释分析,筛选到一个参与生殖过程的关键候选基因DCTN2。     

梨遗传连锁图谱的构建与比较分析

【目的】利用已公开发表的梨和苹果的SSR（Simple Sequence Repeat）引物以及从梨转录组开发的SSR引物构建本研究作图群体的遗传连锁图谱,为后期梨重要性状QTL定位和分子标记辅助选择等奠定基础。【方法】以西洋梨品种‘红茄’（Red Clapp Favorite）为母本,东方梨品种‘晚秀’（Mansoo）为父本,构建F1代作图群体。将所选用的SSR引物在亲本和4个子代个体进行PCR扩增,初步筛选出扩增结果符合JoinMap 4.0软件中“CP”作图模式要求的引物,随后在F1群体中检测,选用JoinMap 4.0软件对分离数据进行连锁分析,分别构建亲本的连锁图谱。以双亲图谱在各连锁群上的同源标记作为锚定位点,对双亲图谱进行整合。【结果】利用PCR技术对不同来源的共909对SSR引物（526对梨和283对苹果公开发表的SSR引物,从梨转录组开发的100对SSR引物）进行初步筛选后,发现来自苹果的SSR引物有效扩增片段的比例和多态性均较低,而来自梨和梨转录组开发的SSR引物相对较高。筛选出207对符合作图要求的SSR引物在群体中扩增,构建亲本的连锁图谱。母本图谱中的141个标记分布在17个连锁群上,总长度757.34 cM,标记间平均5.37 cM;父本图谱中的153个标记分布在19个连锁群上,总长度1 149.43 cM,标记间平均7.51 cM。【结论】对不同来源的SSR引物构建的双亲连锁图谱进行整合,最终得到一张由186个SSR标记,覆盖基因组长度1 125.33 cM的整合图谱。     

利用陆海杂种BC1群体构建遗传连锁图谱并初步定位产量性状相关的QTL

摘要：本研究利用中棉所36和海1配制杂交组合,并用中棉所36为轮回亲本构建回交群体(BC1F1, BC2F1和 BC1S1)。用亲本和F1对新开发的2102对SSR引物进行多态性筛选,共筛选到317对含有海1显性带的引物,占筛选引物总数的15.08%;最终对其中的275对引物进行了BC1F1群体扩增,获得306个SSR标记差异位点。连锁分析表明（LOD=6.5）,有254个标记位点连锁,分布在42个连锁群中,覆盖2252.36cM,约占棉花基因组的50.05%;平均每个连锁群有6.08个标记,覆盖53.63 cM;标记间平均间距为8.87cM。利用BC1F1、BC2F1和BC1S1三个不同世代分离群体产量性状数据,共定位16个产量性状QTL,解释表型变异5.77%～19.86%。其中,衣分6个,铃重6个,籽指4个。有9个增效基因来自陆地棉亲本中棉所36,7个增效基因来自海岛棉亲本海1,说明了表型性状较差的品种同样可能含有可用于性状改良的增效基因。控制衣分的3个QTL可在不同的世代稳定检测到,效应稳定,增效基因均来自高值亲本陆地棉,为进一步分子标记辅助选择奠定了基础。     

利用陆海杂种BC1群体构建棉花遗传连锁图谱并初步定位产量性状相关的QTL

利用陆地棉推广品种中棉所36和海1配制杂交组合,并用中棉所36为轮回亲本构建回交群体(BC1F1,BC2F1和BC1S1).用亲本和F1对新开发的2102对SSR引物进行多态性筛选,共筛选到317对含有海1显性带的引物,占筛选引物总数的15.08%;最终对其中的275对引物进行了BC1F1群体扩增,获得306个SSR标记差异位点.连锁分析表明(LOD=6.5),有254个标记位点连锁,分布在42个连锁群中,覆盖2252.36 cM,约占棉花基因组的50.05%;平均每个连锁群有6.08个标记,覆盖53.63 cM;标记间平均间距为8.87 cM.利用BC1F1、BC2F1和BC1S1三个不同世代分离群体产量性状数据,共定位16个产量性状QTL,解释表型变异5.77%/～19.86%.其中,衣分6个,铃重6个,籽指4个.有9个增效基因来自陆地棉亲本中棉所36,7个增效基因来自海岛棉亲本海1,说明了表型性状较差的品种同样可能含有可用于性状改良的增效基因.控制衣分的3个QTL可在不同的世代稳定检测到,效应稳定,增效基因均来自高值亲本陆地棉,为进一步分子标记辅助选择奠定了基础.     

基于CAPS标记的西瓜果实与种子相关性状QTL分析

【目的】基于西瓜全基因组重测序数据,挖掘SNP位点并将其转变为CAPS标记,构建遗传连锁图谱,对西瓜果实与种子相关性状进行QTL分析,为西瓜果实与种子相关性状主效基因精细定位及克隆奠定理论基础。【方法】以普通栽培西瓜品系(Citrullus lanatus ssp.vulgaris)‘W1-1’和黏籽西瓜品系(Citrullus lanatus ssp.mucosospermus)‘PI186490’为亲本杂交获得F_1代,以‘W1-1’为轮回亲本,构建BC_1P_1群体。采摘成熟果实,对每个西瓜果实中心及边缘可溶性固形物、中心及边缘果肉硬度、种子百粒重、种皮底色进行调查及数据分析。对亲本材料进行覆盖度约为20×的全基因组重测序,用BWA、SAMTOOLS及VCFTOOLS等软件比对并检测亲本材料在全基因组范围内的SNP位点。运用SNP2CAPS软件选择7种在西瓜基因组上具有丰富酶切位点的限制性内切酶,对包含SNP位点的序列进行酶切位点分析,转化CAPS标记。选取全基因组范围内均匀分布的450个CAPS分子标记,筛选多态性CAPS标记,对BC_1P_1群体内225株分别进行基因分型,使用QTL Ici Mapping及Windows QTL Cartographer V2.5等软件进行遗传图谱的构建和西瓜果实与种子相关性状的QTL分析。【结果】在两亲本间共获得SNP位点751 532个,根据7种限制性内切酶位点信息共开发了450个CAPS分子标记,筛选出其中具有多态性的200个CAPS标记,在225株BC1P1群体构建一张包含11个连锁群(分别对应11条染色体)的遗传连锁图谱,覆盖长度1 376.95 c M,标记间的平均遗传距离为6.88 c M。QTL分析定位到与果实与种子相关性状QTL位点15个,其中包括中心可溶性固形物含量相关位点3个(CTSS2.1、CTSS2.2、CTSS8.1);边缘可溶性固形物含量相关位点1个(ETSS2.1);中心果实硬度相关位点3个(CFF6.1、CFF6.2、CFF8.1);边缘果实硬度相关位点2个(EFF6.1、EFF6.2);种皮底色相关位点4个(SCC8.1、SCC8.2、SCC8.3、SCC8.4);种子百粒重相关位点2个(SHW6.1、SHW9.1)。15个QTL位点的贡献率范围为5.25%—74.59%,贡献率大于15%的位点有5个(CTSS8.1、SCC8.1、SCC8.2、SCC8.3、SCC8.4)。【结论】共开发出SNP位点751 532个,QTL分析检测到西瓜果实与种子相关性状QTL位点15个,其中主效QTL位点5个,分别为果实中心可溶性固形物及种皮底色相关位点(CTSS8.1、SCC8.1、SCC8.2、SCC8.3、SCC8.4),为进一步精细定位及克隆西瓜果实与种子优良性状基因奠定了基础。     

玉米重组自交系群体遗传图谱的构建及标记

以黄早四和Mo 17为亲本,组建了含239份重组自交系的F9代分离群体.共选取了370对SSR引物用于亲本多态性筛选,结果有126对引物能扩增出清晰的多态性条带.用这些有多态性的引物进一步作群体分析,除有23对引物扩增效果较差外,其余引物在多态性、重复性方面均表现较好.最后,用该重组自交系群体构建了玉米分子标记遗传连锁图谱,该图谱拟合了103个分布于10个连锁群的微卫星标记位点,覆盖玉米整个基因组1 455.4 cM,标记间平均图距14.1 cM.     

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%。     

绿豆高密度分子遗传图谱的构建

【目的】在前期研究的基础上,进一步利用绿豆基因组SSR、EST-SSR、STS和普通菜豆基因组SSR等标记构建绿豆遗传连锁图谱,为绿豆重要性状相关基因的定位、克隆及分子标记辅助选育新品种等研究搭建技术平台。【方法】利用澳大利亚引进的Berken（高感豆象绿豆栽培种）× ACC41（高抗豆象绿豆野生种）及其重组自交系（recombinant inbreed line,RIL）群体,对6 686对引物进行PCR扩增及多态性筛选,包括6 100对绿豆基因组SSR、149对EST-SSR、13对STS和424对普通菜豆基因组SSR引物,将亲本间多态性引物,进一步分析重组自交系群体。结合前期研究的分子标记数据,利用Mapmarker/Exp 3.0软件构建遗传图谱,并设置LOD≥3.0,最大图距50.00 cM。用Joinmap 4.0软件进行图谱整合。【结果】用2个亲本共筛选了6 686对SSR引物,共有3 691对引物有稳定的扩增产物,得到有多态的引物有588对。其中,通过磁珠富集法开发的绿豆SSR引物6 100对,有效扩增3 459对,有效扩增率56.7%,得到多态性引物559对;通过转录组测序开发的绿豆MGCP引物149对,有效扩增126对,有效扩增率84.6%,得到多态性引物21对;通过磁珠富集法开发的菜豆SSR引物424对,有效扩增97对,有效扩增率22.9%,得到多态性引物6对;绿豆STS引物13对,有效扩增9对,有效扩增率69.2%,得到多态性引物2对。表明不同来源和种类的SSR引物在RIL群体亲本中的有效扩增率有明显差别,绿豆EST-SSR引物（84.6%）最高,绿豆STS引物（69.2%）和SSR引物（55.7%）次之,菜豆SSR引物（22.9%）最低。获得一张含有585个标记（499个SSR标记、74个RFLP标记、9个STS标记和3个RAPD标记）的绿豆遗传图谱,图谱总长732.9 cM,包括11个连锁群,每个标记间的平均距离为1.25 cM,平均长度为66.63 cM。每个连锁群长度为45.2-112.8 cM,每条染色体上面的标记数为35-92个,平均53.18个。标记位点数最多的连锁群LG1含92个标记,长度为112.8 cM;标记位点数最少的连锁群LG11仅含有35个标记,长度为48.7 cM。对图谱的585个标记位点进行χ2测验,在P＜0.05和P＜0.01条件下,分别有79个和151个标记表现为偏分离,占总标记位点数的39.3%。【结论】构建了一张目前国内外发表的标记数最多、密度最高的绿豆遗传连锁图谱。     

小豆SSR分子标记遗传连锁图谱构建

【目的】以小豆SSR为锚定标记,将公开发表的豇豆SSR、普通菜豆SSR和EST-SSR标记定位整合到小豆遗传连锁群中,构建中国小豆遗传图谱,为小豆基因定位、图位克隆和分子标记辅助选择育种提供更多可用的分子标记。【方法】用1 473对SSR和EST-SSR引物进行PCR扩增,包括906对豇豆SSR、123对普通菜豆和196对小豆SSR引物及248对普通菜豆EST-SSR引物,筛选亲本间多态性标记,验证栽培小豆HB801×AG109及GM892×AG110的F2分离群体。【结果】整合和构建了含有145个SSR和EST-SSR标记小豆遗传连锁图谱,包括59个小豆SSR标记,新增63个豇豆SSR、9个普通菜豆SSR、14个普通菜豆EST-SSR标记和1个茎色标记。紫茎色性状被定位在第9连锁群,离CEDG022和cbess058标记的遗传距离分别为0.9 cM和0.1 cM。图谱全长823 cM,覆盖11个连锁群,每个标记间平均距离为5.64 cM。每个连锁群长度为49.1—125.6 cM,平均长度74.82 cM;每条染色体上的标记数7—26个,平均13.27个。【结论】率先把小豆近缘物种分子标记引入小豆,加密了小豆SSR分子标记遗传连锁图谱。     

西瓜果皮蜡粉相关基因定位研究

试验选用果皮无蜡粉西瓜品系‘W1-1’为母本,果皮有蜡粉西瓜品系‘1061’为父本,配制杂交组合获得F2代群体,分析果皮蜡粉性状遗传规律发现,西瓜果皮蜡粉性状受一对显性基因控制。利用群体分离分析(BSA)法筛选得到西瓜果皮有蜡粉基因位于第8号染色体,以双亲材料基因组重测序为基础,在定位区域开发30对引物,其中19对引物具有多态性。利用19对引物标记F2代群体,构建分子遗传图谱,该图谱全长230.29 cM,定位到一个距离为2.78 cM控制西瓜果皮蜡粉的位点,两个与该位点紧密连锁的CAPS标记,分别为w8-6149和w8-0794。利用100份西瓜自然群体材料分析2个与西瓜果皮有蜡粉紧密连锁标记有效性,分子数据与田间数据吻合率分别为79.0%和72.0%。     

黄瓜果肉颜色遗传分析及SSR分子标记

选用3个绿色果肉品种649、129-1、津研4号和2个白色果肉品种HL-3、D0351为亲本,按照完全双列杂交方法(Ⅱ)配制10个组合,并构建以绿色果肉649和白色果肉D0351为亲本的F2分离群体,采用加性-显性(AD)模型进行遗传分析。结果表明,黄瓜果肉颜色性状是由多基因控制的数量性状,以显性效应为主,存在一定的加性效应,广义遗传力较高,达到84.112%。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,共构建了两个连锁群,连锁群(Ⅰ)包括标记CSWCT13B、CSWCT17,连锁距离是3.5 cM;连锁群(Ⅱ)包括标记CSWCT29、CSWGCA01,连锁距离是14.6 cM,检测出1个与黄瓜果肉颜色有关的QTL,与最近标记的距离为6.01 cM,且贡献率为11.86%。     

控制甜瓜雄花分化基因的遗传分析及初步定位

利用甜瓜全雌系WI998(无雄花)与雌雄异花同株品系3-2-2(有雄花)杂交,F1代全部表现为雌雄异花同株(有雄花)。F2代群体分离比率有雄花:无雄花为3:1。F1代作父本与全雌系WI998(无雄花)回交,群体分离比率有雄花:无雄花为1:1;F1代作父本与雌雄异花同株品系3-2-2(有雄花)回交,群体全部表现为有雄花。结果表明,控制甜瓜雄花分化的基因为一对显性基因,命名为An。同时以F2代分离群体为试材,采用SSR分子标记初步构建了甜瓜的遗传图谱,定位了控制甜瓜雄花分化基因(An)。图谱由5个连锁群组成,包括18个SSR标记,1个形态学标记,覆盖基因组总长度442.7 cM,标记间平均距离为24.6 cM。初步将控制甜瓜雄花分化基因(An)定位在第2连锁群上,其两侧标记分别是MU4182-2和MU5028-1,与An的间距分别为42.8和26.0 cM。控制甜瓜雄花分化基因的发现进一步完善了甜瓜性别分化基因的表达机理。     

应用Charleston×东农594重组自交系群体构建SSR大豆遗传图谱

 以美国半矮杆大豆品种Charleston为母本，东北农业大学高蛋白大豆品系东农594为父本及其F2:10代重组自交系的154个株系为试验材料，利用164个在亲本之间表现多态的SSR引物对群体进行了分析，构建了一张大豆遗传图谱。该大豆遗传图谱总长度1 913.5 cM，标记间平均距离为11.89 cM。每个连锁群长度变动在0.4～309.5 cM之间，连锁群上的标记数在2～28个之间。各连锁群上的SSR标记并不是均匀分布的，其中A1、C2、D1a三个连锁群存在标记密集区。与国内外已构建完成的5张大豆遗传图谱比较表明，该图谱与国外的大豆公共遗传图谱对应性较好。