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。     

基于高密度遗传图谱定位新的水稻抽穗期QTLs

【目的】挖掘新的控制水稻抽穗期的QTLs,为水稻花期调控的遗传机理研究和分子育种提供新的基因资源。【方法】以籼稻品种特籼占空间诱变突变体CHA-1和籼稻航恢7号空间诱变突变体H335为亲本进行杂交,构建包含275个株系的重组自交系(RIL)作图群体,利用由两亲本重测序及RIL群体简化基因组测序所构建的高密度遗传图谱,在2个环境下进行水稻抽穗期QTL定位。【结果】经两亲本重测序及RIL群体简化基因组测序,构建了包含2 498个Bin标记的高密度遗传图谱。该图谱覆盖水稻12条染色体,各染色体标记数平均208.17,标记间平均遗传距离为0.95 cM。在2个环境下共定位到4个影响抽穗期的QTLs,分布于第3、第6和第8号染色体,其中qHD-6和qHD-8-1位于前人已报道定位的区域并被克隆,另外2个QTLs(qHD-3和qHD-8-2)尚未见报道,并且qHD-8-2能在2个环境中被重复检测到,贡献率分别为8.30%和10.89%。【结论】通过构建的高密度遗传图谱在2个环境中共检测到4个影响抽穗期的QTLs,其中qHD-3和qHD-8-2是新的抽穗期QTL位点,可用于后续抽穗期调控基因的精细定位及克隆研究,也可用于水稻抽穗期的分子调控机理研究与育种。     

利用单片段代换系定位水稻抽穗期QTL

 抽穗期是水稻品种的重要农艺性状之一，对抽穗期QTL进行定位并研究其遗传效应在水稻育种中是至关重要的。本研究利用以6个水稻品种为供体的52个单片段代换系为试验材料，通过t测验比较单片段代换系与受体亲本华粳籼74之间抽穗期的差异，对代换片段上的抽穗期QTL进行了鉴定。以P≤0.001为阈值共鉴定出20个抽穗期QTL，这些QTL分布于水稻的10条染色体。QTL加性效应值为-5.9～1.1，加性效应百分率为-7.4%～1.4%。有8个QTL被定位在小于10.0 cM的区段内。利用1个单片段代换系与华粳籼74杂交发展的F2群体对qHD-3-1进行了定位。在作图群体中，早抽穗和迟抽穗植株数符合3:1的分离比，早抽穗表现为显性。利用微卫星标记将qHD-3-1定位于3号染色体短臂，PSM304和RM569分别位于其两侧，遗传距离分别为2.4 cM和5.1 cM。     

白菜重要园艺性状的QTL定位分析

为从转录水平上准确定位显著影响各性状的QTLs,及其遗传效应和互作规律,以矮脚黄白菜自交系(97-3-2)和白蔓菁芜菁自交系(001-24)为亲本及其杂交建立F6重组自交系群体为材料,采用cDNA-AFLP、cDNA-SRAP技术,构建了一个总长度为1 048.4 cM包含311个分子标记,14个连锁群的高密度转录图谱。并采用基于混合线性模型的QTL作图分析软件QTLmaper2.0对F6群体进行QTL作图分析,检测到控制蛋白质、Vc、株高、伸展度、叶片数、单株质量等12个主要园艺性状的42个QTL,定位于分子转录图谱的14个连锁群中,并阐明了单个QTL的遗传效应及QTLs间的互作遗传效应。     

小麦品种偃展1号与品系早穗30重组自交系群体遗传连锁图谱构建及重要农艺性状的QTL分析

【目的】构建重组自交系(recombinant inbred line,RIL)群体及其遗传连锁图谱,对小麦重要农艺性状进行数量性状位点(quantitative trait locus,QTL)分析,为发现小麦新基因与分子标记辅助育种奠定基础。【方法】配制普通小麦品种(系)早穗30和偃展1号的杂交组合,通过一粒传的方法培育重组自交系群体;利用SSR(simple sequence repeat)标记、DarT(diversity arrays technology)标记、ISBP(insertion site-basedpolymorphism)标记以及抽穗期和株高的功能标记绘制其遗传连锁图谱并通过复合区间作图法(Compositeinterval mapping,CIM)对多个环境下的抽穗期、株高、千粒重、穗粒数、每穗小穗数、穗长等农艺性状进行QTL定位分析。【结果】培育出由219个F7家系组成的重组自交系群体;构建了含481个分子标记的遗传连锁图谱;检测出分布在12条染色体上的26个与重要农艺性状相关的QTL,其中9个QTL能够在至少2个环境下重复;研究还发现了3个QTL聚集的"QTL簇",其中4D染色体上的矮秆基因Rht2所在区段控制株高与千粒重,5D染色体上的Vrn-D1-WMS212区间控制抽穗期、穗粒数与每穗小穗数,7B染色体上wPt4230-wPt4814区段控制抽穗期、穗粒数、株高与穗长。【结论】构建的小麦遗传作图群体可成功地用于重要农艺性状分析;矮秆基因Rht2与春化基因Vrn-D12个发育相关基因均与多个重要农艺性状有关;在7B上可能存在与发育相关的重要新基因。     

水稻籼粳亚种分化关联性状的QTL分析

亚洲栽培稻分为籼粳两个亚种,程氏形态指数法已经广泛应用于籼粳分类的研究和生产实践中,但籼粳分化相关性状的遗传基础还多不清楚.本研究以典型粳稻牡丹江8号和典型籼稻明恢63的杂交F2群体为材料,构建遗传连锁图,检测到了11个籼粳分化相关性状(稃毛长、粒长、粒宽、倒一节间长和抽穗期)的QTL.同时定位了13个与这些性状高度相关的株高、穗长和护颖长的QTL.结果表明,检测到5个控制稃毛长的QTL,最大贡献率为25.57%;4个控制穗长的QTL,总贡献率为47.13%;4个控制抽穗期的QTL,分别位于第3、第7染色体上;控制粒长和控制粒长的QTL各检测到1个,贡献率分别为38.03%、20.56%.本研究为相关性状基因的克隆打下了基础,并加深了人们对籼粳分化的认知.     

小麦株高相关性状的QTL分析

为探索小麦株高及其相关构成性状的遗传基础,以小麦品系"0911-46"与品系"42"杂交获得的F2及其衍生F2∶3群体为材料,应用SSR标记构建连锁图谱,在杨凌和乾县2种环境条件下对株高、穗下节长、基部第Ⅰ节长、基部第Ⅱ节长进行QTL定位研究。结果表明:所构建的连锁遗传图谱覆盖小麦全基因组的1 423.54cM,标记间的平均遗传距离为8.09cM。共检测到47个QTLs,涉及小麦1A、1D、2A、2B、2D、3A、4B、4D、5A、5B、5D、6B、6D、7A、7B、7D染色体。其中,有16个株高QTL,15个穗下节长QTL,8个基部第Ⅰ节长QTL,8个基部第Ⅱ节长QTL,单个QTL可解释0.29%~63.42%的表型变异。4D染色体上Xwmc473-Xwmc285标记区间内距Xwmc473标记2.07cM处,在F2和F2∶3的2种环境中都能检测到株高QTL,表现出世代间和环境稳定性。此外,在该标记区间还能同时检测到分别控制株高、穗下节长、基部第Ⅰ节长、基部第Ⅱ节长的QTL,表明这一标记区间是一个株高及其构成性状QTL富集区。     

甜玉米株高的多世代遗传分析与QTL定位

【目的】研究甜玉米株高的遗传模式和QTL定位,为玉米高产、耐密和抗倒伏育种提供理论依据。【方法】以株高有显著差异的甜玉米自交系T14和T4为亲本配制杂交组合,采用主基因+多基因混合遗传模型和P1、P2、F1、B1、B2和F26个世代联合分析的方法,对甜玉米株高性状进行遗传分析;以330个F2单株为作图群体,采用复合区间作图法和群体分离分析法(BSA法),在F2和F2:3家系中检测株高QTL。【结果】玉米株高受2对加性-显性-上位性主基因控制,在各个分离世代都以主基因遗传为主;在F2群体中,检测到的3个QTL位于第1染色体,2个QTL位于第5染色体上,对表型变异的贡献率为7.8%~28.8%;在F2:3家系中,检测到的4个QTL位于第1染色体,4个QTL位于第5染色体上,对表型变异的贡献率为4.8%~27.4%。【结论】在F2和F2:3家系中检测到的株高QTL都集中在第1和第5染色体上,形成了2个明显的株高QTL簇,这一结果与2对主基因+多基因的遗传模型相吻合。     

玉米杂交种苏玉16农艺性状的QTL分析

采用强优势玉米杂交种苏玉16(JB×Y53)的两个亲本自交系,配置F2和相应F2∶3作图群体。利用154个SSR标记构建了分子标记连锁图谱,覆盖全基因组1 735.0 cM,标记间平均图距为11.3 cM。同时考察F2和F2∶3群体的株高、穗位高、抽穗期和散粉期等共10个重要农艺性状,采用联合F2和F2∶3群体的作图方法定位有关QTL。此外,采用QTL Cartographer V2.5软件分别对F2和F2∶3群体进行了有关QTL的重演性验证。结果表明,采用联合作图方法在调查的10个性状上共定位到93个QTL,采用QTL Cartographer V2.5软件共定位到96个QTL,其中56个能用两种方法重演验证。     

甜玉米小斑病抗性主效QTL挖掘

为对玉米小斑病抗性进行QTL定位,以甜玉米杂交组合‘T8’בT33’的200个F2代单株为遗传作图群体,构建遗传连锁图谱,通过对各单株叶片进行图像扫描进行抗病鉴定,定位QTL。结果表明,构建了全长1 270.2cM的玉米分子标记遗传连锁图谱,含214个SSR位点,标记间平均间距5.9cM。以全株、穗三叶和穗位叶的病斑面积比作为各单株小斑病抗性表型值,应用复合区间作图法共检测到11个小斑病抗性QTL,分布于第3、4、5、6和9染色体上,单个QTL可解释5.08%～19.67%的表型变异。在第3染色体umc1746～bnlg1523和第5染色体bnlg603～mmc0081均同时检测到3个抗性指标的主效QTL,各主效QTL的贡献率均10.00%。在第3染色体umc1399～umc1307同时检测到穗三叶和穗位叶病斑面积比相关QTL,贡献率分别为5.08%和9.49%。     

玉米果穗出子率QTL定位及上位性分析

利用郑58×昌7-2组配的225个F2单株为作图群体,构建了全长为1 987.7 cM、覆盖玉米基因组10条染色体的分子标记遗传连锁图,标记间平均距离11.0 cM.采用复合区间作图方法(CIM),对玉米出子率性状进行QTL定位,利用多区间作图法(MIM)对上位性效应进行了分析.结果表明,在玉米第1染色体和第3染色体上检测到2个稳定的QTL位点,分别可以解释8.47%和10.52%的表型遗传变异.检测到5对上位性QTL,涉及6个位点,分布于第1,2,3,4和第5染色体,共解释9.94%表型遗传变异.这说明除了加性效应和显性效应外,上位性效应也是出子率性状的重要遗传基础.     

甜玉米雄穗一级分枝数QTL定位

【目的】为改良玉米雄穗性状.【方法】以雄穗一级分枝数有显著差异的超甜玉米自交系T4和T19为亲本,构建了包含232个单株的F2群体,考察雄穗一级分枝数,利用复合区间作图法进行QTL定位.【结果和结论】结果获得一张包含77个SSR标记的遗传连锁图谱,全长868.7 cM,标记平均间距为11.28 cM,共检测到4个与超甜玉米雄穗一级分枝数相关的QTL位点,分别位于玉米第4、7、8染色体上,可解释5.08%~17.71%的表型变异.主效QTL位点qTBN-4位于第8染色体,可解释17.71%的表型变异.这些QTLs将为雄穗一级分枝数的分子标记辅助选择提供依据.     

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 %.     

鲜食甜玉米籽粒蛋白质含量的QTL定位

【目的】研究鲜食甜玉米籽粒蛋白质含量的QTL定位,为加快高蛋白质含量甜玉米的育种进程及实现分子标记辅助选择提供理论依据。【方法】以籽粒蛋白质含量有极显著差异的超甜玉米自交系T8和T48为亲本配制杂交组合,以232个F2单株为作图群体,构建了包含245个SSR标记位点、全长1 527.76cM的玉米遗传连锁图谱,标记间的平均距离为6.23cM,用复合区间作图法在F2和F2:3家系中检测籽粒蛋白含量相关QTL。【结果】在F2群体和F2:3家系中共检测到10个鲜食甜玉米籽粒蛋白含量QTL,分别位于第2、4、5、6和9号染色体上,其中F2群体、F2:3家系分别定位到4和6个籽粒蛋白含量QTL,单个QTL可解释5.97%～16.52%的表型变异。【结论】有2个主效QTL在F2群体和F2:3家系中均可被检测到,分别位于2号染色体的bnlg1017-umc1823区间和9号染色体上的umc2119两侧,1个主效QTL在F2:3家系的2个重复中均可检测到,位于第4号染色体的umc1808-umc1871区间。这些QTL可以作为利用分子标记辅助育种途径进行玉米遗传改良的依据。     

海岛棉抗黄萎病性状分子标记的研究及QTL的定位

以高抗黄萎病海岛棉品种新海15号和高感陆地棉品种新彩棉1号为材料,通过对其F2分离群体和F2∶3家系进行QTL研究, 构建了一个包括11个连锁群、标记间平均间距为8.6 cM、全长547 cM的海陆种间分子标记遗传连锁图.应用WinQTLCartV2.5软件, 利用复合区间作图法(CIM)原理对相对病情指数进行了全基因组扫描和基因定位分析,检测到2个跟抗黄萎病性状紧密连锁的QTLs,都位于连锁群1上,并分别解释F2∶3群体的表型变异为46.74;和48.69;,初步认为海岛棉新海15号抗黄萎病性状由两个主效QTLs共同控制.研究所获得的这两个QTLs是主效的,且与抗黄萎病性状紧密连锁,为抗黄萎病育种奠定基础,对加速棉花育种进程具有一定意义.     

水稻光温敏核不育基因的分子标记定位研究

研究了粳型两用不育系D18S和栽培品种黏2杂交的F2群体的主要农艺性状和结实率,并利用水稻第7染色体上的7个SSR标记进行了连锁分析,绘制了遗传图谱,同时利用上述标记对所调查的农艺性状进行了QTL分析。结果表明:①D18S×黏2的F2群体中正常结实株和不育株的比例呈3∶1,说明在D18S/黏2群体的不育性受一个隐性独立基因的控制;②控制D18S的不育性的光敏核不育基因位于第7条染色体长臂段的RM445和RM418之间,其遗传距离分别为4.5cM和0.7cM;③在所标记的区段检测出株高和穗长的QTL,其对株高和穗长的贡献率分别为17.5%和20.0%,另外结实率的QTL能解释83.2%的表型变异。     

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。     

水稻重要农艺性状的QTL定位

以东农422与东农427构建的F2 3群体为试材,通过构建其分子标记遗传连锁图,全基因组定位与水稻农艺性状相关的数量性状位点。结果表明,在水稻的12个连锁群上共检测到28个QTLs,在1、4、5、6、7、8、10、11和12号染色体上都有分布,其中主要集中在第6、7号染色体上。共检测到5个控制水稻株高的QTLs,2个控制有效穗数的QTLs,4个控制千粒重的QTLs,6个控制穗长的QTLs,2个控制一次枝梗数的QTLs,9个影响水稻抽穗期的QTLs。由此可知,第6与第7条染色体是控制水稻重要农艺性状的QTLs的分布密集区。     

基于R/qtl不同方法对玉米株高QTL定位结果的比较

R/qtl是基于R语言的QTL分析专用作图软件。为了研究R/qtl不同作图方法在分析结果上的差异,采用1个玉米F2∶3家系的株高实际数据,分别按该软件提供的区间作图法(IM)、复合区间作图法(CIM)、二维扫描和多QTL拟合进行数据分析和结果比较。在株高性状上共定位到8个QTL,其中,IM法检测到7个,总共解释表型变异的54.57%,有3个QTL在4种算法中都能检测到,其位置、LOD值、置信区间以及贡献率估计4种算法分析结果基本一致。CIM法共检测到5个QTL,可解释总变异的27.66%,其中,位于第3染色体158 cM和222 cM的2个QTL在所有4种算法中都能检测到,第7染色体36 cM处的QTL首次被检测到,其余4个QTL与IM法检测到的相应QTL一致。二维QTL扫描共检测到7个QTL,累计贡献率达到54.97%,未检测到显著互作的QTL,除第6染色体33.5 cM处的QTL外,其他QTL与IM法检测到的一致。多QTL拟合只检测到3个QTL,累计贡献率为21.52%,也未检测到QTL间显著互作。以上分析结果表明:不同方法检测到的QTL无论在数量上还是在贡献率估计上均存在一定程度上的差异,但一些主要QTL在用不同方法分析中通常都能被发现。此外,本研究群体株高性状的遗传模式仅有主效应QTL,上位性QTL均未检测到。     

黄瓜雌性性状的QTL定位分析

以黄瓜雌性系D0420×强雄性系D06103的211株F2单株为作图群体,应用SSR分子标记进行多态性筛选,得到与黄瓜雌性性状相关的标记位点21个,分属4个连锁群,连锁群全长为98.5 cM,标记间平均距离4.9 cM,最短的连锁群0.5 cM(LG1),最长的连锁群53.4 cM(LG2);标记间最小的遗传距离0.2 cM,最大的遗传距离25.2 cM;采用复合区间定位分析,检测到与黄瓜雌性性状相关的QTL位点2个,均位于第3连锁群上,距离最近标记的遗传距离分别为2.1和1.4 cM,LOD值分别为50.04和6.48,贡献率分别为15.36%和5.69%.