5个纤维品质性状在棉花海陆杂交群体中的QTL定位研究

以新疆本地海岛棉‘新海21号’做母本、陆地棉‘新陆中36号’做父本获得的F2群体为作图群体,从3 300对SSR引物中筛选了多态性较高的132对引物,用软件IciMapping 3.0进行遗传作图。构建了含132个标记52个连锁群的遗传图谱(LG1-LG52),图谱全长为3 881.74cM,覆盖棉花基因组的88.2%。以F2∶3纤维品质数据进行QTL定位,检测出22个棉花纤维品质QTL,其中纤维长度QTL 5个,比强度QTL 4个、马克隆值QTL 4个、整齐度QTL 4个、伸长率QTL 5个。确定其中6个QTL为主效QTL,发现一个可用于高强纤维棉花筛选的重要标记,证明棉花D9(chr23)染色体是纤维品质性状QTL的富集染色体,纤维品质性状QTL其组成基因之间主要以显性或超显性方式作用,其增效基因主要来自海岛棉,少部分来自陆地棉。     

棉花陆海渐渗杂交群体纤维品质性状的QTL定位

【目的】有效发掘利用海岛棉优异性状基因,拓宽陆地棉栽培种遗传基础。【方法】采用新疆主栽早中熟陆地棉品种新陆中60号为母本,与优质海岛棉品种新海41号为父本杂交,并以新陆中60号为轮回亲本构建出由151个BC₁F₁单株组成的回交群体,利用SSR分子标记和Join Map4.0软件构建遗传连锁图谱,采用复合区间作图法(CIM)对BC₁F₂纤维品质性状的进行QTL定位。【结果】构建的遗传连锁图谱包含52个多态性标记、14个连锁群,该图谱总长824 cM,覆盖棉花基因组的18.5%;最长的连锁群为150.3 cM,包含6个标记,最短的为0.3 cM,包含2个标记。检测到1个与纤维上半部平均长度相关的QTL,qFL-Chr14-1,定位在第14号染色体上,解释表型变异8.59%。【结论】筛选的与优质QTL位点相关SSR标记可应用于棉花优质分子标记辅助选择。     

陆地棉产量、纤维品质相关性状主效QTL和上位性互作分析

 【目的】为了能够较为全面地了解陆地棉产量和纤维品质相关性状的遗传基础,利用包含471个标记、总长3 070.2 cM、覆盖棉花基因组65.88%左右的遗传图谱对其进行主效QTL定位和上位性互作分析。【方法】以DH962×冀棉5号的F2:3家系为分析群体,用WinQTLCartV2.5进行复合区间作图定位主效QTL,利用EPISTACY软件对共显性标记进行两位点的上位性互作分析。【结果】共检测到9个与产量相关性状的主效QTL,和5个与纤维品质相关性状的主效QTL,整齐度和比强度在显著LOD阈值下没有检测到相关QTL。共检测到75对互作位点,大多数互作属于非QTL位点与非QTL位点之间的互作,互作类型以加性显性互作和显性加性互作为主。所涉及的性状中,影响衣分和纤维长度的互作位点最多,单株铃数和衣指的最少。在LG1上检测到1个同时控制单株籽棉重、单株皮棉重和籽指主效QTL。在两位点的互作对中也发现了同时影响单株籽棉重、单株皮棉重和马克隆值的互作位点1对,同时影响衣分和纤维长度的互作位点4对。【结论】除了主效QTL外,上位性是陆地棉产量和纤维品质性状的重要遗传基础。主效QTL的效应小和上位性互作将会使得棉花分子标记辅助育种更加困难和复杂。表型相关的性状是由相同的QTL/互作位点所控制,这有助于多个性状的同时选择。     

水稻籼粳交F8、F2群体穗长QTL比较分析

【目的】对水稻F8重组自交系群体穗长QTL进行检测,并比较分析相同亲本衍生的不同群体的遗传图谱、QTL位置、QTL效应的异同,鉴定稳定表达的穗长QTL,以期增加对穗长遗传行为的了解,且有助于通过分子聚合育种手段改良穗长性状。【方法】以籼稻品种泸恢99和粳稻品种日本晴（基因组测序）为亲本构建的F8重组自交系群体中的188个家系为研究材料,利用包含207个标记的遗传连锁图谱,采用基于混合线性模型的QTL定位软件QTLNetwork 2.0,对水稻穗长QTL进行定位和效应分析,并比较分析F8、F2群体的QTL定位和遗传图谱异同。【结果】在F8群体中检测到7个与穗长性状相关的QTL,分别位于第2、3、6、7、8、10染色体上,QTL对表型变异的贡献率为3.38%—14.8%,总贡献率为52.5%。F8、F2群体在5条相同染色体上都定位到了穗长QTL,这些QTL所在标记区间物理位置大部分是重叠和包含关系。F8、F2图谱在定位标记数、标记的位置顺序、遗传距离、平均图距等方面发生了变化。【结论】在F8、F2群体检测到一个稳定遗传的主效应QTL位点,位于第6染色体,并发现了4个尚未报道的穗长QTL。     

陆地棉棉籽油分和蛋白质含量QTL的定位

以陆地棉杂交组合DPLSP3×盐城115(群体A)和Humcopedixi14wtr5×盐城90-110(群体B)构建的2个陆地棉种内F2群体为材料,发掘稳定的棉籽油分含量及蛋白质含量QTL,为标记辅助选择提供依据。利用覆盖棉花基因组的SSR标记对陆地棉油分和蛋白质含量数量性状位点进行筛选。基于该群体,以2009和2010年油分和蛋白质含量为指标,复合区间作图分析结果表明,2年2个群体共检测到4个QTL。其中,在群体A中,定位到1个较稳定的控制油分含量的QTL,该QTL位于染色体13上DC20120-NAU2893标记区间,在F2及F2:3群体中分别可以解释9.21%和12.01%的遗传变异;另外,在F3世代检测到1个蛋白质含量QTL。在群体B的F3世代,检测到1个位于NAU2932-NAU2503标记区间的油分含量QTL和1个蛋白质含量QTL,分别可以解释24.67%和10.1%的遗传变异。这些稳定遗传的QTL可以用于辅助陆地棉品质改良。     

新疆陆地棉主栽品种部分产量性状QTL的标记与定位

【目的】在新疆特有的“矮密早”陆地棉栽培技术体系下,利用不同主栽品种（Gossypium hirsutum L.）组配F2组合筛选产量及其构成因素的QTL,为利用分子标记辅助选择提高新疆陆地棉育种效率提供理论依据。【方法】用新陆中10号、中棉所35号、军棉1号和新陆早7号4个品种构建了3个F2作图群体,连锁群构建及QTL定位使用MAPMAKER/EXP（Version 3.0b）、MapQTL5和WinQTLCartV2.5。【结果】3个作图群体图谱覆盖了除D4和D12外的棉花所有染色体,将筛选出皮棉产量、单铃重、衣分、籽指、结铃数等性状在位置、效应一致的QTL认为是一个QTL,共鉴定、筛选出产量构成因子QTL 11个。其中与籽指有关的QTL共3个,分别位于A1、A5和A7上;与衣分有关的QTL 3个,分别位于A7、A13和连锁群6上;与铃重有关的QTL 4个,定位在A7上有3个、D3上1个;与皮棉产量有关的QTL1个,定位在D3上。涉及到单铃重、衣分和籽指等与产量性状相关的QTL大部分都分布在A7染色体上的同一区域。【结论】产量相关性状的QTL分布在棉花染色体同一区域,并在不同群体或两年环境中稳定表达,这些QTL可能有助于今后新疆陆地棉分子标记辅助育种的提高。部分籽指QTL在染色体水平上的定位（A1和A5）与前人研究相同,其余QTL在染色体水平上的定位（A7、D3和A13）与前人研究不同。     

2种作图法对大豆蛋白含量性状QTL定位的比较研究

【目的】比较复合区间作图法(CIM)和完备区间作图法(ICIM)对大豆高蛋白含量性状QTL的定位效果,总结2种方法进行QTL作图的优缺点,为QTL作图方法的选择及分子标记辅助选择培育高蛋白含量大豆品种研究提供参考。【方法】以高油大豆品种吉农18和高蛋白大豆品种吉育47杂交后获得的F2分离群体为材料,结合2年的分子数据和表型数据,采用CIM和ICIM法对大豆蛋白含量性状进行QTL定位。【结果】利用CIM和ICIM-ADD,在连锁群12(B2+C1)和17(M)上共检测到了5个高蛋白QTL,其中ICIM-ADD检测到的QTL略多于CIM;由CIM在F2∶3家系和ICIM-ADD在F2代、F2∶3家系的检测结果可以看出,2种作图法在satt285～satt636标记区间内均检测到显著LOD,且QTL距第一个标记(satt285)的遗传距离≤5.0cM,可认为此3个QTL为同一QTL,其贡献率分别为10.87%,17.09%和17.34%,说明该QTL的稳定性较好,可在进一步的高蛋白分子辅助育种中加以利用。【结论】2种作图法各有其优缺点,在实际应用中应根据分析对象综合运用、合理选择作图方法,以最大限度地提高QTL作图的精度和效率。对研究中所定位的SSR标记,特别是稳定标记可以在今后的大豆高蛋白分子标记辅助选择育种中加以利用。     

利用F2及其衍生群体定位陆地棉产量和纤维品质性状QTLs

以陆地棉(Gossypiumhirsutum L.)丰产品种中棉所35和优质品种渝棉1号杂交产生的F2群体为材料,利用SSR标记构建了包含46个连锁群和303个位点的连锁图谱.该图覆盖2 543.6 c M,约占四倍体棉花基因组的57.2%,标记间平均距离为8.4 c M.应用MQM作图法分析F2及其衍生群体家系的产量和纤维品质性状,共得到25个产量和23个纤维品质性状QTLs,其中1个QTL(qFS07-1)在3个环境下检测到,2个QTLs(qFS20-1和qFS21-1)在2个环境下检测到.在检测到的QTLs中,22个分布在A亚组,26个分布在D亚组.     

油菜数量性状QTL定位研究进展

【目的】为从分子水平理解油菜主要数量性状的遗传规律。【方法】对近年来油菜遗传图谱构建以及主要数量性状的QTL进展进行了综述。【结果】分子标记种类、数量、比例、作图群体和作图方法等是影响遗传图谱质量的关键因素;油菜上一些较高质量的遗传图谱为其数量性状的初步定位奠定了基础,但还需要不同研究者的相互协作,最终形成统一的高质量遗传图谱;概括并比较了近年来油菜主要品质性状、产量性状及其他性状QTL定位的最新结果,为加快油菜育种提供了分子遗传理论依据;阐明了油菜数量性状QTL定位的现状、问题及可能的解决方法。【结论】构建统一的、高质量的油菜遗传图谱,以更好地定位油菜的重要数量性状等,加快实现重要性状的标记辅助选择和对其主效基因的克隆,最终育成优良品种,是当前和未来的主要目标。     

陆海杂交群体的构建及评价

为研究棉花数量性状的遗传基础及纤维品质的QTL位点,试验以陆地棉新陆早7号和海岛棉苏K202为亲本杂交,从F2代开始采用自交构建了一套含183个F2∶F3的作图群体。以试验田间表型数据和纤维品质送测结果的分析表明:群体各性状的变异幅度大,分离显著,纤维性状的分布都达到或接近正态分布,体现出数量基因控制的分离群体的特点。168对SSR引物对F2个体扩增得到标记数据,经卡方检验符合1∶2∶1的共显性分离比列规律。说明本群体是一个适合的遗传作图理想群体。     

水稻遗传图谱构建及粒形相关性状的QTL定位

[目的]构建水稻遗传连锁图谱,并对水稻粒形相关性状进行QTL分析,为水稻高效育种提供理论依据和育种材料.[方法]对具有极端粒形差异的两份水稻材料K1561和G1025进行杂交、自交获得F2分离群体,通过软件Map-maker/Exp 3.0构建水稻遗传连锁图谱,并利用软件QTLNetwork-2.0对2011年F2群体、2012年F2∶3家系群体的粒形相关性状数据进行相关性状的QTL定位.[结果]两个亲本的粒形性状指标差异明显,以千粒重相差最大;F2、F2∶3两个群体的相关粒形指标基本上呈连续分布状态且分布频率范围广.与F2单株相比,F2∶3家系的千粒重、粒长和粒宽的平均值更偏向于大粒亲本K1561.构建了含161对SSR标记的水稻遗传连锁图谱;共检测到18个粒形相关性状的QTL,分别分布于第1、2、3、7、9和12染色体上.其中,控制千粒重、粒长、粒宽和长宽比的QTL分别有7、5、5和1个,除qGL/GW12外,其他增效等位基因均来源于大粒亲本K1561.两个群体均能检测到的QTL有8个,分别为qTGW3、qTGW7、qTGW9.2、qTGW12、qG L1、qGL9、qGW12和qGL/GW12,其平均加性遗传力为6.04％、12.59％、6.29％、22.08％、4.86％、15.39％、22.12％和10.83％.[结论]定位获得3个效应值较大的新QTL位点qTGW12、qGL9和qGW12,为进一步定位并克隆这些粒形相关基因、阐明水稻产量和品质的控制机理提供了较好的遗传材料.     

陆海杂交棉产量及重要农艺性状QTL定位

[目的]通过海7124和军棉1号构建的陆海杂交棉产量及重要农艺性状的QTL定位研究,筛选与产量及重要农艺性状紧密连锁的分子标记,提高棉花育种效率.[方法]选用陆地棉品种军棉1号和海岛棉品种海7124配制的一个包含148株F_2单株的群体,利用97对SSR标记构建了一个包含17个连锁群,长673.3 cM,标记间平均距离为17.3 cM的遗传图谱,覆盖整个棉花基因组12.2;.在此基础上对果枝始节、果枝台数、结铃数、单铃重、衣分和叶面积6个农艺性状进行了QTL定位研究.[结果]检测到3个稳定的QTL:1个与衣分相关的QTL,位于第4连锁群上;1个与果枝台数相关的QTL,位于第1连锁群上;1个与叶面积相关的QTL,位于第6连锁群上.[结论]这些QTL的效应值较大,对今后的棉花育种的分子辅助选择具有较大的意义.     

不同环境条件下水稻株高的QTL定位分析

用水稻测序品种培矮64s和Nipponbare为亲本构建的含137个SSR标记的连锁遗传图谱和(培矮64s/Nipponbare)F2、F2∶3群体的180个单株(株系)对水稻的株高性状进行了2年2点的QTL定位分析。2年2点共检测到8个QTL分别位于第1、2、3、4、5、7、10染色体,表型贡献率6.9%～47.7%。F2群体(成都试点)共检测到6个QTL,分布在第1、1、3、4、5、7染色体上,F2∶3群体(海南试点)共检测到4个QTL,分布在第1、2、4、10染色体上,其中位于第1、4染色体上的qPH1-2和qPH4为重复检测到的QTL。对所定位QTL的价值、用QTL定位预测基因的功能等进行了探讨。     

节瓜分子遗传图谱的构建与始雌花节位性状定位

【目的】构建节瓜分子遗传图谱,标记始雌花节位性状基因,为建立相关分子标记辅助育种体系、克隆雌性相关基因和转基因提供理论依据。【方法】以节瓜全雌系K36及弱雌系G4组配得到的115个F2单株为群体,利用AFLP、RAPD和SRAP标记技术构建节瓜的分子遗传连锁图谱,并定位始雌花节位性状基因。【结果】该图谱共包含13个连锁群,涉及93个AFLP标记、16个RAPD标记、35个SRAP标记。该图谱覆盖基因组1651.9cM,标记间平均距离为11.47cM。利用QTL Network2.0分析,检测到3个控制始雌花节位的QTL位点:fn1、fn2和fn3,其中fn1位于连锁群LG1上,fn2和fn3位于LG6上。这些QTL位点对雌花节位性状表型变异的贡献率分别为62.54%、0.2%、37.39%。【结论】本研究首次构建了节瓜的分子遗传图谱,并定位了3个控制始雌花节位性状的QTL位点,为进一步克隆雌性相关基因及分子标记辅助选择育种提供科学依据。     

以2b-RAD技术构建凡纳滨对虾遗传连锁图谱及生长性状QTL定位

【目的】构建凡纳滨对虾高密度遗传连锁图谱,并对生长相关性状进行QTL定位,筛选出生长性状相关候选基因,为后续开展凡纳滨对虾分子标记辅助育种、生长相关功能基因精细定位研究等提供理论依据。【方法】以耐低盐选育凡纳滨对虾为父本,厄瓜多尔野生凡纳滨对虾为母本,单尾交配,以2个亲本及150个F₁代个体为作图群体,通过2b-RAD测序挖掘SNP分子标记并构建遗传连锁图谱;结合生长性状表型数据,使用MapQTL 6.0在构建的遗传连锁图谱上对体质量、全长、体长、头胸甲长、头胸甲宽、头胸甲高等13个生长相关性状进行QTL定位。筛选QTL区间SNP分子标记附近的基因,经GO功能注释及KEGG信号通路富集分析,挖掘生长相关候选基因;并采用实时荧光定量PCR检测候选基因在凡纳滨对虾不同组织及不同群体间的表达情况。【结果】构建的凡纳滨对虾遗传连锁图谱包括3136个SNPs标记,分布在44个连锁群上;总图谱全长为5430.54 cM,平均图距为1.73 cM。生长性状QTL定位共产生79个生长性状相关QTLs,LOD范围为3.00~11.04,可解释的表型变异范围为9.0%~28.8%。根据GO功能注释及KEGG信号通路富集分析结果,最终筛选出4个生长相关候选基因（TOB2、CRAT、CCT6、KLF4）。4个候选基因在凡纳滨对虾各组织中均普遍表达,且CCT6、KLF4和TOB2基因在耐低盐选育家系群体中的相对表达量均高于常规的凡纳滨对虾群体,其中CCT6基因表达差异达显著水平（P<0.05）。【结论】基于2b-RAD技术构建的凡纳滨对虾遗传连锁图谱鉴定出79个与生长性状相关的QTLs,并筛选出4个与凡纳滨对虾生长性状相关的候选基因（CCT6、KLF4、TOB2和CRAT）。可见,以2b-RAD技术结合QTL定位能高效、快捷挖掘出凡纳滨对虾生长性状相关候选基因,为开展分子标记辅助育种、生长相关功能基因精细定位研究等提供技术支持。     

大豆对大豆花叶病毒Sa株系抗扩展特性的遗传分析

作物抗性遗传研究可为抗性育种提供理论基础.在溧水中子黄豆×南农493-1杂交组合的244个F2∶3家系中,随机取171个F2∶3家系为材料,用150对SSR分子标记,通过JoinMap30软件构建了包括70对分子标记的25个连锁群;采用平均病级和综合病情指数两种指标,用Win QTL Cartographer V25软件的多区间作图法进行QTL定位.结果表明:大豆对大豆花叶病毒Sa株系的抗扩展平均病级和综合病情指数均有4个QTL,其中在C2-b连锁群的satt422-satt640标记间和D2-a连锁群有共同的QTL,两性状的4个和5个互作QTL可分别解释表型变异的1514%和526%.这些结果为抗性性状的遗传剖析和标记辅助育种提供理论依据.     

幼苗期大豆根系性状的遗传分析与QTL检测

【目的】研究幼苗期大豆根系性状的遗传规律并进行QTL定位,推进大豆品种选育进程。【方法】以栽培大豆晋豆23为母本,半野生大豆灰布支黑豆（ZDD2315）为父本及其所衍生的447个RIL作为供试群体,取亲本及447个家系各30粒种子,用灭菌纸包裹后分别于2013年5月27日、6月28日放置在清水培育,每组试验设置3次重复,环境温度20-28℃,幼苗长到V2期,分别于2013年6月8日、7月8日对幼苗期相关根部性状数据进行测量。采用主基因+多基因混合遗传分离分析法和复合区间作图法,对大豆幼苗期根系性状进行遗传分析和QTL定位。定位所用图谱全长2 047.6 cM,包括27个连锁群,232个标记位点。【结果】主根长、侧根数、根重、根体积和茎叶重各形状之间均呈现极显著正相关;下胚轴长和下胚轴重表现极显著正相关,与茎叶重表现出显著正相关。主根长受3对等效主基因控制,侧根数受2对重叠作用主基因控制,根重和根体积受4对等效主基因控制,下胚轴长受4对加性主基因控制,下胚轴重受4对加性-加性×加性上位性主基因控制,以上性状均没有检测到多基因效应。茎叶重受加性多基因控制,没有检测到主基因效应。共检测到24个与主根长、侧根数、根重、根体积、茎叶重、下胚轴长和下胚轴重相关的QTL,分别位于A1、A2、B1、B2、C2、D1b、F_1、G、H_1、H_2、I、K_2、L、M、N和O连锁群上。其中,主根长共检测到5个QTL,分布在B1、L、N、O连锁群上。解释的表型变异范围为7.05%-13.18%。侧根数共检测到4个QTL,分布在A1、D1b、I、L连锁群上。解释的表型变异范围为8.21%-16.43%。根重共检测到3个QTL,分布在F_1、G、N连锁群上。解释的表型变异范围为7.55%-10.85%。根体积,5月27日试验结果,共检测到3个QTL,分布在K_2和M连锁群上。解释的表型变异范围为8.44%-12.39%。6月28日试验结果,没有定位出主效QTL。茎叶重共检测到5个QTL,分布在A1、A2和N连锁群上。解释的表型变异范围为11.43%-38.91%。其中,qSW1-a2-1、qSW2-a2-1和qSW2-a2-1均定位在A2染色体上。下胚轴长,5月27日试验结果,共检测到1个QTL,分布在H_1连锁群上,表型贡献率为7.86%。6月28日试验结果,没有定位出主效QTL。下胚轴重共检测到3个QTL,分布在B2、C2、H_2连锁群上。解释的表型变异范围为7.70%-12.48%。【结论】幼苗期根系性状的遗传机制较复杂,茎叶重受多基因控制,其余性状主要受主基因控制。抗逆品种根系从幼苗期根系生长就表现出发根早、生长快、主根长、侧根多等特点,在实际育种过程中,需要对根系各性状间的关系进行综合考虑,确保根系整体健壮发达,协调统一。     

Construction of a genetic linkage map and QTL analysis for some leaf traits in pear (Pyrus L.)

The major incompatibility barriers to specific inbred lines and the long generation duration in Pyrus L. may hinder the Pyrus breeding process. A genetic linkage map provides the foundation for quantitative trait loci (QTL) mapping and molecular marker-assisted breeding. In this study, we constructed a genetic map with 145 F₁ populations from a cross of two cultivars, Yali and Jingbaili, using AFLP and SSR markers. The map consisted of 18 linkage groups which included 402 genetic markers and covered 1395.9 cM, with an average genetic distance of 3.8 cM. The interval mapping was used to identify quantitative trait loci associated with four leaf agronomic traits in the F₁ population. The results indicated that four QTLs were associated with leaf length, two QTLs with leaf width, two with leaf length/leaf width, and three with petiole length. The eleven QTLs were associated with 9.9%–48.5% of the phenotypic variation in different traits. It is considered that the map covers almost the whole genome, and molecular markers will be greatly helpful to the related breeding.     

粳稻异交相关性状对外源赤霉素敏感性的QTL定位研究

[目的]定位粳稻异交相关性状对外源赤霉素敏感性的QTL,为选育和改良高敏感性不育系提供理论依据。[方法]以粳稻秀水79与C堡及其杂交后代衍生的重组自交系群体260个株系为研究材料,研究其4个异交相关性状对外源赤霉素处理的敏感性并利用复合区间作图方法（CIM）对其QTL进行定位。[结果]控制剑叶角度对赤霉素敏感性的QTL共有3个,分别位于第3、9、9染色体上,其贡献率分别为5.59%,13.00%和11.80%,增效等位基因分别来自秀水79、C堡和C堡;控制株高对赤霉素敏感性的QTL共有2个,分别位于第1和8染色体上,其贡献率分别为8.46%和10.97%,增效等位基因分别来自秀水79和C堡;控制第1节间长度对赤霉素敏感性的QTL只有1个,位于第3染色体上,其贡献率为0.05%,增效等位基因来自C堡;控制第2节间长度对赤霉素敏感性的QTL也只有1个,位于第1染色体上,其贡献率为7.34%,增效等位基因来自C堡。[结论]该研究结果对减少杂交水稻制种过程中外源赤霉素的使用量、节约制种成本、降低对环境的污染具有重要意义。