野生大豆回交导入系蛋白质含量性状的QTL分析

以野生型大豆ZYD00006（供体亲本）与黑龙江省主栽品种绥农14（轮回亲本）所构建的回交导入系（1204株）为研究材料,利用WinQTL2.5的复合区间作图法(CIM)在9个连锁群定位了16个与蛋白质含量相关的QTL（14个正效应,2个负效应）;导入系群体经过严格的蛋白质含量筛选鉴定,得到10个蛋白质含量性状明显大于轮回亲本的导入系株行。利用这10个高蛋白含量株行（选择群体）结合随机对照群体,通过基于遗传搭车原理的卡方分析,检测到分布于10个连锁群上的17个与大豆蛋白质含量相关的标记位点,对蛋白质含量表现为正效应。两种方法共同检测到7个QTL。这些材料和位点将为高蛋白含量相关基因克隆及分子辅助育种提供重要的材料基础和标记信息。     

大豆耐旱选择群体基因型分析与株高QTL定位

以红丰11为轮回亲本、Clark为供体亲本构建回交群体进行耐旱性鉴定,并对获得的选择群体进行全基因组SSR标记扫描.计算供体基因型导人频率,同时利用卡方测验检测偏分离SSR位点,对株高进行QTL定位.结果表明:卡方测验检测到11个SSR偏分离位点(超导入)分布于8条连锁群;株高共定位8个QTL位点分布于A<,1>、C<...     

利用高世代回交群体对大豆小粒性状的基因型分析及QTL定位

利用野生型大豆ZYD00006（供体亲本）与主栽品种绥农14（轮回亲本）所构建的高世代回交导入系,经过严格的百粒重筛选鉴定,得到43个百粒重性状明显小于轮回亲本的导入系个体。利用这套选择群体结合随机对照群体和基因型分析,通过基于遗传搭车原理的卡方分析,检测到分布于7个连锁群上的9个与大豆小粒性状相关的QTL位点,对小粒性状表现为正效应,为大豆小粒性状分子辅助育种提供有用的分子标记。     

大豆定向选择群体耐旱性位点基因型分析及QTL定位

利用Clark导入到红丰11为背景的回交导入系进行萌芽期和苗期的连续性耐旱鉴定,经萌芽期鉴定,获得36个耐旱定向选择导入系。对耐旱选择导入系进行全基因组SSR标记扫描,并以随机群体作为对照,计算供体基因型的导入频率,利用卡方测验检测显著偏分离的SSR标记位点,并结合GGT图示基因型软件对各染色体连锁群进行分析。其中在L连锁群的Satt398和Satt156两个位点有显著的供体片段“超导入”现象,供体基因型导入频率为0.9167和0.9583,卡方值高达182和201.5。另外,在F连锁群的Satt423,K连锁群的Satt167以及N连锁群的Sat_084等位点也出现供体导入片段的偏分离现象。同时,对萌芽期耐旱鉴定中相对发芽率表现超亲的35个株系采用性状－标记间的单向方差分析(P<0.01)和QTL定位, 共检测到14个控制相对发芽率的QTL,分布在4个连锁群上,其中与卡方测验检测的结果相比较,在Satt156,Satt423,Sattt167等位点具有一致性,说明这些位点是与大豆耐旱性紧密相关的QTL位点。以上结果为进一步开展大豆耐旱性有利基因的精细定位、克隆和分子设计育种奠定了基础。     

利用选择回交导入群体定位大豆蛋白质含量QTL

大豆是重要的植物蛋白来源,定位大豆蛋白质含量QTL,可为分子标记辅助育种和基因挖掘提供依据。本研究以我国综合性状优良的黄淮海主栽品种中黄13为轮回亲本,日本品种东山69为供体亲本,构建了BC2F2回交导入系群体;利用性状–标记间的单向方差分析和卡方测验检测BC2F2随机群体(RP)及选择回交导入群体(BSP、PSP和NSP)中影响大豆蛋白质含量的QTL。2种方法在4个群体中定位到蛋白质含量相关的QTL 42个,5个位点在随机群体和极端选择群体中被多次重复检测到,分别为Sat_202、Satt170、Satt282、Sat_074、和Satt146;单向方差分析在随机群体和双向选择群体中同时检测到Sat_077、Sat_202、Satt282、Satt146和Satt712等5个效应值较大(10%)的蛋白质含量QTL,分别位于C1、C2、D1b、F和J连锁群上,位于D1b和J连锁群上的Satt282和Satt712效应最大,F值达到8.77、7.80和9.01、11.61,与其连锁的QTL能解释的表型变异分别达13.55%、21.40%和13.85%、28.82%;卡方测验在极端选择群体中检测到的8个QTL与单向方差分析在随机群体中检测到的位点一致,其中双向选择群体检测到4个(Sat_202、Satt301、Sat_074和Satt146)、正向选择群体检测到2个(Satt250和Satt485)、负向选择群体检测到5个(Sat_202、Satt170、Satt282、Sat_074和Satt146)。定位到42个蛋白质相关QTL,结果表明单向方差分析对双向选择群体有一定的应用价值,卡方测验更适合单向选择群体的QTL检测。     

基于野生大豆导入系的大豆粒长和粒宽的QTL分析

以野生大豆ZYD00006(父本)和绥农14(母本)为亲本构建的导入系为定位群体,群体含有102个株系,遗传图谱使用了329个SSR标记位点,针对粒长和粒宽2个籽粒性状进行定位分析。结果表明:有18个位点存在不同性状间被同时检测到的情况,其中与QTL连锁的位点Sat_227、Satt338和Satt568被2个性状同时检测到。通过比较分析也发现3个位点也同时影响着百粒重的大小,进一步通过加性效应分析表明,定位区段对粒长的影响为-10%~15.4%,定位区段对粒宽的影响为-26.72%~2.76%。明确导入位点对粒长和粒宽的影响,可以作为进一步大豆粒长和粒宽相关基因挖掘。     

利用玉米选择导入系进行营养生长期抗旱性基因组区段定位

采用我国优异骨干自交系黄早四与掖478的回交群体(BC₂S₁和BC₃S₁)的抗旱性选择导入系群体,通过SSR标记检测群体中等位基因的导入频率,利用卡方检验对等位基因导入频率进行检测,同时结合表型-基因型方差分析(ANOVA)的方法,对抗旱群体进行抗旱性相关位点的分析。结果表明：利用卡方测验检测到31个供体等位基因导入,利用方差分析检测到98个位点导入,其中有17个位点是重合的,这些导入位点可能是抗旱相关的重要的候选基因组区段。     

木薯栽培品种农艺性状与分子标记的关联分析

为寻找与木薯茎叶鲜重、块根鲜重、株高、开花、块根数和叶片叶绿素含量紧密关联的分子标记,利用145对SRAP,132对EST-SSR引物对19个木薯栽培品种进行多位点的扫描分析,并在分析群体的连锁不平衡水平基础上,通过关联分析软件TASSEL2.1将标记与这些栽培品种的以上农艺性状进行关联。结果表明:群体中非共线性的SRAP和EST-SS位点组合存在一定的连锁不平衡,在147个SRAP位点的1471个位点组合中支持的不平衡成对位点仅在木薯粗略基因组中占位点组合的0.815%(p0.01),132个ESTSSR位点的993种位点组合仅在木薯基因组中占位点组合的0.302%(p0.01);利用EST-SSR数据分析栽培品种的群体结构可划分为3个亚群,亚群的划分与群体亲缘类型相关联;共检测到29个与性状相关联的位点,其中与茎叶鲜重相关的位点11个,与块根鲜重相关的位点3个,与株高相关的位点3个,与是否开花相关的位点8个,与块根数相关的位点5个,与叶片叶绿素含量相关的位点2个。下一步工作是进行优等位基因的挖掘,找到与茎叶鲜重和株高相关的优异位点、等位变异及携带优异等位变异的载体材料。     

小麦重要农艺性状QTL近等基因导入系的选育

为了给小麦重要农艺性状的QTL精细定位及克隆奠定基础,对14个从Am3/莱州953(轮回亲本)BC4F4代选出的性状表现与莱州953有明显差异的导入系的8个农艺性状进行了分析,结果表明,每个导入系有2～7个性状与莱州953差异显著,在每一个性状上都有对农艺性状具有正向效应的位点.利用143对在亲本之间具有多态性的SSR标记对导入系含有的供体片段进行了检测,其中54对引物在14个导入系中检测到了供体片段,每一个导入系中检测到3～15个纯合供体片段及0～4个杂合片段,占受体基因组的1.7%～14.2%,平均为7.48%.利用其中10个导入系与轮回亲本莱州953杂交的F2群体进行了单片段代换系的选择,从10个导入系的F2中检测到40个供体片段,并从F2群体中选出了22个单片段代换系.这些导入系及其单片段代换系可用于有益的QTL的发掘、QTL精细定位与作图等研究.     

利用野生大豆染色体片段代换系定位单株粒重QTL

以野生大豆ZYD00006为供体亲本,黑龙江省主栽品种绥农14为轮回亲本,连续多年回交并自交,构建了高世代染色体片段代换系BC3F3代161个株行。该群体经多代回交的遗传背景相对一致,大大提高了QTL定位的准确度。结合单因素方差分析法和独立样本T检验法对群体进行QTL定位,共获得9个单株粒重的QTL,分布于7个连锁群。两种方法中均被检测到的有3个QTL,分别为QSW-J-1、QSW-J-2和QSW-G-1;QSW-G-1和QSW-G-2与已有研究结果相吻合;其余7个QTL为新发现QTL,可能是本材料特有位点;其中QSW-J-1的导入片段长度是7.0 c M,且加性效应值为-2.7 g,可作为继续研究的首选位点。     

大豆油分和蛋白性状的基因定位

应用美国品种Chrleston(♀)和中国品种东农594(♂)得到的154个F10代重组自交系群体,构建了含有163个SSR标记、覆盖1835.5cM、由20个连锁群组成的遗传连锁图谱.采用复合区间作图法,对2002年群体的油分和蛋白数据进行了QTL分析,共检测到了6个QTL,其中oil-4和pro-2三个位点位于同一连锁群N上.     

基于ILs玉米抗旱相关位点分析

选用抗旱性优良的玉米自交系郑独青为供体,采用高代回交方法构建以自交系昌7-2为主要遗传背景的导入系群体,通过SSR标记检测群体中供体等位基因的导入频率,利用卡方检验对等位基因导入频率的偏离进行检测,同时结合表型-基因型方差分析的方法,对抗旱群体进行抗旱性相关位点分析。结果表明,卡方检验发现显著位点33个,方差分析检测到24个,其中15个位点被两种方法同时检测到。     

木薯分子标记遗传连锁图谱的构建及相关性状QTL定位

用木薯推广品种KU50为母本,SC124为父本通过杂交得到包含235个单株的F1分离群体,构建了一张包含150个标记的分子遗传连锁图谱,其中EST-SSR有72个位点,SSR有58个位点,SRAP有20个位点,这些位点分布了21个连锁群,总长度为1434.48cM,标记间距为9.56cM.遗传图谱的连锁群的长度在16.89～139.63 cM,标记的间距是0.2～47.0cM,标记位点比较多的是LG1、LG2、LG4、LG9、LG10,分别是17、18、13、14、15个,而标记数最少的是LG20,只有2个标记.用IciQTLMaping3.2软件在LOD=2.5进行QTL分析,检测了块根产量(WCY)、耐寒性分析(CR11、CR12)、干物质含量(DMC11、DMC12)3个木薯数量性状,总共得到34个QTL位点,分布在12个连锁群上.其中关于WCY的QTL位点总共有17个,贡献率为21.70％～55.23％,平均贡献率为40.74％;CR11相关的QTL位点有4个,贡献率为2.97％～33.29％,平均贡献率为18.20％.与CR12相关的QTL定位有3个,贡献率为5.23％～29.85％,平均贡献率为18.28％;与DMC12性状相关的QTL位点有4个,贡献率为15.87％～38.52％,平均贡献率为26.24％;与DMC11性状相关的位点有6个,贡献率为13.84％～22.15％,平均贡献率为17.56％.     

野生大豆导入系对蛋白质含量相关位点的上位性分析

利用野生大豆ZYD00006和栽培大豆绥农14所构建的回交导入系群体BC3F3代为研究材料,选择亲本间存在差异的121个SSR标记对114个株行材料进行基因型分析;利用T测验对含野生大豆纯合双导入位点(即B-B位点组合)植株表型值与绥农14表型值进行检测,以P≤0.05作为阈值,共获得104对B-B位点对表型影响显著,再经T测验,28对互作位点存在上位性效应,其中正向上位性效应位点10对,负向上位性效应位点18对,本研究结果揭示了上位性效应对大豆蛋白质含量性状的重要影响,同时这些位点信息将为大豆高蛋白分子辅助育种研究提供重要的理论基础。     

利用关联分析方法挖掘自然群体中大豆油分和蛋白质含量相关SSR标记

为研究自然群体中大豆品种的油分和蛋白质含量变化,筛选出相关标记的优异等位变异,以327份东北主推品种和优异亲本材料构成的自然群体为试验材料。以分布于大豆20条染色体的186对SSR(simple sequence repeat)分子标记检测所有试验材料的基因型,利用STRCTURE 2.3.4软件分析群体结构,将试验材料分为7个亚群。利用TASSEL 3.0软件的混合线性模型的方法对大豆自然群体的油分和蛋白质含量进行关联分析。在极显著水平(P0.01)且贡献率大于1%情况下,共检测到33个关联位点。与油分含量极显著关联位点12个,解释率为2.19%~10.05%;与蛋白质含量极显著关联位点11个,解释率为2.65%~9.08%;与油分和蛋白质含量同时关联位点6个,分别为Satt005、Satt117、Satt565、Satt469、Satt594和Satt546,其中Satt594解释率最高,油分为10.05%,蛋白质为9.08%。     

基于高密度大豆SNP遗传图谱的蛋白质和脂肪含量QTL定位及基因注释

为构建脂肪和蛋白含量上存在显著差异的大豆高密度遗传图谱,并对其进行基于SNP标记的QTL定位及定位区间内的基因注释,本研究以吉农45为母本、绥农76为父本杂交获得的F2代分离群体为基础,通过靶向测序基因型分型技术获得SNP标记,构建高密度遗传图谱,结合群体籽粒脂肪和蛋白含量,采用复合区间作图法(CIM)和完备区间作图法(ICIM)进行QTL定位,并根据SNP标记提供的染色体物理位置信息确定QTL所在的物理区间,利用Soybase 和 Phytozome数据库对区间进行基因挖掘、注释和筛选.结果表明:共获得2 399个多态性分子标记,构建了总图距为1 020.5 cM、标记间平均距离为0.61 cM的遗传图谱.CIM法共检测到4个QTL,其中2个蛋白质含量位点分别为qPro-11-1和qPro-11-2,2个脂肪含量位点分别为qOil-7-1和qOil-19-1,贡献率为1.31％～21.69％.ICIM法共检测到3个QTL,其中2个蛋白质含量位点分别为qPro-11-3和qPro-14-1,1个脂肪含量位点为qOil-16-1,贡献率为8.41％～17.83％.通过基因注释,在6个物理区间内分别筛选到26,29,6,1,124和36个与脂肪和蛋白贮藏、油脂生物合成、油分代谢过程、脂肪酸生物合成、种子发育和种子萌发相关的基因.在定位的6个不同位点中,与脂肪含量相关的QTL分别位于7,16和19号染色体,与蛋白质含量相关的QTL分别位于11和14号染色体.有4个位点与前人定位结果相似,qPro-11-2和qPro-14-1为新位点.     

野生大豆ZYD00006回交导入系构建

为挖掘野生大豆优异稀有基因，2006年至今以栽培大豆绥农14（轮回亲本）与野生大豆ZYD00006（供体 亲本）为双亲材料，经杂交、回交，标记辅助选择构建获得一套覆盖野生大豆全基因组的染色体片段导入系（代换 系）。该群体共 192个株系，包含野生大豆目标导入片段 237个，平均每个连锁群的导入片段个数为 11.85个；导入 片段总长度1865.17 cM，覆盖整个基因组的82.43%。其中L连锁群野生大豆基因组覆盖率最高，为100%，N连锁群 覆盖最低为 53.17%。最长导入片段 43.30 cM，最短导入片段 0.22 cM。高度一致的遗传背景对大豆重要基因及野 生大豆特有优异基因挖掘具有重要意义。同时，野生资源的引入极大丰富了栽培大豆的遗传基础，进而使得导入 系后代表型变异丰富，为大豆遗传育种提供重要的材料基础。     

野生大豆染色体片段代换系百粒重的选择牵连效应及响应分析

利用野生大豆导入系群体和多位点扫描分析方法研究了针对百粒重性状的选择牵连效应,找到与百粒重性状相关联的位点,并分析了这些位点在选择条件的响应。随机群体28.10%的位点出现偏分离(P0.05),经百粒重选择后等位基因偏分离比例减少,偏分离程度加大。标记异常偏分离率缩小到4.13%和23.14%,卡方值变幅缩小至0~166.67和0.01~81.30。对随机群体和选择群体的供体片段导入频率,在P0.05水平下进行卡方分析,定位到与百粒重相关的的12个位点。     

玉米株型性状的QTL定位

以玉米自交系L26和095组配的F2世代为作图群体,采用SSR分子标记技术和复合区间作图法对玉米茎粗等7个株型性状进行基因定位。共检出21个QTL,其中茎粗检测到1个位点(qSD1),穗位高、株高均检测到3个QTL位点(qEH1-qEH3、qPH1-qPH3),雄穗分枝数检测到5个QTL位点(qTBN1-qTBN5),叶片数检测到4个QTL位点(qLN1-qLN4),叶型系数检测到3个QTL位点(qLSC1-qLSC3),叶向值检测到2个QTL位点(qLOV1-qLOV2)。21个QTL中,qTBN1、qTBN4、qLN1、qLN3、qLN4这5个QTL解释表型变异率超过30％,表现出明显的主效QTL效应。研究还发现,有5个影响不同性状的QTL位于染色体上相同标记区间内或与相同标记连锁,分为Ch3-2和Ch8-1两个区段,表现出了成簇分布的特性。     

基于MAGIC群体的水稻镉含量全基因组关联分析

【目的】基于水稻MAGIC-Hei(Multi-parent advanced generation inter-cross)群体,在多环境下挖掘镉含量相关新位点/基因,并筛选含有低镉等位基因的优良株系,为选育低镉积累品种提供新的基因和种质资源。【方法】将由8个亲本衍生的MAGIC群体分别于2017、2018、2019和2020年度种植于湖南长沙并开展稻米镉含量表型测试分析。利用GBS(genotyping by sequencing)简化基因组测序获得基因型数据,对稻米镉含量开展全基因组关联分析(genome-wide association analysis,GWAS),发掘QTL位点,解析其遗传机制。【结果】检测到了14个镉积累相关的QTL位点,除了第8染色体之外,其他11条染色体上均有分布。其中6个位点与已报道基因一致,8个为新发现位点。另外,这8个位点分布在第2、4、7、9和12染色体上,均可以在两个及以上环境中检测到,效应较为稳定,可用于下一步精细定位及功能研究。结合基因注释和基因表达分析结果,推测LOC_Os02g37160、LOC_Os02g49560、LOC_Os04g39010和LOC_Os06g46310为镉含量相关位点候选基因,这些基因与重金属转运和积累等功能相关。另外,我们筛选到10个携带有利等位基因的优良株系,可用于低镉积累水稻材料的创制。【结论】发掘了8个水稻镉积累相关性状的QTL位点和低镉优异材料,对于镉积累相关遗传研究和利用分子标记辅助选育低镉积累品种具有一定意义。