芝麻含油量及脂肪酸含量QTL分析

本研究以较高含油量芝麻品种“中芝13”（56.31%）和低含油量芝麻材料ZZM2748（48.75%）为亲本构建包含548个株系的RIL群体,采用近红外法对群体在2个不同环境下的含油量、油酸、亚油酸、棕榈酸和硬脂酸含量进行分析,发现群体含油量及脂肪酸含量存在较大变异,其中含油量变化在42.43%~58.38%,其与油酸和亚油酸含量无显著相关关系,但与棕榈酸显著负相关;应用软件WinQTLCart2.5和ICIMapping3.0基于构建的遗传连锁图共定位到50个相关QTL,分布在芝麻11个连锁群上,贡献率变化在1.59%~40.62%。其中,有21个QTL被两个软件同时检测到,有7个QTL在2个环境下被重复检测到。位于连锁群LG10上的qSOC_10.3和位于连锁群LG11上的qSOC_11.1遗传贡献率较大,分别为34.38%和40.62%,为控制芝麻含油量的主效QTL,其中qSOC_11.1与定位到的油酸、亚油酸、棕榈酸和硬脂酸位点重合,表现一因多效特征。通过基因组注释和差异表达分析,在两个主效位点发掘出24个候选基因。研究发现的芝麻含油量及不同脂肪酸含量遗传变异特征和获得的QTL及候选基因对相关性状的遗传改良具有指导意义和应用价值。     

水旱两种条件下向日葵产量相关QTL定位

为获得向日葵抗旱基因位点,培育向日葵抗旱新品种,在已有的高密度连锁图谱基础上,利用Map QTL4.0软件,在水、旱两种条件下对187个RIL群体的产量相关性状进行QTL定位分析。结果表明,两种水分条件下共检测到40个产量相关性状QTL位点,干旱条件下检测到6个性状22个QTL,可解释6%~21.6%的表型变异;浇水条件下检测到4个性状18个QTL,可解释6.1%~18.2%的表型变异;其中10个QTL在两种水分条件下被重复检测到,这些QTL作用方向一致,在不同环境中稳定表达;此外,还检测到16个可能对耐旱性有直接贡献的差值QTL。56个QTL中遗传贡献率超过10%的主效位点11个。对这些QTL位点进一步验证,可为今后向日葵抗旱性分子辅助选择育种奠定基础。     

利用SNP标记高密度遗传图谱进行花生出仁率QTL定位

为进一步明确出仁率遗传基础,本研究以出仁率性状有显著差异的两亲本中花5号和ICGV 86699衍生的RIL群体为材料,以其表型数据结合栽培花生第一张基于SNP标记的高密度遗传图谱,采用Windows QTL Cartographer V.2.5软件的复合区间作图法,对3个单环境及联合环境下出仁率进行QTL定位,共检测到28个QTL。各QTL解释的表型变异为3.98%~13.77%,LOD值介于2.59~7.36之间,其中6个为贡献率大于10.0%的主效QTL。Meta-QTL分析鉴定出7个在不同环境下都能稳定表达的一致性QTL。其中一致性QTL cq SPA4b在3个单环境和联合环境中都能检测到,一致性QTL cq SPB6a在3个单环境中能检测到,且平均贡献率为11.86%。与前人的研究结果比较发现,cq SPA5b与另外两个不同群体鉴定出的A5染色体上出仁率QTL区间相似。本研究结果为出仁率QTL的精细定位及分子标记辅助育种奠定了良好基础。     

基于高密度遗传图谱的花生籽仁大小相关性状QT L定位

为解析花生产量遗传基础,挖掘稳定存在的控制花生籽仁大小相关性状的QTL(quantitative trait locus),本研究以花育28号和P76作为亲本,构建包含146个重组自交家系(recombination inbred line, RIL)的RIL作图群体,进行籽仁大小相关性状的QTL定位分析。利用SSR和特定位点扩增长度测序(SLAF-seq)技术,构建了一张包含2350个SLAF标签、61个SSR标记、20个连锁群、覆盖长度为1814.72 cM、平均间距为0.76 cM的遗传连锁图谱。结合本研究构建的遗传图谱,利用QTL IciMapping v4.1对两个环境下籽仁大小相关性状进行QTL定位分析,共检测到8个控制籽仁长宽比的QTL、7个控制籽仁长的QTL、5个控制籽仁宽的QTL,QTL的加性效应对表型的总贡献率分别为63.153%、42.227%和32.496%。A02染色体上Marker10593～Marker97229区间同时定位到控制籽仁长(qSLA02.1)、籽仁宽(qSWA02)和籽仁长宽比(qSLWA02.1)相关QTL、Marker140970～Marker133566区间同时定位到控制籽仁长(qSLA02.2)和籽仁长宽比(qSLWA02.2)相关QTL。本研究结果为挖掘花生籽仁大小性状基因和分子育种奠定了基础。     

不同世代间大豆粒形相关QTL的稳定性分析

以东农46和L-100构建的重组自交系群体(RILs)为试验材料,利用2013和2014年分别在哈尔滨、呼兰、阿城3个地点共6个环境的数据对不同世代的遗传群体粒形进行单环境QTL分析及多环境联合检测。结果表明:单环境QTL分析中,检测到13个与粒形相关的QTL,位于第5、9、12、15及18连锁群上,其中粒长QTL 2个,表型变异贡献率为21.61%~26.81%;粒宽QTL 5个,表型变异贡献率为7.28%~18.38%;粒厚QTL 6个,表型变异贡献率为10.19%~18.44%。位于Sat_122~Satt052标记区间的QTL位点在粒长及粒厚中都被检测到,位于Sat_119~Satt588、Satt192~Satt568及Sat_401~Satt192标记区间QTL位点在粒宽及粒厚中同时被检测到,存在一因多效性。多环境联合分析中,共检测到15个与粒形相关的QTL。并且有9个QTL位点在单环境及多环境联合检测中均被检测到,表明这些QTL表达较为稳定。因此,本研究获得1个粒长QTL(Sat_122~Satt052)、1个粒宽QTL(Satt192~Satt568)及2个粒厚QTL(Satt192~Satt568,Sat_401~Satt192)为表现较好的稳定QTL。     

多环境下大豆子粒大小性状的全基因组关联分析

为探究多环境下大豆子粒大小性状的分子遗传基础，挖掘与子粒大小性状相关的SNP位点和候选基因，利用150份大豆种质资源在2019年和2020年6个环境条件下对大豆子粒粒长、粒宽、粒厚和百粒重性状进行表型测定，并进行全基因组关联分析。结果表明：在CMLM（压缩混合线性）模型下，在6个环境条件下检测到896个与子粒大小性状显著关联的SNP位点，分布于20条染色体。不同性状检测到72个重叠的SNP位点。检测到39个稳定遗传的SNP位点，贡献率为10.68%~24.93%。通过稳定性与重叠性分析，获得35个稳定表达的SNP位点，贡献率为10.92%~23.16%。在粒宽、粒厚及百粒重性状中同时检测到显著关联的SNP位点最多，位点rs16533609的贡献率最高（16.51%）。根据稳定表达的SNP筛选候选基因，推测Glyma.03G006600、Glyma.04G077100、Glyma.08G203600、Glyma.12G195400、Glyma.17G039800、Glyma.18G202100和Glyma.20G215700等7个基因对大豆子粒大小性状有调控作用。     

花生荚果大小和重量相关性状的QTL定位分析

荚果相关性状是花生产量构成的重要成分。为解析花生产量及产量相关性状的遗传基础，挖掘稳定存在的QTL，以荚果大小和重量存在显著差异的中花5号和ICGV 86699为亲本衍生的包含166个重组自交系群体为材料，对3个荚果相关性状中荚果长、荚果宽在5个环境，百果重在6个环境下进行性状考察，并结合群体的基因分型数据进行QTL定位分析。共检测到9个荚果长QTL、10个荚果宽QTL和12个百果重QTL。有10个QTL在多个环境被重复检测到，其中6个QTL在不同地点重复检测到，为稳定表达QTL，且稳定表达的QTL中5个（qPLB06.2、 qPLB06.3、qPWB06.2、qHPWB04.3、qHPWB06.3）在至少1个环境中贡献率超过10%。共发现5个QTL簇，其中位于 B06上的QTL簇Ⅳ和Ⅴ，均在多个环境下检测到稳定调控荚果长、荚果宽和百果重的QTL共定位，表明这些荚果相关性状具有明显的遗传相关性。      

利用QTL-Seq定位粳稻整精米率QTL

【目的】稻米整精米率是加工品质的重要评价指标之一,其QTL定位将为提升稻米品质提供理论依据。【方法】通过两个粒型相近、整精米率差异极大的粳稻材料构建的F₂分离群体为材料,利用QTL-Seq方法对分离群体中的高整精米率单株和低整精米率单株进行混池重测序以定位粳稻整精米率QTL位点。【结果】经过QTL-Seq分析发现在第8和第12染色体区间存在控制粳稻整精米率的QTL位点。进一步通过200个F₂分离群体单株对第8和12染色体进行InDel分子标记QTL作图,发现粳稻中控制整精米率的QTL位点：qHRR8.1、qHRR8.2和qHRR12。其中,位于第8染色体21.8-23.2 Mb的qHRR8.1表型贡献率达到10.80%,其他两个QTL的贡献率较小。qHRR8.2位于第8染色体24.2-25.2 Mb,表型贡献率为3.26%。位于第12染色体的2.9-4.5 Mb的qHRR12表型贡献率为4.06%。【结论】本研究定位了1个控制粳稻整精米率的主效QTL位点qHRR8.1,对克隆粳稻整精米率控制基因以及在品质育种中提高粳稻整精米率有一定的参考价值。     

花生抗锈病种质筛选及抗性QTL分析

锈病是影响花生产量和品质的主要真菌性病害。本研究以“中花10号× ICG 12625”构建的重组自交系群体（RIL）为材料,在武昌和阳逻两个环境中对其F₈群体进行锈病抗性鉴定,获得了8份抗锈病材料（QT0348、QT0368、QT0400、QT0402、QT0419、QT0458、QT0463和QT0485）。利用前期构建的遗传图谱进行QTL分析,检测到10个与锈病抗性相关的QTL,贡献率为4.54%~10.78%,分布于7条染色体上。其中,qBB06.1和qBB06.4为重复一致的QTL,贡献率为10.76%。根据侧翼标记在物理图谱进行比对,发现对应区段含有193个基因,其中178个基因被注释,功能注释基因中有1个NBS-R基因。本研究结果为花生抗锈病的遗传改良奠定了基础。     

基于SNP标记连锁图谱的玉米花期性状QTL定位

以豫86×豫M1-7构建的RIL群体为作图群体，结合SNP和基因芯片技术对RIL群体进行基因型分析，构建连锁图谱，进行玉米开花期相关性状的QTL鉴定。通过对2年3点玉米开花期相关性状QTL分析，共鉴定到48个开花期性状相关的QTLs，包括18个抽雄期QTLs、16个吐丝期QTLs和14个散粉期QTLs。这些QTLs分别分布在第1、2、3、5、6、7、9、10号染色体上，单个表型贡献率范围在1.67%～20.33%；有一个QTL在3个环境下稳定检测到，3个QTL在2个环境下稳定检测到；有控制吐丝期的qDTS3-1（2018年郑州）和qDTS3-1（2019年郑州）在两个环境下稳定检测到，且贡献率为15.44%和10.12%；一个贡献率达到13.01%的环境性稳定性位点qDTA9-3，可以供分子标记辅助育种选育目标性状。     

大豆高密度遗传图谱的构建及产量相关性状QTL定位

大豆是重要的粮油作物，而我国大豆主要依靠进口，提高大豆产量对保障国家粮油安全意义重大。为定位大豆产量相关性状，本研究以产量差异显著的东农42和东农50作为杂交亲本，构建了包含168个家系的重组自交系（recombination inbred lines，RILs）群体，对其进行全基因组重测序，构建高密度遗传图谱，并利用R/qtl软件的复合区间作图法（composite interval mapping,CIM）结合两年六点的大豆产量相关性状表型数据，进行QTL定位。结果表明：利用测序获得的660 316个SNP标记构建了一张分布在20个连锁群的包含6227个bin标记的大豆高密度遗传图谱，总图距和平均图距分别为2739.15 cM，0.44 cM。在12个染色体上定位到22个大豆产量相关性状QTL，四粒荚数、单株荚数、单株粒重和百粒重性状定位到的QTL分别为5、4、5和8个。在3号和19号染色体上各有一段基因组区域在两年间重复定位，涉及6个主效QTL，分别为qNFSP-19-1（22.976%）、qNFSP-19-2（11.977%）、qNFSP-19-3（17.203%）、qHSW-3-1（11.346%）、qHSW-3-2（11.346%）和qHSW-3-3（11.175%），加性效应值均为负值。在3、7、11、12和20号染色体上新定位到7个产量相关性状QTL，其中表型贡献率最高的为qHSW-3-3（14.276%），包含具有重复定位区间的qHSW-3-2和qHSW-3-3。与前人定位的结果相比，更多QTL极大地缩短了定位区间，表明本文报道的高密度遗传图谱更准确，可以为大豆产量相关性状的精细定位、候选基因的挖掘及分子标记辅助育种奠定基础。     

花生施用氰氨化钙的增产效应

试验结果表明,施用氰氯化钙能明显增加花生分枝数,改善营养生长状况,增加双仁果数,提高百果重、百仁重和出仁率,最终提高花生产量。每公顷施用氰氮化钙75kg,较对照单株分枝增加3．6条,单株结果数增加2．2个,百果重增加21g,百仁重增加11．9g,出仁率提高2．8％,产量提高24．7％,公顷纯收益增加4640元。     

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％.     

不同施氮量下南方红壤花生农艺性状、产量及土壤养分的变化

为探讨南方红壤旱地不同施氮量下花生农艺性状、产量和土壤养分的变化,采用田间随机区组试验,以高含氮肥料为材料,设置8个处理:不施氮肥（N₀）、200%施氮量（N_200%）、150%施氮量（N_150%）、100%施氮量（N_100%,纯施氮180.48 kg/hm²）、80%施氮量（N_80%）、60%施氮量（N_60%）、40%施氮量（N_40%）和20%施氮量（N_20%）。结果表明:与N₀处理相比,施氮肥提高了花生荚果产量,增产幅度为12.94%~24.62%;荚果产量、单株果重和饱果率随施氮量的增加而增加;而分枝数和百仁重随施氮量变化不明显;株高和百果重以N_80%效果最佳。土壤碱解氮随施氮量的增加而增加。相关分析结果表明,花生荚果产量与饱果率、有机质和碱解氮呈显著正相关;碱解氮与饱果率和有机质呈显著正相关,而与pH呈显著负相关。由主成分分析结果可知,第1主成分性状,即产量因子,如荚果产量、单株果重和百果重对花生生长有重要的作用。通径分析结果表明,百果重和饱果率通径系数较大,所以在提高花生荚果产量中应重视这2个性状。综上所述,从花生产量、农艺性状和成本考虑,以N_80%处理（纯施氮144.38 kg/hm²）的荚果产量、株高、单株果重、百果重、百仁重表现最佳。     

四倍体小麦株高和穗长性状的QTL定位及其遗传效应分析

株高和穗长是影响小麦高产稳产的重要农艺性状。为进一步发掘控制株高和穗长的主效QTL,以硬粒小麦矮兰麦和野生二粒小麦LM001构建的F₈代重组自交系（RIL）群体为材料,基于小麦55K SNP芯片构建的遗传连锁图谱,并结合5年8个生态环境的株高和穗长表型数据,进行QTL定位和遗传解析。结果表明,在RIL群体中,株高和穗长均呈现正态分布,符合数量性状遗传特征。共检测到24个QTL,其中7个与株高相关,分布在2A、2B、4B、5A、6A和7A染色体上,可解释7.46%~20.03%的表型变异;17个与穗长相关,分布在2A、2B、3A、4A、4B、5A和6B染色体上,可解释6.52%~17.10%的表型变异。控制株高的 QPh.sicau-AM-4B和 QPh.sicau-AM-7A以及控制穗长的 QSl.sicau-AM-2B.2和 QSl.sicau-AM-4B.4能够同时在单环境和多环境分析中检测到,为稳定的主效QTL,分别解释了9.17%~20.03%、10.44%~ 14.48%、10.41%~16.29%和7.54%~11.70%的表型变异。此外,在RIL群体子代中存在超亲分离现象,进一步的QTL聚合效应分析表明,株高位点 QPh.sicau-AM-4B和 QPh.sicau-AM-7A的聚合或者穗长位点 QSl.sicau-AM-2B.2和 QSl.sicau-AM-4B.4的聚合均能极显著地提高株高和穗长表型,表明鉴定到的控制株高和穗长的QTL位点具有累加效应。     

茶树炭疽病抗性的QTL分析

以茶树SSR遗传连锁图谱为基础,选取龙井43为母本,白毫早为父本的170株F1遗传群体为试验材料,于2014年对该群体分别进行了茶树炭疽病抗性性状的田间观测和室内侵染试验,并采用复合区间作图法对该性状进行QTL定位与分析。结果显示:从F1群体病叶上分离纯化出一种茶树炭疽病病菌HZ-1,经NCBI BLAST比对,其ITS基因序列与炭疽菌(Colletotrichum sp.)的亲缘关系最近,序列相似度为99%。对F1群体的炭疽病抗性表型分析发现,田间环境下的感病单株的占比(41%)高于室内环境(24%)。QTL分析显示,在6个不同的遗传连锁群(Linkage group,LG)上共检测到8个QTLs,单个QTL的LOD阈值变幅为2.53~6.80,单个QTL的表型变异贡献率的变幅为5.6%~13.8%。LG10存在1个控制茶树炭疽病抗性性状的主效QTL,LOD值6.80,表型变异贡献率13.8%。     

花生施用稀土微肥与土壤调理剂效应分析

为探明施用稀土微肥与土壤调理剂对花生光合速率及产量的影响,本研究以山花9号为花生试材,采用大田小区试验研究稀土微肥与土壤调理剂对花生的增产效果。试验结果表明,施用稀土微肥与土壤调理剂能明显增加花生分枝数、荚果数,提高百果重、百仁重和出仁率,提高苗期至饱果期的光合速率,最终提高花生产量。产量较对照增产18.97%,增产效果显著。