大豆再生相关性状QTL定位

文章采用子叶节法,利用高再生率大豆品种合丰25与低再生率大豆品系L-28及其衍生的重组自交系群体(RIL)100个家系,评价不定芽诱导率、伸长率、生根率和成苗率等指标,比较不同大豆基因型之间再生率差异,并利用简化基因组测序技术作QTL定位分析.结果表明,在大豆RIL群体4个再生性状中,诱导率与伸长率、生根率和成苗率之间均达极显著,表现为连续单峰曲线,符合正态分布特点.同时检测到10个与大豆再生性状显著相关QTL位点,其中独立QTL位点2个,可重复检测QTL位点3个,与诱导率、伸长率、生根率和成苗率显著相关QTL位点分别为2个、3个、3个、2个.研究结果将为探索大豆再生规律、建立高效再生体系、提高大豆遗传转化效率奠定基础.     

大豆耐盐基因研究进展

大豆是世界上重要的粮食作物和经济作物,土地盐碱化造成大豆产量大幅度降低。了解大豆耐盐的遗传和分子机制有助于挖掘盐碱地大豆产量潜力。迄今为止从耐盐大豆种质中已分离筛选出一批耐盐相关基因,其它植物中分离的耐盐基因有些也已被用于大豆耐盐研究,研究这些基因一方面可以揭示大豆耐盐机理,另一方面可以提高大豆耐盐性。为此,从近几年有关大豆耐盐基因的遗传、挖掘与筛选、分子标记、基因定位与克隆、转化及表达等方面的相关研究结果对大豆盐胁迫耐受相关基因进行了综述,以期为大豆耐盐相关基因的快速准确定位及耐盐高产新种质的发掘利用提供理论依据。     

抗旱节水小麦分子遗传育种研究进展

干旱缺水等自然灾害会导致小麦产量年度间变幅较大,尤其在小麦主产区黄淮地区更为严重。小麦抗旱节水育种是应对干旱的重大措施。本综述对小麦抗旱节水常规育种、抗旱节水分子遗传育种相关性状QTL定位、抗旱相关功能基因克隆鉴定、转基因等方面的研究进展进行了综述。水旱亲本杂交与异地交叉选择是卓有成效的常规育种方法,通过分子标记鉴定了关于根重、根长、胚芽鞘、高水分利用效率等相关性状的大量QTL;42个抗旱相关基因被克隆并进行基因功能分析和验证,均从不同代谢通路上影响着小麦抗旱性;14个来自不同供体的抗旱相关基因被研究者导入小麦品种后,转基因小麦植株的抗旱能力均得到不同程度的提高,部分植株在产量和其它抗逆性方面也得到提高。以上研究进展为抗旱节水小麦分子设计育种提供了理论依据和发展方向。     

Genetic bases of source-,sink-,and yield-related traits revealed by genome-wide association study in Xian rice

The source-sink relationship determines the ultimate grain yield.We investigated the genetic basis of the relationship between source and sink and yield potential in rice.In two environments,we identified quantitative trait loci(QTL)associated with sink capacity(total spikelet number per panicle and thousand-grain weight),source leaf(flag leaf length,flag leaf width and flag leaf area),source-sink relationship(total spikelet number to flag leaf area ratio)and yield-related traits(filled grain number per panicle,panicle number per plant,grain yield per plant,biomass per plant,and harvest index)by genome-wide association analysis using 272 Xian(indica)accessions.The panel showed substantial variation for all traits in the two environments and revealed complex phenotypic correlations.A total of 70 QTL influencing the 11 traits were identified using 469,377 high-quality SNP markers.Five QTL were detected consistently in four chromosomal regions in both environments.Five QTL clusters simultaneously affected source,sink,source–sink relationship,and grain yield traits,probably explaining the genetic basis of significant correlations of grain yield with source and sink traits.We selected 24 candidate genes in the four consistent QTL regions by identifying linkage disequilibrium(LD)blocks associated with significant SNPs and performing haplotype analysis.The genes included one cloned gene(NOG1)and three newly identified QTL(qHI6,qTGW7,and qFLA8).These results provide a theoretical basis for high-yield rice breeding by increasing and balancing source–sink relationships using marker-assisted selection.     

黄瓜嫩果白色皮色性状的QTL初步定位

【目的】构建黄瓜分子遗传图谱,对控制黄瓜嫩果白色皮色的QTL进行初步定位。【方法】以嫩果皮色不同的3份黄瓜种质Q8、Q16、Q24为亲本材料,分别配制2个杂交组合Q16×Q8和Q16×Q24及6世代遗传群体。利用色差仪和目测法观测黄瓜嫩果皮色;利用2个组合亲本进行多态引物筛选,进而进行遗传图谱的构建和嫩果白色皮色的QTL定位。【结果】121对SSR引物在Q16×Q8亲本间表现多态,多态引物的比率为12.2%;126对SSR引物在Q16×Q24亲本间表现多态,多态引物的比率为12.7%。在Q16×Q8组合的遗传图谱中,包含了7个连锁群,74个SSR标记覆盖的基因组总长度为2 400.73cM;在Q16×Q24组合的遗传图谱中,包含7个连锁群,76个SSR标记覆盖的基因组总长度为1 623.37cM。根据构建的连锁图,对黄瓜嫩果白色皮色的QTL进行了初步定位研究,在Q16×Q8组合的7个连锁群上共定位了2个QTL位点,分别位于第1与第3染色体上,第1染色体上的位点可解释9.276%的表型变异,第3染色体上的位点可解释50.622%的表型变异;在Q16×Q24组合的7个连锁群上共定位了1个QTL位点,位于第3染色体上,可解释68.976%的表型变异。【结论】从Q16×Q8和Q16×Q24 2个杂交组合中共检测到3个控制黄瓜嫩果皮色的QTL位点。     

玉米单倍体高自然加倍材料吉Gjb335DH3的遗传分析与QTL初定位研究

玉米单倍体育种技术加倍率低的问题是单倍体育种技术应用限制条件。本研究以雄穗低自然加倍材料DHL287为母本、雄穗高自然加倍材料吉Gjb335DH³为父本，构建单倍体雄穗高自然加倍群体。根据集群分离分析法（BSA，Bulked segregant analysis），结合SNP标记，使用滑动窗口分析3组BSA混池基因型数据，最终在1、3、4、5、7号染色体上筛选出23个与雄穗高自然加倍相关的QTL位点。其中，3组BSA混池结果都在1、3、4号染色体上定位到4个共有的显著QTL区段，说明4个QTL区段具有很强的重演性。同时，在5、7号染色体上分别定位到3个、2个与单倍体雄穗高自然加倍相关的QTL位点。     

扬麦17/ 宁麦18的F2群体穗部性状QTL定位

小麦穗部性状特别是穗顶部、基部结实性对穗粒数的建成及产量具有重要影响。为给QTL精细定位、基因克隆及穗部性状分子标记的开发和辅助选择奠定基础，本研究以扬麦17与宁麦18杂交获得的310个F₂群体及其衍生的F_2:3家系为材料，构建了一个由215个SSR标记组成的全长为1 717 cM的遗传连锁图谱，共覆盖19条染色体（1D和6A未涉及），标记间平均距离为7.99 cM，并对6个穗部性状进行QTL定位。利用复合区间作图法共检测出22个QTL，分布在1A、1B、2B、2D、3B、3D、4B、5A、5B和7A染色体上。其中，穗顶部结实粒数QTL有7个，穗基部结实粒数QTL有2个，穗长QTL有5个，总小穗数QTL有3个，不育小穗数QTL有2个，穗粒数QTL有3个，表型贡献率为2.56%～13.66%。控制穗顶部和基部结实粒数QTL的增效基因来源于宁麦18，表明该品种可作为具有高产潜力的小麦育种材料加以利用。     

玉米高密度SNP遗传图谱构建及其秃尖QTL定位

[目的]构建在秃尖性状上存在明显差异的玉米高密度SNP遗传图谱,并对其秃尖QTL进行定位,为玉米秃尖分子机理研究及玉米抗秃尖品种选育提供理论参考.[方法]以无秃尖性状的自交系S群411331为母本、有秃尖性状的自交系综53313为父本,通过杂交和自交获得F2代群体.利用容量达10K的分子芯片获取大量SNP分子标记,从中筛选出具有多态性的SNP分子标记,构建F2代群体的高密度遗传图谱,并结合秃尖表型数据,分别采用QTL定位软件Rqtl和QTL.gCIMapping.GUI 1.1对相应的秃尖QTL位点进行鉴定及定位.[结果]F2代群体的平均秃尖长度为4.25 cm,说明其秃尖性状更偏向于父本综53313,秃尖整体较长,且秃尖变幅为0~6.1 cm,偏度和峰度值均位于-1.00~1.00,符合数量性状的分布特征.从2612个多态SNP分子标记中共筛选出2599个SNP分子标记成功构建遗传连锁图谱,总图距5624.38 cM,标记间平均距离2.27 cM.利用Rqtl共检测到6个QTL,分别位于第3、4、5、6、8和9染色体,其中加性效应和显性效应最大的2个QTL分别位于第6和8染色体,解释遗传变异的14.4%和16.3%.利用QTL.gCIMapping.GUI 1.1共检测到9个QTL,分别位于第1、4、5、6、8和9染色体,显性效应和加性效应最大的2个QTL分别位于第6和8染色体,与Rqtl检测结果相比,二者均在第8和9染色体的同一位置检测到1个QTL,在第5染色体检测到的QTL位置也较邻近,且效应最大的2个QTL均位于第6和8染色体;不同之处在于Rqtl在各染色体上只检测到1个QTL,而QTL.gCI-Mapping.GUI 1.1在第6和8染色体分别检测到2和3个QTL,在第1染色体检测到1个QTL,在第3染色体未检测到QTL,而Rqtl检测出的第1和3染色体QTL情况相反.[结论]玉米秃尖QTL分别位于第1、3、4、5、6、8和9染色体,其中主效QTL在第6和8染色体.     

QTL mapping of agronomic and economic traits for four F2populations of upland cotton

Background:Upland cotton(Gossypium hirsutum)accounts for more than 90%of the annual world cotton output because of its high yield potential.However,yield and fiber quality traits often show negative correlations.We constructed four F₂populations of upland cotton,using two normal lines(4133B and SGK9708)with high yield potential but moderate fiber quality and two introgression lines(Suyuan04–3 and J02–247)with superior fiber quality,and used them to investigate the genetic basis underlying complex traits such as yield and fiber quality in upland cotton.We also phenotyped eight agronomic and economic traits and mapped quantitative trait loci(QTLs).Results:Extensive phenotype variations and transgressive segregation were found across the segregation populations.We constructed four genetic maps of 585.97 centiMorgan(cM),752.45 cM,752.45 cM,and 1163.66 cM,one for each of the four F₂populations.Fifty QTLs were identified across the four populations(7 for plant height,27 for fiber quality and 16 for yield).The same QTLs were identified in different populations,including qBW4 and qBW2,which were linked to a common simple sequence repeat(SSR)marker,NAU1255.A QTL cluster containing eight QTLs for six different traits was characterized on linkage group 9 of the 4133B×Suyuan04–3 population.Conclusions:These findings will provide insights into the genetic basis of simultaneous improvement of yield and fiber quality in upland cotton breeding.