基于高密度遗传图谱定位栽培种花生主茎高、第一侧枝长和分枝数的QTL研究

目前关于花生株型的遗传机制了解不深。本研究利用来源于花育28和P76杂交构建的重组自交系群体(RIL),构建高密度遗传连锁图谱,对控制花生主茎高(MSH)、第一侧枝长(FBL)和分枝数(BN)的数量性状位点(QTL)进行定位分析。该图谱包含2266个SNP和68个SSR,总遗传距离为2586.37cM。相邻标记间平均间距为2.25cM。研究发现MSH分别与BN(r=0.354)、FBL(r=0.854)高度相关。QTL分析检测到18个加性QTL位点(4个与MSH相关,5个与FBL相关,9个与BN相关),分布于10个染色体。大多数QTL位点只在一个环境下检测到,其中主茎高相关位点qMSHA01.1,第一侧枝长相关位点qFBLA01.2,分枝数相关位点qBNB07.1和qBNB07.2在两个环境下均能检测到。另外,针对MSH、FBL、BN,共有24对上位性QTL被检测到,表型变异解释率均低于10%。以上结果将为花生株型相关基因的图位克隆和分子标记设计育种提供重要的基础。     

花生种子长宽比性状遗传分析和相关SSR标记筛选

本研究以‘花育36号’ב高油613’构建重组自交系(recombinant inbred line,RIL)群体为试验材料,考察2个环境下(E1、E2)RIL群体种子长宽比表型数据,采用数量性状主基因+多基因混合遗传模型联合分离分析方法进行遗传分析。结果表明,E1环境下花生种子长宽比符合B_1_8模型(即2对存在重叠作用的独立主基因遗传模型),主基因间互作效应为-0.19,主基因遗传率为89.86%;E2环境花生种子长宽比符合B_1_7模型(即2对存在互补作用的独立主基因遗传模型),主基因间互作效应为-0.22,主基因遗传率为92.04%。通过对多态性SSR标记筛选和相关性分析,发现标记AGGS1325在2个环境下均与种子长宽比显著性相关。本研究将为深入开展花生粒型分子机制研究和推进花生外观品质育种提供重要理论基础。     

花生百果质量和百仁质量性状的QTL定位分析

为探索栽培种花生百果质量和百仁质量遗传机制,以花育28号和P76为亲本构建了包含146个家系的重组自交系（recombinant inbred line,RIL）群体,测定了3个环境下的百果质量与百仁质量表型数据,并利用单环境和多环境联合定位进行QTL的鉴定。结果表明,在不同环境下RIL群体百果质量和百仁质量均表现为超亲遗传。基于多环境QTL分析检测到5个与百果质量、10个与百仁质量相关的QTL。基于单环境QTL分析共检测到3个百果质量相关位点qHPW05.1、qHPW07.1和qHPW19.1,分布于3个连锁群上。其中qHPW07.1在三个环境下稳定表达,表型贡献率4.610%~8.840%;qHPW19.1在两个环境下稳定表达,表型贡献率9.985%~11.224%。检测到4个百仁质量相关位点qHSW05.1、qHSW07.1、qHSW19.1和qHSW20.1,分布于4个连锁群上。其中qHSW 07.1在两个环境下稳定表达,表型贡献率7.155%~10.464%;qHSW 19.1在三个环境下稳定表达,表型贡献率7.239%~13.845%。获得控制百果质量和百仁质量的QTL簇2个,分别位于LG07（Cluster I）和LG19（Cluster II）。本研究结果为后续相关基因克隆和花生产量性状改良提供了理论基础。     

高产广适抗逆花生新品种花育 9510 的选育

花育9510系山东省花生研究所以60Coγ辐照鲁花11号干种子，经单粒种植后选育而成的高产稳产大花生新品种。2017-2018年参加国家北方片花生品种区域试验，具有高产、稳产、广适等特点，适宜在我国北方大花生种植区域春播和夏播种植，于2021年通过农业农村部非主要农作物品种登记。     

花生种子休眠特异突变材料的创制及理化因素研究

花生是我国重要的油料作物和经济作物,种子休眠性是一个极其重要的农艺性状,对产量、质量以及种用安全有重要影响。为探讨花生种子休眠和萌发机制,本研究以强休眠品种花育52号和以其为野生型创制的突变材料为试材,进行种子休眠特性的研究。结果显示,突变材料与野生型相比,品质变化不显著,种子萌发率分别为78.33%,83.33%和35.00%,存在显著性差异。种子吸水萌发过程中,弱休眠突变材料与强休眠野生型在POD、CAT、GA、ABA含量和ABA/GA方面表现有一定差异。初期(0h、6h)弱休眠材料与强休眠野生型的POD、CAT、GA、ABA含量,ABA/GA差异不显著,中期(12h、18h)弱休眠材料的POD、CAT、GA含量显著高于强休眠野生型,而ABA含量、ABA/GA显著低于强休眠野生型;后期(24h、48h)弱休眠材料的CAT和GA含量显著高于强休眠野生型,而ABA含量、ABA/GA显著低于强休眠野生型花育52号。本研究创制的突变材料为花生种子休眠的深入探索奠定基础。     

花生种子萌发基因AhSGR的表达分析

种子萌发是一个复杂的多步骤过程,而与花生种子萌发相关基因的研究鲜见报道。本研究以花育52号为试材,根据花生吸胀休眠和休眠释放转录组测序结果获得了一个与花生种子萌发相关的基因AhSGR。AhSGR基因cDNA全长1338bp,开放阅读框(ORF)为885bp,编码295个氨基酸,该基因编码未知蛋白,在44~122AA处含有DOG1保守结构域,分子量33.39kD,等电点为5.04,定位于细胞核内,未发现信号肽及其剪切位点,推测AhSGR可能是转录因子。荧光定量检测表明该基因与花生种子萌发密切相关。     

盐胁迫下花生幼苗期相关性状的QTL分析

花生耐盐遗传位点的挖掘可为耐盐遗传机制研究奠定基础,可为耐盐品种培育提供基因资源。以花育28号和P76构建的RIL群体为材料,基于该群体构建的高密度遗传图谱,结合2个年份盐胁迫下的表型数据,应用Ici Mapping软件对花生盐胁迫下相关性状进行QTL分析。检测到13个盐胁迫下表型绝对值相关的QTL,分布于10个连锁群上,其中株高绝对值相关的QTL 3个、主根长绝对值相关的QTL 2个、茎叶质量绝对值相关的QTL 6个、根质量绝对值相关的QTL 2个。检测到6个盐胁迫下表型相对值相关的QTL,其中株高相对值相关的QTL 3个、主根长相对值相关的QTL 2个、茎叶鲜质量相对值相关的QTL 1个,分布于5个连锁群上。对比发现,B02染色体上Marker774175标记附近检测到4个QTL:q Smsh-HP-B02.1、q Swfp-HP-B02.1、q Rmsh-HP-B02.1、q Rwfp-HP-B02.1,分别控制盐胁迫下的株高和茎叶鲜质量的绝对值和相对值,其增效等位基因均来源于花育28号。结果对于进一步挖掘花生耐盐QTL具有重要意义。     

基于三维模型重构的花生网纹厚度性状QTL分析

荚果网纹厚度,不仅是花生重要的品种特性,也与花生适宜机械化收获特性密切相关。为探索花生荚果网纹厚度遗传基础,本研究开发了一种基于三维模型重构测定网纹厚度的方法,并且以品种花育36号和品系6-13配组衍生的181个重组自交系(recombinant inbred line, RIL)群体为材料,考察了该RIL群体2019—2020年在山东青岛、东营和威海3个环境下表型数据。结果表明,横向和纵向网纹厚度在RIL群体中均表现为连续分布和超亲遗传,广义遗传率分别为0.92和0.91。利用前期构建的高密度遗传图谱,共定位到11个与网纹厚度相关加性QTL,其中6个与横纹厚度相关, 5个与纵纹厚度相关,表型贡献率范围为5.21%～11.06%。定位到2个主效位点qLA2和qLO9,可在不同环境下表达,其增效等位基因分别来自花育36号和6-13。共定位到22对上位性QTL,共涉及34个位点,表型贡献率范围为0.55%～4.37%,其中10对与横纹厚度相关, 12对与纵纹厚度相关。本研究结果将为花生相关性状基因定位和分子育种提供重要的参考。     

比较转录组分析花生种子休眠调控网络

种子休眠性是花生重要且复杂的农艺性状,对花生(ArachishypogaeaL.)的产量和品质影响巨大。为深入揭示花生种子休眠维持和解除的分子调控网络,本研究以强休眠品种花育52号(HY52)和弱休眠突变株系M23、M67为试材,种子吸胀处理(0 h、12 h、24 h)后测定其激素ABA和GA含量并进行转录组测序。吸胀12 h时M23和M67中GA含量显著高于HY52, ABA含量和ABA/GA比值则低于HY52。测序共得到31,373个差异表达基因(DEGs),其中ABA和GA生物合成和信号转导相关的基因在种子休眠维持和解除过程中发生显著变化,挖掘到50个ABA相关基因、8个GA相关基因、49个乙烯相关基因和13个生长素相关基因。此外,还鉴定到许多参与碳水化合物和脂质代谢、氨基酸代谢途径相关的DEG,挖掘到糖代谢相关基因5个、脂质代谢相关基因4个;昼夜节律调控也可能参与花生种子休眠解除。这表明,花生种子休眠维持和解除的调控是一个复杂网络,植物激素平衡调控可能只是其中一个重要部分。