Genome wide association studies (GWAS) of element contents in grain with a special focus on zinc and iron in a world collection of barley (Hordeum vulgare L.)

Genome wide association studies (GWAS) were carried out to map Quantitative Trait Loci (QTL) associated with element contents in the grain using 336 spring barley. Of the elements analyzed, Fe content ranged from 21.9 to 91.0 mg kg⁻¹, Zn from 10.4 to 54.5 mg kg⁻¹, Ba from 0.2 to 8.9, Ca from 186.4 to 977.5, Cu from 1.5 to 9.8, K from 353.2 to 7721.5, Mg from 1049.8 to 2024.2, Mn from 8.1 to 22.9, Na from 55.9 to 627.9, P from 2272.9 to 5428.8, S from 880.7 to 1898.0, Si from 19.1 to 663.2, and Sr from 0.35 to 2.62 mg kg⁻¹. GWAS were carried out using 6519 SNP markers and multiple elements in MLM:PCA + K model in TASSEL software. Population analyses showed two sub-populations, primarily based on row types. GWAS for row types showed association with INTERMEDIUM-C, a modifier gene for lateral spikelet fertility in the 4H chromosome, validating current GWAS approach. GWAS also showed that 2 QTL for Ba, 2 for Ca, 4 for Cu, 11 for Fe, 2 for K, 3 for Mg, 6 for Mn, 4 for Na, 3 for S, 5 for Si, and 3 for Zn were mapped in barley chromosomes. The QTL identified in the current study are valuable for breeding nutrient dense barley cultivars in the future, especially Zn and Fe.     

分离群体中常染色体上标记基因的数量遗传方差——Ⅰ.含有一个数量性状位点(QTL)时的计算方法

应用常染色体上的标记基因研究能够加快数量性状的遗传进展。亲代由标记基因遗传给后代的加性遗传方差值可以用来测定标记基因这种效益。分别在个体水平上以及在复合连续平衡的分离群体水平上建立了标记基因加性遗传方差值的理论方程。这些方程包括与标记基因连锁的数量性状位点数、这些数量性状位点的效应值以及与标记基因有关的重组率。并就分离群体中标记基因加性遗传方差的期望值进行了推导。在分离群体的系谱选择方案中,常染色体上遗传方差中绝大部分与位于该染色体上的标记基因相关。对于牛的一个平均长度染色体来讲,这部分值大约是该染色体孟德尔分离方差值的40% 。标记基因的位置效应和干扰因素对这一期望值的影响是很小的,而染色体的长度对期望方差值影响很大。如果标记基因缺乏多态型以及染色体替代效应估计偏差会大大降低MAS的选择效果。常染色体上标记基因遗传方差期望值的大小表明:即使当标记基因处在一个非活动位点,在分离群体中,仍有较大的染色体替代效应存在。     

微卫星DNA在动物亲子鉴定中的应用及研究进展

本文概述了微卫星DNA进行亲子鉴定的基本原理与方法,将其用于亲子鉴定的优点以及研究进展,最后对未来的应用进行了展望。     

微卫星分子标记分析四川绵羊群体遗传多样性

为探究四川省6个绵羊群体的遗传多样性,实验应用12个微卫星标记计算基因频率、有效等位基因数、杂合度及多态信息含量来评估群体内遗传多样度,通过遗传距离聚类图、群体结构推测图、主成分分析及群体间分子方差分析来评估群体间遗传关系。结果表明:6个绵羊群体在12个微卫星位点的平均有效等位基因数为3.006~3.176,平均多态信息含量变化为0.559~0.612,平均期望遗传杂合度为0.610~0.670;6个绵羊群体间的遗传关系与地理分布情况及育成史实不完全一致,但遗传距离聚类图、群体结构推测图和主成分分析结果均显示,6个绵羊群体中布拖黑绵羊类群与贾洛绵羊类群遗传关系更近;6个绵羊群体间方差组分F统计量结果为0.112 39,处于中度分化水平。     

大豆胞囊线虫主效抗病基因Rhg4(GmSHMT)的CAPS/dCAPS标记开发和利用

大豆胞囊线虫(soybean cyst nematode,SCN)严重危害世界大豆生产,Rhg4(resistance to Heterodera glycines 4)是控制大豆SCN抗性的2个主效位点之一。本研究针对Rhg4(Gm SHMT)上的2个单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms,SNP)位点开发了快速、经济、简便易行的CAPS(Rhg4-389)和d CAPS标记(Rhg4-1165),并用开发的2个标记鉴定了以大豆胞囊线虫应用核心种质为主的193份代表性抗感种质。结果表明,Rhg4-389和Rhg4-1165位点间存在显著连锁不平衡(P=0.0001,r2=0.87),可形成4种单倍型。Rhg4-389-G/Rhg4-1165-T和Rhg4-389-C/Rhg4-1165-A为优势单倍型,稀有单倍型Rhg4-389-G/Rhg4-1165-A和Rhg4-389-C/Rhg4-1165-T是在中国抗源中新发现的单倍型。结合193份种质对SCN 3号小种抗性鉴定分析发现,Rhg4-389-G和Rhg4-1165-T主要存在于抗病种质,它们形成的单倍型对抗病种质鉴定效率可达94.1%。本研究开发了可用于辅助大豆SCN抗性鉴定且方便育种家利用的CAPS/d CAPS标记,且用其摸清了应用核心种质等重要抗源在Rhg4位点的"本底",为育种家有效利用这些优异抗源提供了重要信息。     

一个水稻三倍体×二倍体杂交F2群体的微卫星杂合性丧失

DB102为一田间发现的三倍体水稻,利用它做母本与二倍体水稻中作59杂交,得到一个早世代(F2)稳定群体,通过微卫星分析发现,该群体中有一些微卫星位点发生了杂合性丧失,且至少6条染色体上发生微卫星位点杂合性丧失(loss of heterzygoisity LOH)可能有DNA序列变化。而微卫星位点的杂合性丧失又可能与该杂交组合早世代稳定有关。     

微卫星标记与丝羽乌骨鸡产蛋性能的关系研究

从鸡的遗传图谱中选择9个与产蛋性能相关的微卫星基因座,对在产蛋性能上有明显差异的丝羽乌骨鸡个体共170只进行标记基因型与产蛋性状的最小二乘分析,结果表明：有4个标记G31913、X82867、Z95315、G01672与丝羽乌骨鸡的4个月连产蛋量、开产蛋重及500日龄产蛋量间存在显著的关系。标记G31913中基因型AB所对应的开产体重最小二乘均值与其它基因型的对应值间的差异达显著或极显著,开产蛋重间无显著差异。标记Z95315的基因型CC所对应开产蛋重、开产体重最小二乘均值最高,并且均显著高于其余8种基因型所对应的开产蛋重、开产体重最小二乘均值。标记G01672基因型为EE、AE所对应开产蛋重最小二乘均值与基因型为CE、CC的对应值间差异显著;等位基因E与开产蛋重有显著正相关,等位基因C与开产蛋重有显著负相关。标记X82867基因型CD所对应500日龄产蛋量最小二乘均值显著低于AB型,4个月连产蛋量、300日龄产蛋量也低于基因型为AB个体。研究表明,标记G31913的基因型AB和标记Z95315的基因型CC有望作为开产蛋重、开产体重早期选择的辅助标记。     

肉牛经济性状关联的微卫星标记研究进展

微卫星序列是以1～6个短核苷酸为基本重复单位的重复序列,呈共显性、重复性好、多态性丰富和操作简单,在基因定位与QTL分析、亲权分析、分子标记辅助选择等方面应用广泛.本文综述了与肉牛部分经济性状(生长发育性状、胴体性状、肉质性状、多胎性状和出生重)相关的微卫星标记研究进展.     

草原红牛肉用性状微卫星标记研究

本研究选用草原红牛、草原红牛与利木赞牛杂交后代共计42头作为试验牛群体，以体尺、体重作为衡量其生长发育指标，进行肉牛肌肉度线性评分，并屠宰测定其肉用性能，利用SPSS软件分析了3个微卫星位点基因标记与生长性状、屠宰肉用、肌肉度线性评分性状的关系。结果表明，IDVGA46等位基因D（211bp）对3个肌肉度评分性状肩部、腰厚、大腿肌有负相关；等位基因B（205bp）在腰厚方面有正相关。等位基因F（249bp）对牛的胸深、坐骨端高等生长性状有正相关。BM1824等位基因C（211bp）对腿围性状、净肉率和净肉重性状均有正相关。IDVGA2等位基因C（209bp）对牛的肉用性能有负相关。     

草原红牛及其杂交群体中微卫星DNA多态性研究

选用草原红牛及其与利木赞牛的杂交后代66头作为试验牛群体,提取血液及肝脏基因组DNA,设计8对微卫星引物进行PCR扩增,从分子水平上对草原红牛及其杂交群体8个位点的遗传多态性进行微卫星分析。结果表明,在草原红牛中,ETH225、IDVGA2、IDVGA46和IDVGA44等位基因数分别为5、4、3和4,多态信息含量(PIC)分别为0．5420、0．6736、0．5218和0．5750,这4个位点均为高度多态。而另4个位点BM2113、BM1824、IDVGA55和TGLA44等位基因数分别,2、2、2和5,多态信息含量分别为0．3698、0．3604、0．3538和0．4708,属于中度多态性位点。在杂交牛群体中,BM2113、ETH225、IDVGA2、IDVGA46、ID- VGA44、BM1824、IDVGA55和TGLA44这8个位点的等位基因数分别为4、5、4、4、5、4、4和6,多态信息含量(PIC)分别为0．6432、0．5943、0．6593、0．5794、0．7259、0．6121、0．6120和0．6204,杂合度为0．7034,均属于高度多态性位点。这些微卫星位点作为遗传标记应用于草原红牛遗传育种研究之中是可行的。