陆地棉高品质品系纤维品质性状QTL的分子标记及定位

为进一步挖掘利用高品质品系NM03102的优异纤维品质性状的基因,利用陆地棉鲁棉研21作为母本、NM03102为父本构建了F2和F2∶3分离群体。通过7892对SSR引物对亲本进行筛选,获得222对多态性引物,进一步对195个F2群体单株分析得到242个标记位点。其中,182个标记位点连锁构建37个连锁群,共覆盖1661.6 cM,每个连锁群平均包含4.9个标记位点,标记间平均相距9.1 cM,其中35个连锁群被定位到了20条染色体上。利用F2和F2∶3纤维品质数据,通过复合区间作图法,共检测到20个纤维品质性状QTL。其中,1个纤维强度的QTL和1个纤维整齐度的QTL与已有的报道一致,1个纤维强度的QTL和1个麦克隆值的QTL在两世代中稳定存在,这为标记辅助选择奠定了基础。     

大豆育种群体中Satt 481分子标记与缺铁失绿抗性相关

大豆育种学家已经采用传统的育种方法改良了缺铁失绿（IDC）抗性，然而许多IDC抗性品种的产量都低于IDC敏感品种。环境在IDC抗性表达方面的重要性阻碍了IDC抗性育种进展。不依赖于环境的选择策略，如标记辅助选择可能会提高育种效率。本文旨在研究以前报道的位于控制IDC抗性数量性状位点的SSR标记是否与育种群体的IDC抗性有关。本试验在衣阿华检测了与8个控制IDC抗性QTL遗传连锁的108个SSR标记。本研究所用育种群体是由Pioneer9254与A97—770012的组合建立的。     

陆地棉品种抗黄萎病性状的分子标记及其辅助选择效果

利用综合性状优良、适应性广、抗黄萎病的鲁棉研22号与渐渗了海岛棉优异纤维基因的鲁原343组配杂交组合,对F2∶3家系在不同发病时期进行黄萎病鉴定,并以SSR标记对抗黄萎病性状进行定位分析.在棉花发病相对较轻的7月份检测到1个位点(qVWR-16-1a)与抗黄萎病有关;在发病较重的8月份,检测到3个QTLs位点与抗黄萎病有关,其中1个QTL(qVWR-16-1b)与7月份检测到的位点qVWR-16-1a为同一位点,能解释的表型变异为10.27%,与NAU751连锁较紧密,另外2个与BNL1395和BNL3590连锁较紧密的位点qVWR-16-2b、qVWR-2-1b,能解释的表型变异分别为10.8%和13.78%.利用检测到的与3个QTL位点连锁较紧密的SSR标记对杂交后代辅助鉴定,发现标记NAU751和BNL1395的抗性基因型均能显著增加后代的黄萎病抗性,两个标记的抗性基因型聚合后,后代抗性水平提高极显著.分子标记辅助抗病选择应用于优异纤维渐渗系杂交后代的鉴定中,可以培育出既优质又抗病的棉花新品种.     

标记辅助选择育种中QTL基因型的多点联合推断

传统的育种方法对数量性状的选择存在很大难度,现代分子标记技术为实现控制数量性状基因的准确选择提供了有效的技术手段。目前分子标记辅助选择实践仅是对标记基因型的选择,而非直接对QTL基因型进行选择。尽管标记基因型容易获得,但标记基因型通常并非QTL基因型,除非有关的QTL恰巧在标记座位。因此,如何鉴别QTL的基因型成为分子标记辅助选择的关键。QTL基因型通常需要通过分子标记基因型进行推断,由于标记信息的不完全或缺失,使得对个体QTL基因型的鉴别会发生困难。本文在四向杂交设计的基础上,结合贝叶斯理论和马尔可夫链原理,提出一种通用的QTL基因型多点联合推断方法,该方法能够很方便地处理显性标记和缺失标记,同时结合标记信息和表型数据联合推断QTL基因型的条件概率。模拟研究发现,表型数据选择的效果较差,其选择的个体QTL基因型基本上都是错误的,而应用本文所论述的方法,将表型数据与标记数据相结合选择,对QTL基因型的判断正确,且推断的把握性很高。     

一个新的白菜苗期TuMV-C4抗性主效QTL定位及连锁分子标记开发

为寻找与TuMV抗性基因紧密连锁的分子标记,选用高抗病毒病大白菜自交系91-112和高感病毒病自交系T12-19以及由二者为双亲构建的包含100个株系的DH群体为材料,通过SSR和InDel标记的遗传分析,在A09上定位了一个新的与大白菜苗期TuMV-C4抗性相关的主效QTL位点BrTuA09。在此基础上,针对该QTL位点所在的标记区间,根据作图群体双亲的重测序结果,设计合成27对引物,其中11个InDel在双亲间具有多态性,且条带单一、扩增稳定;连锁分析发现,11个InDel标记均被定位在A09连锁群上BrTuA09的置信区间。利用BC1群体进行标记验证发现,这些标记对高抗单株选择的准确率均达到78%以上,可应用于分子标记辅助选择,为大白菜TuMV抗病分子育种奠定了良好的基础。     

影响温敏核不育水稻育性转换的低温敏感度QTL定位

光温敏核不育水稻的育性光温敏感度对两系杂交水稻的繁殖与制种有重要影响。为了定位影响温敏核不育水稻育性转换的低温敏感度QTL,以冷繁结实率存在明显差异的2个温敏核不育水稻N38S和N727S为亲本构建的F_2群体为作图群体,利用人工气候箱的低温处理和SSR标记技术,结合Mapmaker 3.0及WinQTLCart 2.5软件分析,检测低温敏感度QTL位点。结果显示,共检测到3个低温敏感度QTL,其中QTL1位于水稻第1染色体的PSM12与RM583之间,QTL2和QTL3分别位于第4染色体的PSM194与RM273之间和RM273与PSM103之间,它们加性效应均为负值,对育性转换的贡献率分别为7%,16%,3%。基于分子标记的位置信息可知,3个QTL位点与已定位的光温敏核不育水稻育性相关基因不等位。综上,QTL1、QTL2和QTL3可能是新基因位点,N727S携带的等位基因起到提高繁种产量的作用,在利用分子标记辅助选择时,应选择N727S的标记类型。这3个低温敏感度QTLs的定位可能对于温敏核不育水稻进行易于转育繁种的分子标记辅助选择具有重要意义。     

马铃薯重要性状QTL定位及3个抗病性状分子标记辅助选育

马铃薯是我国主要粮食作物之一,马铃薯分子育种研究具有重要意义。在二倍体马铃薯中,重要性状控制基因的QTL定位及克隆已经有大量报道。近年,随着同源四倍体分析软件的开发,四倍体马铃薯的遗传图谱构建和QTL定位也取得了突破性进展。分子标记是马铃薯育种的重要辅助手段,可快速准确筛选出多个优良性状。对马铃薯重要农艺性状的QTL定位和克隆,以及3个抗病性状分子标记辅助选育的研究进展进行概述,为加快马铃薯分子育种研究提供参考和实践依据。     

用闭合三角形杂交群体检测QTL等位位点差异

本文简述QTL定位和数量性状分子标记辅助选择的基本原理、基本方法,以及在实际应用中存在的一些问题。将12个不同作图群体构建的刚UP或SSR分子标记连锁图,根据其大多数分子标记所在的染色体节,再按每条染色体在各自连锁图中的相对长度整合在一起,然后将所定位的玉米株高QTL转换成整合图上的相对位置。结果发现,12个作图群体定位的75个玉米株高QTL位点遍布整个染色体组,QTL定位的重演性不高。分析认为,这是数量性状受众多微效多基因控制的必然现象。最后,提出用闭合三角形杂交群体进行QTL定位,检测QTL等位点的多重差异,并设想用这种方法验证或提高不同作图群体定位同一数量性状QTL的重演性。     

水稻近等基因系中5个抗旱主效QTL的验证

为了验证5个抗旱主效QTL的导入效果,将已精细定位的5个抗旱主效QTLs(DTY1.1,DTY2.1,DTY2.2,DTY3.1和DTY12.1)作供体建立近等基因系,利用与5个QTL位点紧密连锁的16个SSR分子标记对导入抗旱主效基因的23份家系进行目标QTL检测。结果显示,利用6个标记同时检测,获得携带DTY3.1 QTL的家系5株;利用2个标记同时检测,获得携带DTY12.1 QTL的家系5株;其他3个QTL位点未检测到目标QTL的家系;没有同时获得具备不同抗旱QTL的家系。相比较而言,携带DTY3.1 QTL以Apo为供体及携带DTY12.1 QTL以Way Rarem为供体导入效果更好。这些抗旱家系的获得,为抗旱品种的选育提供了新的抗旱基因来源。     

利用重组自交系定位水稻种子耐低温发芽QTL

具有强耐低温发芽直播稻的种子可以克服低温胁迫导致的发育迟缓,保证幼苗旺盛生长。水稻种子耐低温发芽是多基因控制的复杂数量性状,遗传力低,导致育种家对该性状直接选择的效率很低。耐低温发芽QTL定位研究,有助于开展分子标记辅助选择,提高选择效率。本研究发现,江苏省优质粳稻品种‘南粳46’与云南地方品种‘扎西玛’低温发芽率存在极显著差异。利用‘扎西玛’/‘南粳46’RIL群体定位了3个控制低温发芽的QTL (q LTG-2, qLTG-4和qLTG-7),分别位于第2、4和7染色体上。3个QTL分别可以解释7.69%、8.75%和22.93%表型变异。其中,qLTG-2所在的染色体区域未见报道QTL,是新的QTL位点。该结果为耐低温发芽分子标记辅助选择育种提供了材料基础和分子标记。     

大豆连锁群Ⅰ中种子蛋白质QTL的精细图谱及其对农艺性状的相关效应

大豆是一种重要的蛋白质和油分资源。以前将控制种子蛋白质含量的QTL绘制在大豆连锁群Ⅰ上。本文旨在对该QTL进行精细作图，并弄清是否有另外的重组体能减少种子蛋白质含量和产量和含油量问负向表型相关。采用两组回交群体构建精细图谱。这些群体是将野生大豆（G．soja）P1468916的高蛋白质等位基因导人A81—356022育种品系的遗传背景构建而成。第一组群体包含BC5品系的3个群体，第二组群体包含BC，品系的4个群体。这些群体QTL图谱基因组区域的不同片断有分离。两组群体的测试结果将控制蛋白质和含油量的QTL定位在SSR标记Satt239和AFLP标记ACG9b之间的3cM间隔处。农艺性状评价试验结果的不一致性使我们很难确切地推断蛋白质QTL是否通过多效性控制了其它性状。     

单核苷酸多态性在水稻遗传育种中的应用

单核苷酸多态性(SNP)是最新发展起来的继限制性片段多态性(RFLP)、微卫星标记(SSR)后的新一代分子标记,具有分布不均匀、丰度高、检测易实现自动化的特点。SNPs日益成为功能基因组学和分子标记辅助选择等领域研究的主要手段。本文主要介绍SNPs在水稻基因组中的分布、特点、检测及其在遗传育种中的应用。     

玉米籽粒生理成熟后自然脱水速率QTL的初步定位

以吉846(脱水快,1.18%d-1)和掖3189(脱水慢,0.39%d-1)为亲本衍生出的232个重组自交系(F7)为作图群体,构建了具有101个SSR标记位点的玉米遗传连锁图谱,覆盖玉米基因组1941.7cM,标记间平均距离为19.22cM。通过1年2点试验(双城和哈尔滨,2007年)评价了232个重组自交系籽粒生理成熟后的自然脱水速率。采用WinQTL2.5对该性状数量性状位点(QTL)进行了初步定位和遗传效应分析,结果共检测出9个显著影响玉米籽粒生理成熟后自然脱水速率的QTL,分别位于第2、第3、第4、第5和第6染色体上,加性增效作用均来源于亲本吉846。其中在第2和第6染色体上的2个QTL(qKdr-2-1和qKdr-6-1)在2个环境下均稳定表达,分别位于SSR标记bnlg198～umc1516之间和phi126～phi077之间,其累积表型贡献率为15.49%。具有较快脱水速率的等位基因均来自吉846。所检测到的QTL将在分子辅助选育具有较快脱水速率的材料中具有较大的应用潜力。     

Golden Glow玉米群体的多育性和相关性状的遗传：Ⅱ．基因型分析

异花授粉玉米群体Golden Glow（GG（MP）]为研究与多育性选择相关的形态和遗传变化提供了绝好的材料。在低密度下，GG（MP）的高代材料在形态结构方面极像玉米祖先——墨西哥玉蜀黍。本研究旨在：（1）筛选与控制多育性和相关形态性状染色体区域连锁的分子标记；（2）弄清哪些前人认为控制玉米分枝模式的基因与控制这些性状的QTL相关；（3）弄清推断QTL间的上位性互作是否影响多育性和相关性状。     

大田环境下玉米抗旱相关性状QTL定位

干旱是世界范围内导致玉米产量损失的主要因素。为了阐明玉米抗旱性的遗传基础并定位相关的数量性状位点,利用抗旱自交系临1和敏感的湘97-7组配160个F2:3家系定位群体,于2011年在湖南省作物研究所和长沙县高桥镇,分别在大田干旱胁迫和正常水分条件下进行表型鉴定。所考察性状包括抽雄至吐丝间隔、株高、千粒重和产量,用抗旱系数来衡量抗旱性。结果表明,110个SSR标记构建连锁图,图谱总长1246.1 cM,标记间平均距离11.33 cM。抗旱相关性状定位的QTL介于8～14个,共检测到43个QTL。单个QTL解释的表型变异为6.27%～18.27%。不同水分条件下定位到的QTL大多数不相同,表明对干旱胁迫的适应存在不同机制。抗旱性相关性状定位到的QTL,除第2和10染色体外,在其它染色体上都有分布,主要集中在第1染色体1.02-03区域和1.06-07区域,以及第3染色体3.04-05区域。第1染色体标记umc2224和bnlg176区间同时检测到与株高、千粒重和产量有关的QTL簇;标记bnlg1556和umc1128区间检测到与抽雄至吐丝间隔和产量有关的QTL簇。第3染色体标记umc1773和umc1311区间同时检测到与株高、千粒重和产量有关的QTL簇。这些QTL簇可能有助于通过分子标记辅助选择的方法提高干旱地区玉米的抗旱性。     

陆地棉光合相关性状的QTL定位分析

光合作用是棉花产量的主要物质来源。本研究以高光效陆地棉冀优861和低光效陆地棉新陆早25号为亲本组配的196个F₂单株为作图群体,利用SSR（Simple Sequence Repeat）标记构建陆陆杂交遗传连锁图谱,共有30个标记位点连锁,包含4个连锁群,全长244.4cM。利用QTL IciMapping 4.1软件的完备区间作图法对冀优861×新陆早25号F_2:3家系的光合相关性状进行QTL作图分析,共定位到光合相关5个性状的10个QTLs,其中1个光合速率QTL和1个胞间CO₂浓度QTL分别定位在D3和D7染色体上。本研究为棉花光合相关性状QTL的精细定位及分离克隆打下基础,为聚合棉花高光效分子标记辅助育种提供理论依据。     

小麦籽粒产量及穗部相关性状的QTL定位

由小麦品种花培3号和豫麦57杂交获得DH群体168个株系,种植于3个环境中,利用305个SSR标记对籽粒产量和穗部相关性状(穗长、穗粒数、总小穗数、可育小穗数、小穗着生密度、千粒重和粒径)进行了QTL定位。利用基于混合线性模型的QTLNetwork 2.0软件,共检测到27个加性效应和13对上位效应位点,其中 8个加性效应位点具有环境互作效应。相关性高的性状间有一些共同的QTL位点,表现出一因多效或紧密连锁效应。5D染色体区段Xwmc215–Xgdm63,检测到控制籽粒产量、穗粒数、总小穗数、可育小穗数和小穗着生密度5个性状的QTL位点,各位点的遗传贡献率较大且遗传效应方向相同,增效等位基因均来源于豫麦57,适用于分子标记辅助育种和聚合育种。控制千粒重与穗粒数的QTL位于染色体不同区段,有利于实现穗粒数与粒重的遗传重组。     

DNA分子标记在洋葱遗传育种研究中的应用

DNA分子标记技术的出现大大提高了遗传分析的准确性和选育品种的有效性,在植物遗传育种领域越来越受到重视.洋葱属于二年生植物,一个世代需要三年,具有育种年限长的问题.利用分子标记辅助选择是缩短洋葱育种年限,加快育种进程极其有效的途径.本文综述了DNA分子标记技术在洋葱遗传图谱构建、遗传多样性分析、种质鉴定、鉴定洋葱细胞质类型、重要性状的分子标记辅助选择和数量性状的基因定位等方面的应用,讨论了洋葱遗传育种中分子标记技术的现状及存在的问题,并对洋葱分子标记辅助育种的应用前景进行了展望.指出洋葱高密度的遗传图谱还有待于建成,对于数量性状标记的鉴定,还有待于进一步开发、快速和准确定位的QTL,关于洋葱抗病基因的标记需要深入研究.     

基于基因组学的作物抗旱改良

随着基因组学的发展，利用大量的序列信息鉴定和克隆抗旱相关基因以改良作物的生产性能具有重要意义。作物抗旱性属数量遗传，其数量性状位点的鉴定是分子标记辅助选择改良作物抗旱性的基础。笔者就作物抗旱基因鉴定及相关功能基因组学的最新进展作系统的介绍，并探讨了今后作物抗旱性研究发展方向     

调控小麦苗期性状的QTL定位

苗期地上部和根系的繁茂性对于小麦生长后期有重要影响,对调控小麦苗期性状的QTL进行定位,能进一步发掘调控小麦苗期性状的基因位点,有利于分子标记辅助选择育种.本试验以一套重组自交系群体为材料,检测了调控小麦苗期性状的QTL位点.共检测到调控4个性状的14个QTL位点,包括4个主效QTLs和10个微效QTLs,分布在3A、3B、4A、4B、5D、6A和6B共7条染色体上,贡献率在5.8％ ～ 18.4％之间.这些位点的发掘,有助于增进对小麦苗期性状的遗传基础的认识,并在小麦育种上具有潜在的应用价值.