大豆种质耐碱性状全基因组关联分析

以255份大豆种质为试验材料,利用混合碱模拟大庆市苏打盐碱地碱胁迫环境,在大豆种质芽期和苗期分别调查耐碱相关性状,结合BLINK和FarmCPU两种方法进行全基因组关联分析。结果表明,共检测到64个关联SNP位点,其中3:37513903、3:37490361、9:37033917等7个SNP位点相对稳定,可靠性较高;筛选到26个功能注释基因,根据功能注释和基因表达量,推测3个基因与耐碱相关,分别为Glyma.03G160200、Glyma.09G149900和Glyma.19G067400。     

杜洛克母猪初情期日龄全基因组关联分析

【目的】母猪初情期日龄是重要的经济性状,直接影响母猪的繁殖利用年限,但调控母猪初情期启动的机制尚不清楚。【方法】基于全基因组芯片数据,对571头杜洛克母猪初情期日龄进行全基因组关联分析,筛选影响母猪初情期日龄的重要基因。【结果】571头杜洛克母猪的初情期日龄符合正态分布,初情期日龄最早为173 d,最晚为291 d,平均为224 d;初情期越早的母猪表现出更高的窝产仔数和平均窝重;通过质控,共有30 281 SNP位点被用于全基因组关联分析,在前10个潜在SNP位点附近,找到ABCC8、BCAR3、NELL2和NSF等基因,这些基因的主要功能富集在ATP binding、第二性征发育、激素分泌的调控方面。【结论】初步筛选了影响母猪初情期日龄的基因,但具体功能需要进一步研究确认。此研究不仅能为解析母猪初情期启动的遗传机制提供参考,还能为母猪初情期日龄的遗传改良提供一定的理论基础。     

基于穗粒重的甜高粱耐旱性全基因组关联分析

干旱是限制作物生产潜力的主要非生物因素。为解析甜高粱耐旱的分子机制,识别与耐旱性状关联的显著SNP位点,采用田间耐旱鉴定方法在甜高粱生育中后期进行水分控制,以400份甜高粱种质在干旱胁迫和正常滴灌条件下的穗粒重得出的耐胁迫指数作为表型数据,重测序获得的7 079个SNP标记作为基因型数据,利用一般线性模型(GLM)和混合线性模型(MLM)分别进行全基因组关联分析。结果表明：分布在甜高粱第9号染色体和第10号染色体上的SNP数目相对较多;对SNP基因型数据进行主成分分析,从7 079个SNP标记提取到两个主成分,第一主成分可将基因型分为两组;400份甜高粱种质穗粒重耐胁迫指数呈现右偏的正态分布;利用一般线性模型和混合线性模型的检测结果表明,两种模型均检测到9个显著的SNP位点,它们分别位于甜高粱第1,3,4,7,8和9号染色体以及3条super＿1 122染色体片段上,且具有相同的物理位置,并且两种方法检测到的SNP位点的变异碱基也无差异。两种模型对于甜高粱穗粒重在全基因组范围内检测结果较为一致,此结果可为甜高粱耐旱候选基因的挖掘和抗旱分子机理的研究奠定基础。     

滩羊毛色的全基因组关联分析

滩羊不仅肉质鲜美,其所产的二毛裘皮在国内外也享有盛誉,毛色是滩羊重要的经济性状。为检测影响滩羊毛色的基因组区域,利用美国Affymetrix绵羊600K基因分型芯片对宁夏盐池地区具有代表性毛色的96只滩羊个体(全白、白毛黑头、白毛褐或黄头)进行基因分型,并采用Logistic回归方法进行全基因组关联分析。通过Bonferroni校正,检测到5个与毛色显著关联的SNPs。这些SNPs分别位于或邻近2个已知基因(MC1R和TCF25)。其中MC1R基因参与调控黑色素的合成,研究表明其与绵羊毛色相关。而TCF25基因与MC1R基因距离很近,可能由于存在一定程度的连锁不平衡而被鉴定到。本研究进一步解析了滩羊毛色性状的遗传机理,为滩羊毛色性状的标记辅助选育提供科学依据。     

水稻耐淹成苗率相关性状全基因组的关联分析

背景 耐淹成苗率低是限制直播稻产量的重要因素,挖掘高种子活力、低氧萌发能力强的水稻材料是提高耐淹成苗率的关键,但控制耐淹成苗率的遗传位点的挖掘仍然比较有限。目的 利用来源广泛的自然种质,分析影响耐淹成苗率的关键表型性状,挖掘相关的遗传位点和候选基因,为直播稻耐淹成苗机理研究提供一定的理论和材料基础。方法 以200份来源广泛的水稻种质为材料,在有氧环境下进行发芽试验,测量种子发芽率、发芽指数和活力指数;在低氧条件下测量芽鞘长和芽鞘直径;进行耐淹成苗试验,水深10 cm,20 d后测量耐淹成苗率。分析各性状间的相关性,挖掘影响耐淹成苗率的关键性状;利用简化基因组测序对以上6个表型进行全基因组关联分析,鉴定与性状显著关联的SNP位点,并在关联区间内筛选候选基因;对02428和YZX 2份材料进行有氧、无氧以及氧气含量转换条件下的转录组检测,结合全基因组关联分析结果,分析候选基因的表达模式差异。结果 种子活力、芽鞘表型和耐淹成苗率在200份材料间存在广泛的遗传变异,其中,芽鞘长和活力指数的变异系数最大;相关分析结果表明,芽鞘长、活力指数与耐淹成苗率呈极显著正相关;通过全基因组关联分析,共鉴定出8个与活力指数显著关联的位点,15个与芽鞘长显著关联的位点;结合基因组注释,在关联区间筛选出6个与活力指数相关的候选基因,7个与芽鞘长度相关的候选基因;进一步比较13个基因在有氧、无氧及氧气转换条件下的表达模式以及表达量的变化,发现Os02g0657000、Os03g0592500、Os08g0380100表达量变化显著,表现出对氧气处理的敏感性。结论 种子活力、芽鞘长与耐淹成苗率密切相关,可作为筛选高耐淹成苗水稻材料的重要性状。全基因组关联分析、转录组分析与基因表达模式比较的联合应用可提高候选基因的筛选效率。水稻耐淹成苗过程可能受到与逆境胁迫、光合作用相关基因的调控。     

水稻抽穗期性状QTL的全基因组关联定位分析

以253份水稻种质为材料,评价了群体材料的抽穗期特性,利用全基因组关联分析法对水稻抽穗期相关数量性状位点(QTL)进行定位.结果表明:种质群体抽穗期为45～100 d,变异系数为13.12％～13.39％,广义遗传率为50.94％;全基因组关联分析定位了29个与抽穗期相关的QTL,共60个显著关联SNP;预测15个QT...     

小麦种子活力相关性状全基因组关联分析

【目的】鉴定控制小麦种子活力相关性状位点,发掘相关候选基因,为高活力品种提高理论基础。【方法】以404份遗传背景广泛的小麦为试验材料,对11个种子活力相关性状进行测定,结合基因型信息与活力相关性状参数进行全基因组关联分析。【结果】鉴定出28个与小麦种子活力相关性状的显著关联位点。【结论】发现2个控制小麦种子活力潜在新位点,在这2个位点共检测到80个与种子活力相关的候选基因,其中,TraesCS4A01G020000.1编码LEA蛋白基因和TraesCS5B01G298500.1编码解螺旋酶基因,在种子中特异表达,与种子活力高度相关。     

水稻果皮花青素含量的全基因组关联分析

花青素对人类健康具有重要的保健功能,培育富含花青素的功能性水稻品种是未来绿色健康农业发展的必然需求。然而目前与水稻果皮花青素含量相关的基因资源还十分有限,不利于有色稻米品种的种质创新和遗传改良。为了全面发掘水稻果皮花青素的基因资源,本研究结合花青素无损伤检测和全基因组关联分析方法,以533份水稻种质作为供试材料,检测到了13个果皮花青素含量关联QTL位点,这些QTL位点中包含了除Rc、Rd、Rb及OsMYB3已知与花青素相关的基因外,还包括17个候选基因。通过对候选基因同源性及表达模式分析,初步确定8个MYB基因与1个bHLH基因为新的水稻果皮花青素的候选基因。该研究结果首次全面剖析了水稻果皮花青素的遗传基础,为健康功能性水稻品种的选育提供理论基础与基因资源。     

水稻抗白叶枯病基因全基因组关联分析

对水稻多样性群体(RDP–I)中的216份种质接种白叶枯生理小种P2并进行抗性鉴定,发现温带粳稻亚群平均抗性水平最高,其平均病斑长度最短;奥斯稻亚群平均抗性水平最低,平均病斑长度最长。通过全基因组关联作图鉴定了分布在水稻第1、2、4、6、7、8、9、10、11、12号染色体上的59个QTL,这些位点包含5个已知的抗白叶枯病基因。从较高阈值SNP位点以及附近2Mb区段进行候选基因的预测,筛选出40个抗白叶枯病相关基因,并最终鉴定出16个抗性较好的水稻种质资源。     

虹鳟传染性胰脏坏死性状全基因组关联分析

为了探究虹鳟传染性胰脏坏死症(Infectious Pancreatic Necrosis, IPN)抗性的遗传基础,本文采用三种二歧性状的分析方法,对来自58个全同胞家族的749尾虹鳟（271尾抗性和478尾易感）,注射传染性胰脏坏死病毒后的存活情况进行全基因组关联分析(Genome-Wide Association Study, GWAS)。关联分析结果表明,共鉴定到两个QTN与虹鳟IPN抗性显著关联,位于四号染色体和对应的Scaffold上。以这些检测到的QTNs作为探针,对比虹鳟全基因组信息,筛选得到四个候选基因,它们可能是影响虹鳟IPN抗性的重要功能基因。通过对比三种方法的检测结果,得知GRAMMAR-Lambda法对检测二歧性状QTNs的统计能力略高于SAIGE和GMMAT法,具有更好的统计性能。这些研究结果为虹鳟抗传染性胰脏坏死病毒的遗传选育提供了分子标记,为虹鳟抗传染性胰脏坏死病毒的研究提供了理论基础。     

水稻苗期耐冷性鉴定技术的研究

据杭州27年的气象资料、生产实践以及自然和人工控温条件下的耐冷性试验,籼稻苗期耐冷性鉴定的适宜处理条件为3叶期于10℃(昼)/6℃(夜)低温下连续处理7天或6叶期在同样温度下连续处理5天,并以秧苗卷叶程度确定其耐冷性。64份早籼品种的耐冷性表明,同一品种,3叶期和6叶期的耐冷性存在显著差异,一般6叶期弱于3叶期。根据不同叶龄期的耐冷性强弱,供试品种主要可以分为3强6强、3强6弱、3弱6强、3弱6弱4种类型。圭陆矮8号、矮南早39、早丰收等耐冷性较强,可用于早籼的耐冷性育种。     

苯磺隆胁迫下油菜萌发期相关性状的全基因组关联分析

目的 研究苯磺隆残留对油菜种子萌发的影响,运用全基因组关联分析（genome-wide association analysis,GWAS）揭示苯磺隆胁迫下油菜萌发期相关性状的遗传因子和候选基因,探究油菜在苯磺隆逆境胁迫下的生理形态所反映的基因调控机制,为耐苯磺隆油菜品种的研究提供参考。方法 以241份甘蓝型油菜品种（系）为材料、25 mg·L ^-1苯磺隆溶液为处理液、蒸馏水为对照进行发芽试验。发芽7 d测定并计算相对发芽率、相对根长和相对鲜重。结合芸薹属60K SNP芯片分析群体基因型,通过STRUCTURE软件和TASSEL软件分别对该群体进行群体结构分析以及亲缘关系和LD衰减分析。为有效排除假关联的影响,采用一般线性模型（GLM）和混合线性模型（MLM）中的6种模型进行比较,确定每个性状GWAS分析的最优模型。同时,利用TASSEL软件在最优模型下对241份材料的3个性状分别进行全基因组关联分析,根据关联SNP位点的LD区间序列预测候选基因。 结果 241份品种（系）群体可分为P1（94份材料）和P2（147份材料）2个亚群,其中约56.28%的材料之间的亲缘关系值为0。全基因组关联分析（K+PCA模型）共检测到16个与性状显著关联的SNP位点,这些位点可解释9.42%—13.14%的表型变异率。通过分析显著SNP位点的LD区间与甘蓝型油菜对应的区间序列,筛选出25个候选基因可能与油菜耐苯磺隆有关,其中9个为细胞色素P450家族基因,5个参与谷胱甘肽合成或代谢过程,2个为多药耐药相关蛋白基因。同时发现与相对发芽率显著相关的基因ATGSTU19编码谷胱甘肽转移酶,参与毒素分解过程,在各种胁迫反应中起重要作用。在相对根长和相对鲜重共同鉴定到的候选基因BnaC02g27690D功能未知。结论 共检测到16个SNP位点与耐苯磺隆性状显著关联,筛选出25个候选基因可能与油菜耐苯磺隆有关。     

水稻东野1号苗期耐冷性遗传分析

从东乡野生稻转育而来的粳稻品种东野1号具有很强的耐冷性.对以东野1号与弱耐冷粳稻和籼稻品种配置的赣早籼49/东野1号和粳稻0298/东野1号的杂交后代进行了苗期耐冷性遗传研究.结果表明,东野1号在幼苗3叶期强耐冷性遗传属于加性-显性遗传模型,基因效应为加性和显性效应,受1对细胞核显性基因所控制;耐冷性遗传表现为超亲优势;用东野1号作轮回亲本,回交1代的耐冷性比亲本东野1号的耐冷性更强.因此,在以东野1号为耐冷基因供体与籼稻杂交后代的耐冷遗传育种研究中,很有可能选育到耐冷性强的籼稻品种.     

两个粳稻材料芽期和苗期耐盐性的QTL定位

[目的]研究新疆粳稻品种芽期和苗期耐盐性QTL,为水稻耐盐种质资源及分子标记辅助选择育种提供理论和实践依据.[方法]利用来自新疆主栽水稻品种秋田小町(弱耐盐)和02 - 11品系(耐盐)杂交,构建F2代群体,共272个株系.通过SSR标记以芽期和苗期主要农艺性状等盐害率为指标,采用完备区间作图法,对新疆主栽粳稻耐盐性进行QTL定位.[结果]共检测到20个与耐盐性相关的QTL,分布于第1、2、4、6、8、10和11染色体上,LOD值变异范围为2.57 ～ 8.39,单个QTL对表型变异的贡献率变异范围为2.97;～15.59;,NY - 12、NY - 13和NY - 19基因作用方式表现为超显性,NY - 17基因作用方式表现为部分显性,为主效QTL.[结论]检测到的与水稻盐胁迫有关的QTL/基因为进一步精细定位和克隆水稻耐盐基因及水稻育种奠定良好基础.     

东北粳稻芽期耐盐碱性差异研究

为选育耐盐碱水稻品种,以东北三省耐盐碱性不同的40份粳稻为试验材料,在3个盐碱胁迫处理(25、50、75 mmol?L‐1 NaHCO3)下进行芽期耐盐碱性筛选试验.结果表明:在同一盐碱胁迫处理下,不同水稻品种间表现耐盐碱程度不同;在不同盐碱胁迫处理下,随着盐碱处理浓度的增加,不同水稻品种的发芽率、芽长、根数、根长、干重呈下降趋势.通过试验筛选出长白10号、通88‐7、农大3号、富源4号和通育318共5个耐盐碱性较强的水稻品种(系).     

杂交水稻孕穗期和开花期耐冷性鉴定指标研究

以人工气候箱和大田试验相结合的方法对18个杂交水稻组合的孕穗期和开花期进行耐冷性鉴定。结果表明,低温处理后的相对结实率能够反映不同品种的耐冷性差异,可作为耐冷鉴定的主要评价指标;相对结实率与相对株高和相对着粒密度呈极显著的正相关,相关系数在开花期分别为0.4653和0.4182,孕穗期分别为0.4951和0.7010,可作为耐冷性鉴定评价辅助指标;相对结实率与相对包颈长差呈显著负相关(开花期r1=-0.2609,孕穗期r2=-0.2265),相对包颈长差也可作为一个参考指标。经逐步多元回归分析表明,相对株高、相对着粒密度和相对包颈长差对相对结实率影响较大。     

水稻种子及幼苗对钛、铬、钒的抗性研究

通过室内培养的方法,研究了金属Ti、Cr、V不同浓度对金优63和T优259水稻种子发芽势、发芽率、初生根长、幼苗长、幼苗叶绿素含量及根系脱氢酶活性的影响。结果表明:低浓度的Ti、Cr、V处理能在一定程度上促进水稻种子的萌发及幼苗的生长,随着Ti、Cr、V污染浓度的增高,水稻种子的萌发及幼苗的生长逐渐受到抑制,且根长受影响的程度大于芽长。两种水稻幼苗对3种金属的抗性为:T优259>金优63;3种金属对水稻幼苗生长抑制程度大小排序为:V>Ti>Cr。     

东乡野生稻苗期耐寒性的遗传研究

利用５个栽培品种与东乡野生稻杂交组合研究了东乡野生稻苗期耐寒性的遗传。根据１叶１心Ｓ（５＋１）℃处理６ｄ，常温下恢复１０ｄ后的成苗率，各组合间的耐寒性差异均由两对重复基因所控制，东乡野生稻的耐寒性为完全显性，且发现东乡野生稻的细胞质对耐寒性有影响。从Ｆ２代分离出强耐寒株，表明利用东乡野生稻强耐寒性导入栽培稻中是可能的，进一步提高现代籼粳栽培品种耐寒性是可行的。     

Identification of Cold Tolerance of Rice Germplasm Resource at Germinating Stage in Cold Region

Total 75 rice varieties （lines） in Heilongjiang Province （or cold region） as germplasm resources were identified for cold tolerance at germinating stage by controlling temperature in artificial incubator. The results showed that the shooting seed rate at the germinating stage could be used as the evaluation index of cold tolerance. The cold tolerance was recorded on 1-9 scale and could be identified by the criteria of five indexes such as highly tolerant （HT）, tolerant （T）, moderately tolerant （MT）, susceptible （S）, highly susceptible （HS）.