玉米GY220×1145组合粗缩病抗性的QTL定位分析

玉米粗缩病是近年严重影响中国玉米生产的病害,研究其QTL定位有助于利用分子标记辅助选择提高玉米粗缩病抗性育种效率。该研究调查了GY220×1145杂交衍生的重组自交系(RIL)群体109个家系(F10∶11)在2个环境下粗缩病的抗感表型值,结合该组合由272个DNA分子标记构建的遗传连锁图谱,分别采用基于多元回归模型的Win QTL Cartographer 2.5软件的复合区间作图法(CIM)和基于混合线性模型的QTL Network 2.0软件中CIM方法,检测了玉米粗缩病的抗性位点。结果表明:(1)运用Win QTL Cartographer 2.5软件中CIM法,检测到5个抗玉米粗缩病的QTL,解释表型变异的6.9%～17.6%,其中有3个QTL在2个环境下都检测到。5个QTL的加性效应变异幅度为-8.57～11.94。(2)用QTL Network 2.0软件中CIM法,检测到1个控制玉米粗缩病的位点MRDD2-22,解释表型变异的9.0%,加性效应为6.93。在第5连锁群与13连锁群之间存在1对非主效QTL间的互作,解释表型变异的7.4%,互作效应为-7.70。运用多元回归模型和混合线性模型都检测到的位点是MRDD2-22,位于第4染色体长臂g7M7806～n142标记区间,抗性等位基因来自自交系1145,平均加性效应为9.3。MRDD2-22位点可用于分子标记辅助选择进行玉米自交系粗缩病抗性的改良。     

玉米自交系P178的大斑病抗性QTL定位和效应分析

为了进一步鉴定玉米大斑病的主效抗病位点,以玉米优良抗病自交系P178为供体亲本,感病自交系G41为轮回亲本,发展了包含150个家系的BC2F5群体,用于玉米大斑病抗性遗传分析。2017年在吉林榆树和黑龙江双城2个环境条件下,对群体大斑病抗性进行了鉴定,结合KASP分子标记遗传连锁图谱的构建,对抗病QTL进行检测。结果表明,玉米大斑病抗性在群体家系间表现出广泛的变异。在玉米第1、2、8、9染色体上共检测到6个抗病QTL,分别可以解释4%~23%的表型遗传变异。2个稳定的抗病QTL分别位于第2染色体和第8染色体上,其在2个环境条件下都能检测到,而其他的QTL位点仅在1个环境条件下检测到。     

甜玉米小斑病抗性主效QTL挖掘

为对玉米小斑病抗性进行QTL定位,以甜玉米杂交组合‘T8’בT33’的200个F2代单株为遗传作图群体,构建遗传连锁图谱,通过对各单株叶片进行图像扫描进行抗病鉴定,定位QTL。结果表明,构建了全长1 270.2cM的玉米分子标记遗传连锁图谱,含214个SSR位点,标记间平均间距5.9cM。以全株、穗三叶和穗位叶的病斑面积比作为各单株小斑病抗性表型值,应用复合区间作图法共检测到11个小斑病抗性QTL,分布于第3、4、5、6和9染色体上,单个QTL可解释5.08%～19.67%的表型变异。在第3染色体umc1746～bnlg1523和第5染色体bnlg603～mmc0081均同时检测到3个抗性指标的主效QTL,各主效QTL的贡献率均10.00%。在第3染色体umc1399～umc1307同时检测到穗三叶和穗位叶病斑面积比相关QTL,贡献率分别为5.08%和9.49%。     

番茄分子遗传图谱构建和晚疫病抗性基因簇ph-3的QTL分析

 【目的】挖掘番茄晚疫病抗性基因紧密连锁的分子标记,为番茄抗晚疫病种质资源的利用及分子标记辅助选择育种提供理论和实践依据。【方法】利用含番茄晚疫病抗性基因ph-1,2,3的L3708（Lycopersicon.pimpinellifolium）为父本,感病的优良品系04968（L.esculentum）为母本培育的260个F2单株为图谱构建群体,通过AFLP、SSR 2种分子标记进行遗传分析,构建分子遗传图谱。根据苗期接种番茄晚疫病病原菌生理小种T1,2的抗性反应,利用复合区间作图法,进行QTL定位。【结果】构建了包含12个连锁群的分子遗传图谱,其中包含3个SSR标记和149个AFLP标记。该图谱覆盖整个基因组总长度1 443.07 cM,平均图距9.50 cM。检测到了5个与抗性基因簇ph-3相关的QTL位点,其中Qph3-1位于第3连锁群上,可以解释的表型变异为26.59% 。Qph3-2位于第1染色体上,可以解释的表型变异为54.86%,Qph3-3、Qph3-4和Qph3-5,位于第9连锁群上,可以解释的表型变异分别为9.24%、10.27%和36.49%。QTL 遗传效应表现为加性和显性。【结论】所得5 个分子标记可作为选育抗晚疫病番茄品种的重要分子标记辅助选择工具。     

玉米大斑病抗病QTL的鉴定与效应分析

玉米大斑病是一种重要的真菌性病害,开展玉米大斑病的抗性遗传研究,对玉米抗病育种有重要的意义.以热带种质的抗病自交系CIMBL29为供体亲本,感病自交系GEMS41为轮回亲本,构建了含有179个家系的BC2 F4群体.对该群体和亲本进行了2个环境的抗性表型鉴定,并结合高密度的分子标记遗传连锁图谱,对玉米大斑病抗性进行了QTL分析.结果表明,玉米大斑病抗性在群体家系间表现出广泛的变异;在2个环境条件下共鉴定了9个大斑病抗病QTL,分别位于第1、第2、第4、第5、第7、第9染色体上,可以解释5.2％～16.2％的抗性遗传变异.其中位于第1和第5染色体上的位点(qNLB1-1和qNLB5)在2个环境条件下均可以被检测到,可以认为是稳定的抗病位点.     

基于四交群体的玉米叶夹角和叶向值QTL定位分析

选育耐密紧凑株型是增加玉米单位面积产量的重要途径之一,而叶夹角和叶向值是衡量株型的重要参数。本研究选用叶夹角和叶向值存在差异的玉米自交系郑58、PH6WC、87-1和自330构建1个四交(郑58/豫87-1//PH6WC/自330)组合,以228个四交F1单株为作图群体,构建了1张含225个SSR位点,全长1 387.2cM的玉米分子标记遗传连锁图谱,标记间平均间距为6.19cM。基于四交群体应用区间作图法检测4个环境下的QTL,共检测到13个叶夹角相关QTL,分别位于第1、2、3、4、5、7和10染色体上,单个QTL可解释5.1%~20.0%的表型变异;检测到15个叶向值相关QTL,分别位于第1、2、4、5、7、8和9染色体上,单个QTL可解释5.4%~20.1%的表型变异。其中qLA-E2-2和qLA-E4-2落在同一标记区间umc1692-umc2297(bin 5.03),分别解释16.6%和13.2%的表型变异;qLO-E1-1、qLO-E3-2和qLA-E4-1落在同一标记区间umc1568-bnlg1953(bin1.02),分别解释10.1%、19.9%和12.3%的表型变异;qLO-E2-1和qLO-E3-1落在同一标记区间phi056-phi427913(bin 1.01),分别解释13.8%和10.0%的表型变异。这些多个环境共同检测到的QTL将为玉米耐密理想株型育种中叶夹角叶向值的分子标记辅助选择提供有益信息,加速耐密株型玉米品种的选育。     

干旱胁迫与正常环境下控制玉米开花期性状的QTL鉴定

利用N87-1(耐旱)×9526(敏感)的F2分离群体,构建了包含103个SSR标记的连锁图谱;在干旱胁迫与正常灌溉两种环境下调查了183个F23家系的抽雄期、吐丝期及抽雄-吐丝间隔等3个开花期性状;然后选用复合区间法对控制这些性状的QTL进行了鉴定.结果表明抽雄期在胁迫环境下检测到1个QTL位于第7连锁群上,单个QTL可解释表型变异的14.89 %;在正常灌溉下检测到4个QTL分别位于第1、4、7和第9连锁群上,累计可解释表型变异的44.3 %.吐丝期在胁迫环境下鉴定出1个QTL,位于第7连锁群上,占表型方差的15.80 %,与胁迫环境下的抽雄期QTL的位置、加性效应方向和基因作用方式一致;在正常环境下检测到2个QTL,分别位于第4和7连锁群上,累计可解释表型变异的20.56 %.ASI在胁迫环境下检测到1个QTL位于第9连锁群上,单个QTL可解释表型变异的8.88 %;在正常环境下检测到了2个QTL,均位于第6连锁群上,累计可解释表型变异的17.2 %.经比较分析,第7连锁群上所与标记umc1015连锁的QTL具有重要的标记辅助选择利用潜力.所鉴定QTL的基因效应以部分显性为主.     

玉米雄穗主要性状QTL定位分析

研究以RA×M5P构建而成的包含205个家系的RIL群体为作图群体,结合2个环境下的表型鉴定,运用复合区间作图法(CIM)对玉米雄穗长(TL)、雄穗分枝数(TBN)和雄穗重(TW)等雄穗性状进行QTL定位分析。结果表明,2个环境条件下,共检测到3个与TL性状连锁的QTL位点,分别位于第3、5、8号染色体上,可解释表型变异的5.19%~5.97%;共检测到5个与TBN性状连锁的QTL位点,分别位于第1、2、3、9号染色体上,可解释表型变异的3.66%~8.41%,在染色体bin值1.04、9.03位置,2个环境中均稳定检测到与TBN连锁的QTL位点;共检测到3个与TW性状连锁的QTL位点,分别位于第4、8号染色体上,可解释表型变异的4.39%~13.65%,在染色体bin值4.04~4.06、4.08位置,2个环境中均稳定检测到与TW连锁的QTL位点。这些不同环境条件下稳定检测到的雄穗性状QTL位点可以为进一步的遗传研究提供理论基础。     

甘蓝型油菜硫苷主要组份的QTL定位分析

以甘蓝型黄籽油菜高硫苷GH06和甘蓝型双低油菜油研2号为亲本杂交,后代通过“一粒传法”连续自交6 代构建重组自交系,利用HPLC法对亲本及重组自交系群体株系种子中硫苷组份进行测定,发现2 羟基3 丁烯 基硫苷和3 丁烯基硫苷是影响硫苷质量浓度的主导成分,利用本实验室已构建的遗传连锁图谱和复合区间作图法 (CIM),分析种子中5种硫苷主要成分的QTL.结果共检测到11个QTL,分别位于8个不同的连锁群,其中3个 2 羟基3 丁烯基硫苷质量浓度的QTL,分别位于第10,14和24连锁群,单个QTL解释表型变异的5.54%~ 22.02%;3个3 丁烯基硫苷质量浓度的QTL,分别位于第3,10和24连锁群上,单个QTL 解释表型变异的 5.88%~10.33%;2个4 戊烯基硫苷质量浓度的QTL,分别位于第9和20连锁群上,单个QTL分别解释表型变 异的12.04%和5.70%;3个苯乙基硫苷质量浓度的QTL,分别位于第9,15和21连锁群,单个QTL解释表型变 异的6.29%~7.44%.解释表型变异大于10%的4个QTL;包括2个2 羟基3 丁烯基硫苷质量浓度QTL,3 丁烯基硫苷质量浓度QTL和4 戊烯基硫苷质量浓度QTL 各1个,它们分别解释16.32%,22.02%,10.33%和 12.04%的表型变异.研究结果表明种子硫苷组份质量浓度遗传具有母本效应,且为多基因控制的数量性状,基因 表达受环境影响较大,与这些QTL紧密相关的分子标记可以用于硫苷组份的分子标记辅助选择.     

裸燕麦SSR标记连锁群图谱的构建及β-葡聚糖含量QTL的定位

【目的】构建裸燕麦分子遗传图谱,发掘燕麦β-葡聚糖基因紧密连锁的分子标记,为高β-葡聚糖含量燕麦种质资源的利用及裸燕麦分子标记辅助育种提供理论和实践依据。【方法】以高β-葡聚糖地方品种夏莜麦为父本,育成品种赤38莜麦为母本构建的包含215个F2:3家系为图谱构建群体,利用SSR分子标记进行遗传分析,构建分子遗传图谱。通过美国谷类化学会（AACC）发表的标准葡聚糖含量测定方法（AACC Method 32-23）测定各家系的β-葡聚糖含量,利用复合区间作图法进行燕麦β-葡聚糖含量性状进行遗传定位与分析。【结果】利用筛选出的231对SSR引物在F2 后代群体上进行检测,共得到261个多态性标记位点,利用JoinMap 4.0软件对上述获得多态性分子标记进行遗传连锁分析,在LOD≥5.0情况下,构建遗传图谱,得到包含26个连锁群、182个标记位点的遗传图谱,覆盖基因组1 869.7 cM,标记间平均距离为10.6 cM,每个连锁群上的标记数在2-14个之间,连锁群长度在10.6-235.1 cM。对亲本及后代群体β-葡聚糖含量的测定结果表明,β-葡聚糖含量在后代群体中表现出明显的分离,且呈现为连续变异,变异系数为18.72%,说明β-葡聚糖含量性状是受多基因控制的数量性状,群体符合QTL定位的要求。利用QTL分析软件WinQTLCart 2.5对SSR数据进行分析,采用复合区间作图法（composite interval mapping,CIM）对全基因组进行QTL扫描,以LOD值5作为阈值对β-葡聚糖含量可能存在的QTL进行定位和效应估计,检测到4个与β-葡聚糖含量相关的QTL位点,其中qBG-1位于连锁群LG20上,与最近的标记AM591的距离10.0 cM。加性效应值为0.21,可以解释的表型变异为10.9%;qBG-2和qBG-3位于连锁群LG23上,其中qBG-2与最近的标记AM1823的距离4.6 cM,qBG-3与最近的标记AM641的距离1.9 cM,加性效应值分别为-0.23和-0.22,可以解释的表型变异分别为3.2%和2.7%;qBG -4位于连锁群LG25上,与最近的标记AM302的距离6.8 cM,加性效应为0.84,可以解释的表型变异为27.6%,其中存在的2个主效QTL qBG-1和qBG -4,都来自于高β-葡聚糖含量的父本夏莜麦。【结论】构建了大粒裸燕麦SSR分子标记连锁群图谱,并定位了4个控制β-葡聚糖含量的QTL位点。     

玉米尾孢灰斑病抗性QTL分析

选用玉米尾孢灰斑病抗病自交系R225与感病的自交系掖478组配F2群体共345个单株,选用多态性好的127个SSR标记构建了分子遗传连锁图谱,覆盖整个玉米基因组1738cM,平均图距为13.6cM。2013、2014连续两年采用田间自然诱发进行多年多点表型鉴定,利用QTL IciMapping分子标记作图软件分析2个环境的表型数据QTL,有5个QTL在2个环境都能检测到,分别位于2号、5号、8号和9号染色体上,单个QTL表型遗传变异介于4.78%～37.77%之间,除9号染色体抗病QTL来源于感病亲本掖478外,其余QTL均来自抗病亲本R225,其中以2号染色体效应最高。研究结果为玉米尾孢菌灰斑病抗性基因发掘提供了科学依据。     

玉米小斑病抗病QTL的鉴定与效应分析

为分析玉米小斑病的遗传抗性，分别利用抗病自交系CIMBL29和感病自交系GEMS41为供体亲本和轮回亲本，通过2次回交和3次自交构建了含有179个家系的BC2F4群体。在2017年(河南长葛)和2018年(河南西平)两个环境条件下对群体小斑病抗性进行了评估，结合SNP分子标记构建的高密度遗传连锁图谱，对抗小斑病QTL进行鉴定。QTL定位结果表明，在2个环境中共鉴定了4个抗小斑病QTL,分布在第1、5、6和8染色体上。其中位于第1染色体和第6染色体上的QTL(qSLB1和qSLB6)在2个环境条件下均可以检测到，是稳定的抗病QTL位点，其中，在2017和2018年，qSLB1分别可以解释9.3%和10.9%的抗性表型变异；qSLB6分别可以解释6.3%和6.6%的表型变异。环境稳定型抗病QTL的鉴定为抗病基因精细定位和分子育种奠定了基础。     

玉米遗传连锁图谱加密及粗缩病抗性QTL定位

[目的]加密玉米SSR遗传连锁图谱,对玉米粗缩病抗性QTL进行精确定位分析。[方法]以(80007×80044)F9∶10为作图群体,在实验室前期建立的SSR遗传图谱基础上,将检测到的新的87个标记加密到遗传图谱中,最终构建包括260个位点的遗传连锁图谱;同时将RIL群体衍生的195个F9∶10家系进行田间抗病性状鉴定,采用完备区间作图方法(ICIM)对玉米粗缩病抗性进行QTL的定位分析。[结果]图谱总长度1 170 cm,标记间平均距离4.50 cm;在济宁环境条件下定位到1个QTL,表型变异贡献率为9.57%,可作进一步的精细定位和克隆。[结论]该试验对玉米粗缩病抗性QTL进行了精确定位分析,为玉米SSR遗传连锁图谱研究提供了依据。     

玉米SSR连锁图谱构建和粗缩病抗性QTL的初步定位

以玉米自交系80007和80044为亲本衍生的RIL群体构建连锁图谱,对205个F5∶6家系成株期的粗缩病抗性进行鉴定。所构建的连锁图谱共拟合173个SSR标记位点,覆盖基因组919.87 cM,标记间平均距离为5.32 cM。应用完备区间作图法（ICIM）进行QTL分析,结果表明：在泰安环境下检测到5个QTLs,分布在第1、2和第5染色体上,可分别解释4.69%～17.74%的表型变异;在肥城环境下检测到3个QTLs,分布在第1和第2染色体上,可分别解释4.95%～9.13%的表型变异。其中,定位于第2染色体的QTL在两个环境下均被检测到,分别解释抗粗缩病表型变异的17.74%和8.76%,可做进一步精细定位和克隆。     

玉米株型性状的QTL定位

理想株型是杂交种玉米育种的主要目标之一.该研究以玉米黄C×178 F2群体作为研究材料,采用SSR分子标记构建遗传连锁图谱.采用区间作图法对5个玉米株型性状进行了QTL定位.共检出11个QTLs,包括3个株高QTLs,分别可解释表型变异的8.7%,8.3%和9.0%;1个穗位高QTL,解释表型变异的13.4%;2个雄穗分枝数QTLs,分别可解释表型变异的8.2%和7.3%;4个茎粗QTLs,分别可解释表型变异的8.3%,15.9%,10.3%和6.8%,1个穗上叶平均叶向值QTL,可解释表型变异的11.1%.     

甜玉米雄穗一级分枝数QTL定位

【目的】为改良玉米雄穗性状.【方法】以雄穗一级分枝数有显著差异的超甜玉米自交系T4和T19为亲本,构建了包含232个单株的F2群体,考察雄穗一级分枝数,利用复合区间作图法进行QTL定位.【结果和结论】结果获得一张包含77个SSR标记的遗传连锁图谱,全长868.7 cM,标记平均间距为11.28 cM,共检测到4个与超甜玉米雄穗一级分枝数相关的QTL位点,分别位于玉米第4、7、8染色体上,可解释5.08%~17.71%的表型变异.主效QTL位点qTBN-4位于第8染色体,可解释17.71%的表型变异.这些QTLs将为雄穗一级分枝数的分子标记辅助选择提供依据.     

玉米果穗出子率QTL定位及上位性分析

利用郑58×昌7-2组配的225个F2单株为作图群体,构建了全长为1 987.7 cM、覆盖玉米基因组10条染色体的分子标记遗传连锁图,标记间平均距离11.0 cM.采用复合区间作图方法(CIM),对玉米出子率性状进行QTL定位,利用多区间作图法(MIM)对上位性效应进行了分析.结果表明,在玉米第1染色体和第3染色体上检测到2个稳定的QTL位点,分别可以解释8.47%和10.52%的表型遗传变异.检测到5对上位性QTL,涉及6个位点,分布于第1,2,3,4和第5染色体,共解释9.94%表型遗传变异.这说明除了加性效应和显性效应外,上位性效应也是出子率性状的重要遗传基础.     

玉米弯孢菌叶斑病抗性的QTL分析

 通过利用AFLP和SSR标记 ,对丹 340×沈 135的F2∶3 群体 (113个家系 )进行玉米弯孢菌叶斑病抗性基因的遗传作图和QTL分析 ,得到如下结论 :(1)玉米弯孢菌叶斑病抗性是由多基因控制的 ;(2 )应用复合区间作图法 ,对 1999年的玉米全株抗病性 ,检测到 4个QTL ,分别位于第 6、6、8和 10染色体上 ,可解释表型变异的 4 9.9% ;对 2 0 0 0年的玉米全株抗病性 ,检测到 6个QTL ,2个位于第 6染色体上 ,3个位于第 7染色体上 ,1个位于第 10染色体上 ,可解释表型变异的 77.6 % ;第 10染色体上的QTL是 2年间共同的QTL ,来自抗病亲本沈 135 ;(3)对每个QTL(定量特征点位分析 ) ,均检测到加性和显性效应 ,但相对大小有不同 ,各QTL以部分显性、显性和超显性为主要遗传方式 ;(4)控制玉米弯孢菌叶斑病抗性的QTL之间存在上位性互作。     

辣椒疫病抗性位点的分子定位

为鉴定辣椒疫病抗性性状位点(QTL),开发抗病基因相关分子标记,实现辣椒抗疫病分子标记辅助选择育种,本研究以辣椒高抗疫病材料PI201234和高感疫病材料G29为亲本构建的F2群体为试验材料,采用游动孢子灌根法对6~8叶期的F2群体单株进行疫病抗性接种鉴定,同时利用EST-SSR标记对F2群体进行基因型分析。结果显示,构建了包含65个EST-SSR标记、总长度为418.6 c M的辣椒遗传连锁图谱;结合F2群体的疫病抗性鉴定结果,定位了位于N3连锁群EST451与EST191之间的抗病QTL,该QTL可解释表型变异率为14.9%。     

甘薯SRAP遗传图谱构建及淀粉含量QTL初步定位

利用甘薯高淀粉品种"BB3-26"与低淀粉品种"潮薯一号"杂交的F1代群体,随机选择46个单株构成作图群体用SRAP构建连锁图,包括40个SRAP标记,19个连锁群(母本7个连锁群,父本12个连锁群),图谱总长535.1 cM,标记间平均距离13.37 cM.通过区间作图法检测到1个淀粉含量QTL,"BB3-26"的加性效应增加淀粉含量2.12%,解释表型变异的21.3%.