大豆苗期耐盐性的遗传及QTL定位分析

利用重组自交系群体NJRIKY进行大豆苗期耐盐性的遗传及QTL定位分析。以每个家系的平均存活时间为耐盐指标,采用主基因+多基因混合遗传模型进行RIL遗传分析,结果表明,NJRIKY群体的耐盐性遗传符合F-3模型,即由3对主基因控制,没有多基因修饰,主基因遗传率是64.4%。利用Cartographer V.2.5进行QTL定位。结果显示,共检测到3个耐盐QTL,它们分别位于B1、G和K三个连锁群上,分别解释8.4%、17.9%和11.3%的表型变异。     

甘蓝型油菜分枝数QTL定位及其候选基因预测

分枝数是影响油菜产量的重要株型性状之一。为了有助于油菜分枝数的分子标记辅助育种,以甘蓝型油菜品系888-5(多分枝)和M083(少分枝)杂交形成的重组自交系(RIL)群体为材料,通过利用第一张油菜60KSNP芯片对群体进行高通量SNP分型,并结合单环境和多环境2种QTL检测方法对RIL群体在4个环境(武汉-2012、武汉-2013、扬州-2012和扬州-2013)下分枝数进行QTL定位。结果表明:共检测出18个分枝数QTL,分布于A2、A6、A7、C1和C4连锁群。其中11个QTL在2个以上环境下可重复检测到;有2个QTL与环境之间存在互作效应。主效QTL 2个(qBN2-3和qBNE2-1),分别在3个、4个环境下重复检测到,可解释的表型变异为13.12%~20.60%,2.80%~30.10%。qBNE2-1与环境存在互作效应。另外,通过利用SNP标记侧翼序列和油菜基因组比对作图,从3个QTL(qBN2-1、qBN7-6和q BN7-8,三者可解释的表型变异分别为19.40%~17.30%、5.70%~12.21%和7.88%~10.32%)的基因组区段内(分别为279kb、165kb和562kb)共筛选出4个与分枝数有关的候选基因,它们的拟南芥同源基因(分别为CUC2、PIN3、F23N20.8和PIN4)均参与拟南芥分枝数的分化或形态建成。     

盐胁迫下水稻苗期Na+含量的QTL定位

利用来自籼稻品种H359和Acc 8558的一个重组自交系群体（131个株系）及相应的遗传图谱（包含147个RFLP和79个SSR标记）,以150 mmol/L的NaCl处理后的幼苗地上部Na+含量为指标,采用复合区间定位方法,对水稻耐盐性QTL进行了定位。共检测到13个QTL,分别位于第1、2、5、6、7和12染色体上,对表型变异的总贡献率达到60.88%,其中,qSC1b的效应最大,可解释约45%的表型变异。通过比较表明,许多前人报道的与水稻盐胁迫有关的QTL/基因与本研究检测到的QTL的位置相同或相近。     

油菜开花期QTL定位和候选基因分析

为辅助选育早熟油菜品种、克隆油菜开花期基因及开发花期分子标记,以已测序的油菜品种中双11 (Z) 和重测序的油菜品系No.73290 (N)为亲本构建的含184个单株的BnaZNF2群体为材料,通过分析该群体的基因型数据和F2:3家系连续三年（2010-2012）在武汉的表型数据,对开花期QTL进行检测和整合,定位到分布在11个连锁群上的14个开花期QTL。其中只有5个QTL能在3年中重复检测到,分别是qDtF.A2-1、qDtF.A6-2、qDtF.C2-1、qDtF. C2-2 和qDtF.C3-1,贡献率在7.1%～21.1%之间。通过查阅文献和在拟南芥、水稻等作物网站上搜索,搜集到442 个与植物开花期有关的基因。基于油菜基因组物理图谱,通过生物信息学分析,在本研究定位的QTL区间上筛选到54个可能的候选基因,可以用于开花期基因的克隆。在5个主要QTL区间内分别定位到8、5、4、2和4个候选基因,其中有15个双亲中存在序列差异,可以开发开花期的功能标记用于分子标记辅助选择育种。     

甘蓝型油菜株高发育动态QTL分析

矮化育种是解决油菜丰产、稳产、适宜机械化栽培重要途径之一。为进一步分析油菜株高调控的动态特征，寻找发育阶段的株高相关QTL，以一个由189个重组自交家系组成的甘蓝型油菜群体为材料，测定群体在2020年贵阳环境下5个生长阶段的株高净增长量和成熟期最终株高，分析表型变异和相关性，基于已构建的高密度分子标记遗传连锁图谱定位QTL，并在全基因组范围内鉴定阶段特异性表达的QTL，通过基因注释初步筛候选基因。结果表明，5个生长阶段群体的株高增长量均存在较大变异；株高增长量以前期（即进入抽薹期后的第一周）最大，随时间推移逐渐减小并趋于稳定；每个生长阶段株高净增长量都与前一个阶段呈显著正相关。在5个发育阶段共检测到60个QTL，包含4个主效QTL,8个QTL分别在两个不同生长阶段稳定表达，其余QTL只在某一个生长阶段特异性表达。在成熟期鉴定共到6个QTL，包含1个主效QTL。比较分析发现，成熟期的6个QTL在5个发育阶段并未检测到。本研究鉴定的5个主效QTL未曾报道。结合基因功能注释，初步筛选到15个株高相关候选基因。这些结果期待能有利于深化对株高发育的认识，为培育半矮秆油菜新品种提供依据。     

茶树春季发芽期的QTL定位及候选基因分析

春季发芽期（Timing of spring bud flush,TBF）是茶树重要的农艺性状，对茶叶的风味品质和经济效益均具有重要的影响。为了挖掘调控茶树TBF性状的关键候选基因，以龙井43×白毫早杂交的F1群体327株子代为材料，利用基于该群体构建的茶树高密度遗传图谱，采用MapQTL 6.0和GACD 1.2软件对茶树春季发芽指数（Sprouting indexs,SPI）进行数量性状基因座（QTL）定位。连续两年（2022、2023年）对群体子代的春季SPI进行观测，结果显示，SPI在F1群体内存在明显的性状分离，表现出数量性状的特征。利用MapQTL6.0软件定位到1个主效的QTL(qSPI-5-1)，分别可解释18.30%(2022年)和7.60%(2023年)的表型变异；利用GACD1.2软件定位到2个稳定的QTL位点（qSPI-1,qSPI-5-2），解释2.75%～18.40%的表型变异，且qSPI-5-2与qSPI-5-1位点基本重合。进一步将上述3个位点的置信区间与茶树参考基因组进行比对，通过基因功能注释分析共筛选到23个与调控茶树春季发芽期相关的候选基因。研究结...     

利用分子标记进行水稻苗期耐冷性相关性状的QTLs研究

用二九青和Yukihikari杂交后再经8代自交得到的79个重组自交系(RIL)群体为材料,构建了包含89个微卫星标记的分子连锁图谱.以低温下缺绿、枯萎死苗为指标对水稻苗期耐冷性数量性状位点(QTLs)进行了定位.在17℃,18℃和15～20℃ 3种不同低温处理情况下,以叶绿素含量为指标,共定位了11个QTLs,它们分别位于染色体1(2个),2(2个),3,5,6,7,8,9,12上;其中3个QTLs在3种环境中都能检测到,1个QTL在2种环境中检测到,而其余7个QTLs只能在1种环境中检测到;11个QTLs各自引起的表型变异为5.68%～27.42%.以枯萎死苗作为指标共定位了5个QTLs,分别位于染色体3,4,7,8,11上,各QTL控制的表型变异范围为7.65%～49.34%;其中位于染色体11上的RM224位点引起的表型变异达49.34%,是一个主效QTL.缺绿和枯萎死苗都是不耐冷品种受低温影响的表现,但从分子图谱定位的结果看,它们是由不同的基因位点控制的,没有连锁遗传关系.由此推断,水稻苗期耐冷性是一个由多基因控制的复杂遗传现象.     

479份芥菜型油菜种质资源萌发期耐盐性综合评价

为了解不同芥菜型油菜种质资源的耐盐程度，本研究利用0、150、200和250 mmol/L浓度的NaCl溶液对479份来自不同国家的芥菜型油菜种质资源进行盐胁迫处理，并测定发芽率、根长、芽长和鲜重；采用主成分分析、隶属函数、多元线性回归分析和聚类分析对参试材料的耐盐性进行综合评价。结果发现在200 mmol/L的NaCl溶液处理下，可以有效地将479份材料划分为4类，第I类为耐盐品种12份，第Ⅱ类为75份中等耐盐品种，第Ⅲ类为313份不耐盐品种，第Ⅳ类为79份盐极敏感品种，并建立了芥菜型油菜耐盐性鉴定的多元线性回归方程，y=0.537x1+0.310x2+0.089x3+0.064x4。筛选得到的耐盐性材料为培育油菜耐盐新品种奠定基础。     

甘蓝型油菜分枝角度QTL定位及候选基因分析

分枝角度是油菜重要株型性状.为筛选和发现适度紧凑的分枝角度调控基因,以提高产量利于机械化收获,以分枝角度差异显著的油菜品种Holly和APL01为亲本构建的重组自交系(RIL)群体为材料,在2个环境中对分枝角度进行QTL定位及候选基因分析.结果表明,RIL群体分枝角度表现出连续变异且呈正态分布.利用前期构建的高密度SN...     

水旱两种条件下向日葵产量相关QTL定位

为获得向日葵抗旱基因位点,培育向日葵抗旱新品种,在已有的高密度连锁图谱基础上,利用Map QTL4.0软件,在水、旱两种条件下对187个RIL群体的产量相关性状进行QTL定位分析。结果表明,两种水分条件下共检测到40个产量相关性状QTL位点,干旱条件下检测到6个性状22个QTL,可解释6%~21.6%的表型变异;浇水条件下检测到4个性状18个QTL,可解释6.1%~18.2%的表型变异;其中10个QTL在两种水分条件下被重复检测到,这些QTL作用方向一致,在不同环境中稳定表达;此外,还检测到16个可能对耐旱性有直接贡献的差值QTL。56个QTL中遗传贡献率超过10%的主效位点11个。对这些QTL位点进一步验证,可为今后向日葵抗旱性分子辅助选择育种奠定基础。     

水稻生长早期耐冷性QTL分析

 以籼粳交“密阳23/吉冷1号”的F2：3代200个家系为作图群体，构建分子连锁图谱，并进行了F3代家系的生长早期耐冷性鉴定和QTL分析。结果表明，幼苗期耐冷性、分蘖期耐冷性和低温下幼苗生长能力等生长早期耐冷性在F3代表现为近似正态的连续分布，是由多基因控制的数量性状。在第1、5、9染色体上分别检测到与幼苗期耐冷性相关的QTL各1个，其中qCTS1对表型变异的解释率最大，达15.5%；在第2、3、7、9、11染色体上分别检测到与分蘖期耐冷性相关的QTL各1个，而每个QTL对表型变异的解释率均较低；在第1、2、11、12染色体上分别检测到与低温下幼苗生长能力相关的QTL各1个，其中qGAS2和qGAS12对表型变异的解释率分别为26.6%和42.9%，是主效基因。     

大豆对SMV SC-3株系的抗性遗传和QTL分析

为研究大豆对SMV抗扩展的遗传机制,以中豆29×中豆32构建的重组自交系群体(RIL)为材料,人工接种SC-3株系。以病情指数为抗性指标,应用主基因+多基因混合遗传模型进行遗传分析,利用复合区间作图法进行QTL定位。结果表明:该RIL群体对SC-3株系的抗性遗传符合B-2-3遗传模型,即抗性由2对等加性主基因控制,加性效应为-9.78,主基因遗传率为97.65%。在3个染色体上检测到3个抗性相关QTL,表型贡献率为10.80%～13.41%。     

甘蓝型油菜千粒重全基因组关联分析

为指导千粒重遗传改良，挖掘甘蓝型油菜千粒重显著关联单核苷酸多态性（SNP）位点及相关候选基因，以300份甘蓝型油菜种质资源为材料，对千粒重进行一年两地表型考察，结合该群体前期开发的201 817个SNP标记，采用一般线性模型（GLM）和混合线性模型（MLM）进行全基因组关联分析，对性状显著关联SNP位点两侧100kb区域内相关候选基因进行功能预测。结果表明，300份甘蓝型油菜千粒重在两地均表现出广泛的表型变异，筛选出6份千粒重较高的油菜种质资源。基于GLM、MLM模型分别检测到24个和10个与油菜千粒重显著关联的SNP，其中有8个SNP在2个模型中均被检测到，位于第C02号染色体上Bn-C02-22853028的表型贡献率最大。6个位点附近找到HWS、DA1、DA2、CPL3、bZIP、CSPs、PTR2、ARF2、TRM61等9个拟南芥已报道粒重基因的同源基因。     

扬麦16籽粒灌浆速率相关性状的QTL定位(小麦15K SNP芯片法)

为给选育籽粒灌浆快、粒重高的小麦新品种提供材料与技术支撑,以扬麦16、镇麦168、扬麦20和扬麦22为亲本构建获得的158个RIL群体为材料,利用小麦15K SNP芯片构建遗传连锁图谱,对小麦籽粒灌浆速率相关性状进行QTL定位。结果表明,应用完备区间作图法共检测到11个QTL,其中检测到5个与灌浆速率相关的新的QTL,分别位于3AL、4DL(2)、6AL和 7AL上,可解释3.4%~9.3%的表型变异;检测到3个与千粒重相关的QTL,分别位于4AL（2）和4DS上,可解释3.9%~9.2%的表型变异;首次检测到3个与籽粒灌浆持续时间相关的QTL,分别位于3AL和4DL(2)上,可解释2.7%~7.5%的表型变异。扬麦16提供与灌浆速率和千粒重相关QTL的增效基因,累加了定位到的全部籽粒灌浆快和粒重高的位点;扬麦22提供与籽粒灌浆持续时间相关QTL的增效基因。扬麦16和扬麦22可用作选育早熟、大粒小麦新品种的亲本材料。     

粳稻8个异交相关性状及其中亲优势的QTL定位与遗传分析

 为探明控制粳稻异交相关性状及其中亲优势的基因作用类型,利用秀堡RIL群体及其2个回交(BCF1)群体对穗抽出度、剑叶长、剑叶角度、穗剑高度差、倒2叶长、倒2叶角度、穗与倒2叶（穗二）高度差和倒1节间长8个异交相关性状及其中亲优势进行QTL定位。3个群体中共检测到45个显著的主效QTL（M QTL）,单个M QTL的贡献率变幅为1.5%～803%。73.3%的M QTL表现为加性效应,4.5%的M QTL表现为部分或完全显性效应,22.2%的M QTL表现为超显性效应。3个群体中共检测到82对显著的双基因上位性QTL（E QTL）。RIL群体中检测到43对E QTL,单对E QTL的贡献率变幅为1.0%～7.0%,平均2.7%。在以秀水79为父本、与秀堡RIL群体回交的后代（XSBCF1群体）中检测到16对E QTL,其中利用BCF1表型值检测到11对E QTL,单对E QTL的贡献率变幅为11.2%～36.8%,平均21.0%;利用中亲优势值检测到6对E QTL,单对E QTL的贡献率变幅为33.1%～76.8%,平均55.0%。在以C堡为父本、与秀堡RIL群体回交的后代（CBBCF1群体）中检测到23对E QTL,其中利用BCF1表型值检测到16对E QTL,单对E QTL的贡献率变幅为6.2%～60.0%,平均24.0%;利用中亲优势值检测到7对E QTL,单对E QTL的贡献率变幅为21.3%～44.4%,平均31.0%。上述结果表明,粳稻异交相关性状是由多位点控制的,基因对性状本身的作用类型以加性效应为主;粳稻异交相关性状中亲优势主要遗传基础为超显性效应和上位性效应。     

甜玉米中F2:3群体可溶性糖和子粒嫩度性状的数量性状位点(QTL)定位

利用甜玉米自交系SHL03和SHL01为亲本构建的F_2:3群体,用离子色谱法(IC)测定葡萄糖(GLU)、果糖(FRU)、麦芽糖(MAL)和蔗糖(SUC)的含量,用SMS测定果肉硬度(FH)、种皮硬度(PH)、种皮脆性(PB)和果肉紧实度(FM)。结果表明,总共定位到与可溶性糖相关的QTL 34个,子粒柔嫩度相关的QTL 28个,位于1、2、3、4、5、6、7、8、10号染色体上,分别解释表型变异的1%~15.8%。主效QTL qFH3-1、qFH3-2、qFH5-2、qFH5-3、qGLU2-1、qGLU2-2的表型贡献率分别为12.2%、11.4%、12.1%、10.5%、15.8%和12.8%。在主效QTL的置信区间共找到44个注释基因,这些候选基因和相关的QTL为利用分子标记辅助选择具有更好可溶性糖含量的玉米材料和相关功能基因的克隆提供资源。     

远缘背景下玉米主要性状的QTLs分析

通过远缘杂交导入大刍草基因,创造玉米新种质,并对相关重要性状进行QTL定位,明确其QTL数目、位置和基因效应。以玉米自交系K169×1147构建的202个F2:3家系为作图群体,构建具有132对SSR标记的玉米遗传图谱,覆盖整个基因组1 979.6 cM,平均图距15.0 cM。利用完美区间作图法进行QTL定位分析,共检测到14个主要农艺和经济性状中的68个QTLs。其中,控制株高、穗位高和叶面积的有14个QTLs,单个性状的QTL为1～7个,每个QTL的作用可解释表型变异的1.71%～12.98%;影响雄穗性状的有11个QTLs,单个性状的QTL为3～8个,每个QTL的作用可解释表型变异的3.61%～14.87%;影响穗长等经济性状的有43个QTLs,单个性状的QTL为1～7个,每个QTL可解释的表型变异为3.87%～20.09%。     

花生主要品质性状的QTL定位分析

本研究以远杂9102×徐州68-4杂交后代衍生的重组自交系(RIL)的188个家系为材料,连续3年种植后检测其含油量及脂肪酸含量。结果表明,该RIL群体的含油量及脂肪酸变异丰富,从中获得了含油量稳定高于高值亲本的后代材料1份,油酸含量稳定高于高值亲本的材料23份。RIL群体的含油量、油酸和亚油酸含量以及油酸/亚油酸比的广义遗传力分别为0.849、0.761、0.874和0.887,表明这些性状的变异主要受基因型控制。利用前期构建的SSR遗传连锁图,结合3年主要品质性状鉴定数据,共检测到82个相关QTL,分布在11个连锁群上,其中与含油量、油酸、亚油酸和油酸/亚油酸比(油亚比)相关的QTL分别为15、21、21和25个,贡献率大于10%的主效QTL有23个,2年能重复检测到QTL有8个,3年重复检测到的有4个。其中,本研究新鉴定出的主效QTL有7个,重复性好的有5个,尤其是LG2上区间GM2839-GNB159,3年均定位到与油酸和油亚比相关的QTL,2年定位到与亚油酸相关的QTL,贡献率为5.80%~28.14%,该区间只有1.63c M。这些QTL的获得对于花生品质性状改良中亲本选配、后代标记辅助选择以及QTL精细定位具有重要意义。     

小麦籽粒形态及千粒重性状的QTL初步定位

为研究小麦籽粒形态及千粒重性状的QTL,以普通小麦6044和01-35为杂交组合构建的F8重组自交系（RIL）群体作为试验材料,在山东泰安（山东农业大学试验站）和莱阳（青岛农业大学试验站）两个环境下进行两年田间试验,利用Mapmaker/version 3.0和WinQTLCart软件通过复合区间作图法进行QTL初步定位,在两年两个环境下共检测到12个相关QTL位点,其中关于粒长的2个QTL分别位于2A和2B染色体上,可解释表型变异的25%和12%;4个粒厚QTL位于2A和6A染色体上,可解释表型变异的7%～10%;6个千粒重相关QTL位于染色体2A、4A和6A连锁群上,可解释表型变异的6%～25%;而粒宽QTL在两个地点上都没有检测到。其中相关性高的性状间有一些共同的QTL,表现出一因多效或紧密连锁效应。     

甘蓝型油菜RIL群体株高性状的全基因组关联分析

为提高甘蓝型油菜株高的分子标记辅助育种效率,挖掘与株高相关的功能基因以构建理想株型,利用单个重组自交系(RIL)群体在3个环境下的株高表型数据及7 877个SNP标记的基因型分型数据进行全基因组关联分析。在2个或2个以上环境下同时检测到5个与株高显著相关的SNP(Bn-scaff_15794_3-p62430、Bn-A02-p9599263、Bn-A02-p9409799、Bn-A02-p9993945和Bn-A02-p9636219),均位于A02染色体上。比较利用连锁分析方法的QTL定位结果,发现标记Bn-A02-p9599263和Bn-scaff_15794_3-p62430分别位于QTL(q PH2-2和q PH2-4)峰值处,标记Bn-A02-p9636219和Bn-A02-p9993945分别落在QTL(q PH2-3和q PH2-4)2-LOD的置信区间内,标记Bn-A02-p9409799距离QTL(q PH2-2)的置信区间0.3c M。利用关联分析定位的区间(69.5~80.7c M)比利用连锁方法定位的QTL区间(60.7~95.9c M)缩小了24c M。依据参考基因组信息,在标记Bn-scaff_15794_3-p62430附近2kb处找到1个与株高性状相关的候选基因(GSBRNA2T00090973001)。结果表明,单个RIL群体进行全基因组关联分析可以对连锁QTL分析结果进行补充,缩小QTL置信区间。