甘蓝型油菜萌发期耐盐性QTL定位及耐盐种质资源筛选

油菜是修复利用盐碱地的优势大田作物，为解析油菜耐盐性的遗传基础、获得耐盐新种质，本研究利用不同浓度的NaCl溶液（200、250、300 mmol/L）对前期构建的重组自交系群体（RIL）的种子进行处理，分别统计第3 d和第7 d的发芽率，结合高密度SNP遗传图谱，进行QTL定位及候选基因分析。结果表明，RIL群体在不同盐浓度下的发芽率呈连续分布。QTL定位结果显示，6个处理条件下共定位了17个QTL，单个QTL解释的表型变异范围为3.75%～17.57%，其中4个位于C3染色体的QTL(cqST.C3-1、cqST.C3-2、cqST.C3-3和cqST.C3-4)解释的表型变异率大于10%，且能够被重复检测到，是本研究定位的主效QTL。根据RIL群体两个亲本的重测序结果，结合拟南芥同源基因的功能注释，在4个主效QTL置信区间内，筛选获得了5个与耐盐性相关的候选基因。此外，根据发芽率的鉴定结果，认为250 mmol/L NaCl溶液处理7 d的发芽率，可作为油菜种子萌发期耐盐性鉴定的指标，并在此条件下筛选获得了5份耐盐优异种质，发芽率为82.2%～100.0%。     

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...     

芝麻含油量及脂肪酸含量QTL分析

本研究以较高含油量芝麻品种“中芝13”（56.31%）和低含油量芝麻材料ZZM2748（48.75%）为亲本构建包含548个株系的RIL群体,采用近红外法对群体在2个不同环境下的含油量、油酸、亚油酸、棕榈酸和硬脂酸含量进行分析,发现群体含油量及脂肪酸含量存在较大变异,其中含油量变化在42.43%~58.38%,其与油酸和亚油酸含量无显著相关关系,但与棕榈酸显著负相关;应用软件WinQTLCart2.5和ICIMapping3.0基于构建的遗传连锁图共定位到50个相关QTL,分布在芝麻11个连锁群上,贡献率变化在1.59%~40.62%。其中,有21个QTL被两个软件同时检测到,有7个QTL在2个环境下被重复检测到。位于连锁群LG10上的qSOC_10.3和位于连锁群LG11上的qSOC_11.1遗传贡献率较大,分别为34.38%和40.62%,为控制芝麻含油量的主效QTL,其中qSOC_11.1与定位到的油酸、亚油酸、棕榈酸和硬脂酸位点重合,表现一因多效特征。通过基因组注释和差异表达分析,在两个主效位点发掘出24个候选基因。研究发现的芝麻含油量及不同脂肪酸含量遗传变异特征和获得的QTL及候选基因对相关性状的遗传改良具有指导意义和应用价值。     

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。     

基于BSA的玉米花期相关性状基因定位

通过自交系R146与其早花期自然突变体ER146构建901个单株的F2群体，利用集群分离分析(BSA)中的欧氏距离(ED)算法与ΔSNP-index/ΔInDel-index算法，获得控制吐丝期性状基因的候选区间和位点，对候选基因进行功能注释。结果表明，通过ED值算法获得全基因组内最大的3号染色体上的ED关联区间，基于上述ED关联区间进一步通过ΔSNP-index/ΔInDel-index算法在此区间内检测出1个0.268 Mb的主效区间和19个微效位点。基因功能注释结果发现，主效区间内的1个基因和微效位点中的5个基因与玉米花期相关，此外还在主效区间发现了2个潜在的新基因。     

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。     

玉米株高qPH10的QTL定位及候选基因预测

利用掖478为轮回亲本、齐319为供体亲本构建的染色体片段代换系CL137为父本,与掖478杂交构建近等基因系F2分离群体,根据齐319、掖478重测序数据开发在双亲中具有多态性的Indel分子标记,在两个环境中对控制玉米株高的10号染色体QTL进行定位。结果表明,2017年的株高表型将QTL定位到标记mk8-bnlg1655之间,位于83.86~85.34 Mb(B73 RefGen_v3)的1.5 Mb区间,表型贡献率为7.57%;2018年株高表型将株高QTL定位到标记mk5-bnlg1655之间,位于82.76~85.34 Mb的2.5 Mb区间,表型贡献率为5.75%。同时检测发现,该QTL主要以加性效应为主,显性效应较小。通过对所定位的QTL重合区间内的基因进行功能注释,预测可能控制株高的候选基因,为后续精细定位第10号染色体株高QTL以及探索候选基因功能机制提供研究基础。     

水稻株高QTL及其与产量性状和抽穗期关系的研究进展

株高是一个与水稻品种丰产潜力密切相关的重要性状。主效半矮秆基因背景下的水稻株高变异,一般表现为受多基因控制的数量性状。最近的研究表明,已定位的株高QTL分布于水稻的所有12条染色体,其中4个QTL已克隆。克隆研究和QTL初定位结果表明,株高QTL往往存在对产量性状和（或）抽穗期的多效作用,可利用于提高水稻产量潜力。     

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。     

基于共线性分析的大豆种子硬实性QTL定位及候选基因预测

大豆种子硬实度关乎食品与饲料加工。为提高大豆种子硬实度分子标记辅助选择的效率，发现相关候选基因，利用染色体片段代换系（chromosome segment substitution lines, CSSL）对大豆种子硬实性进行了两年的QTL定位研究，结合前人得到的25个种子硬实性QTL，利用MCScanX对整个大豆基因组进行分析，生成共线性区组，评估大豆种子硬实性QTL之间的共线性，确定了位于Gm02片段的中心QTL。利用多个数据库分析hub-QTL区段的基因，锚定了8个与大豆种子硬实性相关的候选基因。从CSSL群体中选择种子硬实性不同的两个品系和轮回亲本，用于随后的实时荧光定量PCR分析，发现候选基因Glyma.02G269400和Glyma.02G269500在CSSL群体中硬实性不同的2个品系及轮回亲本绥农14中的表达差异显著。Glyma.02G262600在绥农14中的相对表达量约是CSSL-136的5倍，而在CSSL-200中表达量中等，推测该基因抑制大豆种皮的形成。     

联合QTL定位和转录组分析揭示玉米开花期的遗传基础

开花期对玉米适应不同环境具有决定性作用，是重要的育种目标，对玉米开花期进行QTL定位是进行花期性状改良的基础工作。以玉米自交系黄早四和1462为亲本构建的F_2:3群体为材料，结合高密度SNP标记对玉米抽雄期和散粉期进行QTL定位。结果表明，F_2:3群体的抽雄期和散粉期呈正态分布，且两性状之间呈极显著相关。利用WinQTLcart 2.5软件的复合区间作图法共检测5个控制抽雄期的QTL，分别位于3、5、6、7、9号染色体上，贡献率在6.19%～26.39%；同时检测到4个控制散粉期的QTL，位于3、5、6、7号染色体上，贡献率7.48%～28.28%，这些QTL的基因作用方式以部分显性和超显性为主。共计发现3个主效QTL(贡献率超过10%)，分别位于3号和6号染色体上。利用两个亲本的V6时期的茎尖进行转录分析，在主效QTL置信区间内共发现21个差异表达基因，其中包含可能控制玉米花期的候选基因。     

影响水稻株高和剑叶宽主效QTL对人工选择的响应

 利用粳稻Lemont导入籼稻特青背景构建的高代回交导入系和重组自交系群体,在北京和海南两地检测影响株高和剑叶宽的稳定表达的主效QTL,分析这些主效QTL在导入系和重组自交系群体的不同选择强度（5%、10%和20%）的极端群体中的等位基因偏离,研究不同性状的主效QTL对不同选择强度的响应及不同遗传结构群体对主效QTL人工选择响应的影响。结果表明,导入系的选择群体中所有主效QTL等位基因的偏离方向都使得供体等位基因频率增加,等位基因产生偏离的性状选择方向及供体等位基因的偏离方向与基因的加性效应方向完全一致,而重组自交系的选择群体中主效QTL等位基因的偏离既有供体等位基因增加的,也有等位基因降低的,两种群体中不同性状的主效QTL等位基因偏离与选择强度密切相关。通过比较不同群体结构的主效QTL定位及对选择响应的异同,发现一些假阳性QTL和在随机作图群体中漏检的QTL,强调作图群体QTL定位结果验证的重要性。鉴于不同群体、不同性状和不同主效QTL的选择响应特点,对不同主效QTL在基于常规表型选择和分子标记辅助选择回交育种中的利用价值及注意事项进行了探讨。     

多环境下粳稻产量及其相关性状的条件和非条件QTL定位

 为了剖析粳稻产量及其相关性状的遗传基础,利用粳稻品种秀水79×Ｃ堡衍生的重组自交系群体,在3个环境下对全生育期、株高、单株穗数、每穗粒数、百粒重、籽粒产量和生物产量进行了非条件和条件QTL定位。共检测到43个主效QTL和29对上位性QTL。利用非条件QTL定位方法检测到37个主效QTL和26对上位性QTL。其中,籽粒产量定位到3个主效QTL qGY1.2、qGY7.1和qGY9,未检测到上位性QTL。利用条件QTL方法分别将全生育期、株高、穗数、每穗粒数、百粒重和生物产量各自调整到同一水平后,籽粒产量共检测到9个主效条件QTL和3对上位性QTL,其中3个主效QTL与非条件下定位到的相同。位于第9染色体长臂区间RM6570-RM5652的qGY9在非条件及全生育期、株高、穗数、粒数和百粒重调整到同一水平后均可检测到,但加性效应、贡献率并不相同,显示该区间来自C堡的片段能够增加株高、穗数和百粒重从而增加产量。通过条件方法在第3染色体长臂区间RM7097-RM448及第6染色体长臂区间RM162-RM5753上定位到的产量QTL增加籽粒产量的等位基因可以降低株高,缩短生育期。     

利用近等基因系定位玉米粗缩病抗性QTL及分子标记辅助选择的研究

以1对近等基因系(NILs)构建的分离群体(NT4092/NT411)F1为材料,采用自然发病鉴定方法,以行发病率为表型值,在3种环境下对各株系进行粗缩病抗病性鉴定。应用完备区间作图法(ICIM)对玉米粗缩病抗性QTL进行分析,分离群体(NT4092/NT411)F1在两地三点检测到3个QTL,均位于第8染色体上,LOD值分别为24.03、10.29和17.02,分别解释了41.37%、20.51%和36.04%的表型变异,是能够稳定表达的主效QTL。泰安5月份和济宁5月份环境下检测到的主效QTL均位于phi121和UMC1817标记区间之内,遗传距离为15.47 cM,标记区间物理距离为92Mb;泰安6月份环境下检测到的主效QTL位于M6和M24标记区间之内,遗传距离为0.86 cM,标记区间物理距离为17.9 Kb。通过对4个分离群体辅助选择的可行性分析表明,这些主效QTL与玉米粗缩病抗性间呈极显著相关,其标记在CL313、1145、沈137等系谱来源相同或相近的自交系中可应用于抗玉米粗缩病育种的辅助选择。     

用培矮64S/日本晴F2群体对水稻6个农艺性状的QTL定位

 用水稻测序品种培矮64S和日本晴配组建立了由180个单株组成的F2群体，构建了含137个SSR标记的连锁遗传图谱，对水稻的分蘖数、有效分蘖数、分蘖率、株高、剑叶长和穗长等6个相关农艺性状进行了QTL定位分析。共检测到14个QTL，分布在第1、2、4、5、6、7染色体的11个区间。检测到1个控制株高的主效QTL(qPH1 2),位于第1染色体，其表型贡献率为24.0%；1个控制剑叶长的主效QTL(qFL4）,位于第4染色体，其表型贡献率为30.5%。对所定位QTL的价值、QTL在染色体上的区域分布等进行了探讨。     

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。     

普通小麦（浙农林12×CASL7AS）DH系株高的分析

小麦株高与植株倒伏密切相关,影响小麦产量。为挖掘小麦株高QTL位点和候选基因,从遗传和分子水平上解释株高分子机理,本研究将野生二粒小麦染色体臂置换系CASL7AS为母本,课题组自选株系浙农林12（简称ZNL12）为父本,杂交F₁经过花培得到178个DH群体。通过4年2个种植点株高数据,利用55K SNP芯片构建高密度遗传图谱,对小麦株高性状进行QTL分析。该遗传连锁图谱包含3 655个SNP标记,长度为4 738.45 cM,标记间平均遗传距离为1.30 cM,覆盖了小麦21条染色体。其中,A、B、D染色体组分别含有标记1 466、1 492和697个。QTL分析共检测出53个QTL位点,分布于1A、3A、5A、7A、1B、3B、4B、5B、7B、2D、4D、6D和7D染色体上,可解释2.80%~38.50%表型变异。其中,稳定主效 QTL有2个,分别为QPh.zafu.4B-1和QPh.zafu.4D-1,其贡献率分别为25.18%~38.50%和20.67%。经细胞生物学分析,基因型为（0,2）矮秆植株胚芽鞘的表皮细胞长度显著短于基因型为（2,0）的高秆植株,基因型为（0,0）、（2,2）中间型的植株胚芽鞘表皮细胞长度无显著差异,由此推测小麦株高的变异由细胞长度因素决定。QPh.zafu.4B-1候选基因Rht-B1b基因编码区矮秆株系,第904核苷酸处发生碱基“C-T”的突变,形成终止密码子(CAG-TAG);而QPh.zafu.4D-1候选基因Rht-D1b基因编码区矮秆株系,第781核苷酸处碱基突变“G-T”,编码氨基酸中缬氨酸变为天冬氨酸。结果为小麦株高候选基因的筛选和QTL定位提供了优异的遗传位点和候选基因,未来可用于小麦抗倒伏相关的分子标记辅助育种。     

玉米株型性状的QTL定位

以玉米自交系L26和095组配的F2世代为作图群体,采用SSR分子标记技术和复合区间作图法对玉米茎粗等7个株型性状进行基因定位。共检出21个QTL,其中茎粗检测到1个位点(qSD1),穗位高、株高均检测到3个QTL位点(qEH1-qEH3、qPH1-qPH3),雄穗分枝数检测到5个QTL位点(qTBN1-qTBN5),叶片数检测到4个QTL位点(qLN1-qLN4),叶型系数检测到3个QTL位点(qLSC1-qLSC3),叶向值检测到2个QTL位点(qLOV1-qLOV2)。21个QTL中,qTBN1、qTBN4、qLN1、qLN3、qLN4这5个QTL解释表型变异率超过30％,表现出明显的主效QTL效应。研究还发现,有5个影响不同性状的QTL位于染色体上相同标记区间内或与相同标记连锁,分为Ch3-2和Ch8-1两个区段,表现出了成簇分布的特性。     

甘蓝型油菜作图群体亲本基因组及性状QTL密集区变异特点

为了解作图群体亲本间基因组和密集QTL区的遗传变异,促进QTL定位与克隆,本研究对一个甘蓝型油菜(Brassica napus)重组自交系(recombinant lnbred lines,RIL)群体双亲M083和888-5(二者株高、分枝数、开花时间、菌核病抗性等性状差异显著)的基因组进行深度测序和分析。研究结果表明:在M083和888-5中分别检测到SNP个数为1 941 397和2 046 009,In Del个数为410 961和428 572,结构变异个数为90 384和88 456,拷贝数变异个数为46 655和46 008。对包含开花时间、菌核病抗性、株高等多个性状主效QTL密集的A02染色体进行分析发现,在包括上述性状QTL密集的6.4~6.9Mb的0~8.5Mb基因组区间内,两品系SNPs和In Dels变异数量/密度总体呈相反的趋势;片段丢失也有热点区,888-5和M083均在两个共同区域高频发生,其中一个为QTL密集区;倒位在染色体上的分布虽然也是不均匀的,但两品种间发生区域不同,且与QTL无关。本文关于基因组变异(SNPs、In Dels、除倒位外的结构变异)热点区和QTL密集区重复的结论对性状控制位点精细定位、基因克隆及育种亲本选择有一定的指导意义。     

利用SNP标记高密度遗传图谱进行花生出仁率QTL定位

为进一步明确出仁率遗传基础,本研究以出仁率性状有显著差异的两亲本中花5号和ICGV 86699衍生的RIL群体为材料,以其表型数据结合栽培花生第一张基于SNP标记的高密度遗传图谱,采用Windows QTL Cartographer V.2.5软件的复合区间作图法,对3个单环境及联合环境下出仁率进行QTL定位,共检测到28个QTL。各QTL解释的表型变异为3.98%~13.77%,LOD值介于2.59~7.36之间,其中6个为贡献率大于10.0%的主效QTL。Meta-QTL分析鉴定出7个在不同环境下都能稳定表达的一致性QTL。其中一致性QTL cq SPA4b在3个单环境和联合环境中都能检测到,一致性QTL cq SPB6a在3个单环境中能检测到,且平均贡献率为11.86%。与前人的研究结果比较发现,cq SPA5b与另外两个不同群体鉴定出的A5染色体上出仁率QTL区间相似。本研究结果为出仁率QTL的精细定位及分子标记辅助育种奠定了良好基础。