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。     

小麦籽粒镉元素含量全基因组关联分析及候选基因预测

以国内外207份小麦种质为材料,利用660K SNP芯片对其进行基因型检测,并结合不同环境下表型数据和最佳线性无偏预测值 (BLUP,Best linear unbiased prediction) 对小麦籽粒镉元素含量进行全基因组关联分析。结果表明：与小麦籽粒镉元素含量显著关联的SNP 310个,这些SNP分布于除3D和4D外的19条染色体上,单个SNP解释变异率为10.95%～14.66%。不同环境下检测到的关联SNP结果存在差异,其中在原阳地区检测到186个SNP,开封地区检测到71个SNP。基于BLUP值分析获得53个SNP。基于SNP物理位置,将距离较近的SNP进行整合,共获得有效QTL位点52个。同时发现了7个在多环境下表现稳定的SNP,并对其进行单标记效应分析。最后对基于获得的关联SNP进行了候选基因预测,共获得7个与小麦籽粒镉元素含量相关的候选基因,其中 TraesCS1B01G321700和TraesCS1B01G320200可能与镉元素调控相关基因转录有关,而TraesCS7B01G459000和TraesCS7B01G456900可能与镉元素的吸收和转运等代谢过程有关。还筛选出了对镉具有良好避性的部分小麦优异种质,如‘云麦51’‘郑麦379’‘白穗白’‘云麦53’‘双丰收’。     

小麦籽粒超氧化物歧化酶（SOD）活性全基因组关联分析

【目的】小麦籽粒超氧化物歧化酶活性对小麦面粉色泽和营养品质具有重要影响,挖掘与小麦籽粒超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）活性显著关联位点及候选基因,为揭示小麦籽粒SOD活性的遗传机理和小麦面粉色泽的遗传改良奠定基础。【方法】采用氮蓝四唑（nitro-blue tetrazolium,NBT）光化还原法对3个环境下种植的212份普通小麦品种（系）进行SOD活性检测,结合90K SNP芯片的16 705个高质量SNP标记对小麦籽粒SOD活性进行全基因组关联分析（genome-wide association study,GWAS）,并对稳定遗传的显著关联位点进行候选基因的挖掘。【结果】不同环境下,各小麦品种（系）间的SOD活性表现出丰富的表型变异,变异系数为4.34%—5.23%,相关系数介于0.60—0.90（P<0.001）。多态性信息含量（polymorphic information content,PIC）为0.24—0.29。全基因组连锁不平衡（linkage disequilibrium,LD）衰减距离为7 Mb。群体结构分析表明,供试材料可分为3个亚群。GWAS分析结果显示,共检测到29个与SOD活性显著关联位点（P≤0.001）,分布在1A、1B、2A、2B、2D、3B、3D、4B、4D、5A、5B、5D、6A、6B、6D和7B染色体上,单个位点可解释5.47%—32.43%的表型变异,其中14个位点在2个及以上环境下均被检测到。9个显著关联位点在3个环境下被同时检测到,分布于1B、2B、4B、5A、5B、6B和6D染色体,贡献率为6.21%—16.62%。对稳定遗传的显著关联位点进行候选基因的挖掘,共挖掘TraesCS2B01G567600、TraesCS3D01G069900、TraesCS3D01G070200、TraesCS5B01G525700、TraesCS5B01G373700、TraesCS6A01G021400和TraesCS6D01G431500等7个SOD基因和TraesCS5A01G263500、TraesCS6B01G707800等2个与SOD活性相关的候选基因,候选基因的功能主要与抑制细胞活性氧积累及参与抗氧化剂再生过程有关。【结论】检测到与小麦籽粒SOD活性显著关联的29个SNP位点,共筛选出7个SOD基因和2个与SOD活性有关的候选基因。     

小麦苗期铅耐受性的全基因组关联分析

[目的]随着工业化的推进,重金属尤其是铅对耕地的污染已成为世界性问题.小麦作为主要粮食作物,其健康生产对保障粮食安全意义重大,筛选铅耐受性强和铅低积累小麦品种、挖掘相关调控基因或QTL区间,为耐铅种质创新和揭示小麦铅耐受性遗传机制奠定基础.[方法]采用140 mg·kg-1的硝酸铅溶液对102份小麦品种(系)进行苗期胁...     

春小麦籽粒主要品质性状的全基因组关联分析

[目的]挖掘小麦籽粒品质性状显著相关的SNP位点及候选基因,并揭示其遗传机理,为相关基因克隆和分子标记辅助选择提供理论依据.[方法]通过检测298份国内外春小麦品种(系)5个环境下蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值、淀粉含量、籽粒硬度、出粉率和容重等7个籽粒品质性状的表型,并结合小麦55K SNP芯片,采用Q+K关联混合模...     

小麦黄花叶病综合防治技术

本文介绍了正阳县近年小麦黄花叶病的发生情况,分析其发生原因,并提出了综合防治措施。     

小麦苗期根系性状的全基因组关联分析与优异位点挖掘

【目的】植物根系对水分及营养的获取、作物的生长发育和产量的形成至关重要。挖掘小麦苗期根系性状显著关联的SNP位点,预测相关候选基因,为解析小麦根系建成遗传机制及选育具有优良根系构型的小麦品种奠定基础。【方法】以189份小麦品种组成的自然群体为供试材料,调查2种培养条件（霍格兰营养液和去离子水）下培育21 d的苗期根系总长度（TRL）、根系总表面积（TRA）、根系总体积（TRV）、根系平均直径（ARD）及根系干重（RDW）等5个根系性状,试验进行2次重复,同时结合小麦660K SNP芯片的分型结果进行全基因组关联分析（genome-wide association study,GWAS）。此外,通过序列比对、结构域分析和注释信息预测候选基因,并采用竞争性等位基因特异性PCR(kompetitive allele specific PCR,KASP)技术开发根系性状的分子标记。【结果】霍格兰营养液培养条件下的根系性状变异范围较大,根系整体粗短;而去离子水条件下的根系细长、侧根较多。选用贝叶斯信息与连锁不平衡迭代嵌套式模型（BLINK）、压缩式混合线性模型（CMLM）、固定随机循环概率模型（...     

小麦苗期生物量及氮效率相关性状的全基因组关联分析

【目的】探究不同氮素供应环境下与小麦苗期生物量及氮效率相关性状显著关联的SNP位点,预测相关候选基因,为小麦氮效率的基因克隆及其在育种中的应用提供参考。【方法】以134个小麦品种（系）组成的群体为供试群体,设置低氮、正常氮和高氮3个处理,各处理重复4次,并在2年（2013和2014年）进行了2次完全重复的营养液培养试验。试验对小麦苗期生物量及氮效率相关的14个性状进行了表型鉴定,采用MLM+K+Q混合线性模型,利用90K SNP芯片对小麦生物量及氮效率相关性状进行全基因组关联分析（genome-wide association study,GWAS）,获得显著关联的SNP位点。【结果】与正常氮处理相比,低氮处理条件下,根系、地上部及植株氮含量和氮积累量均显著下降,而根生物量和根、植株氮效率均显著增加,高氮处理下,几乎所有鉴定性状均显著增加;14个性状的广义遗传力均在40%以上,其中,植株总干重的遗传力最高（95.73%）。利用9 329个SNP标记进行关联分析,共检测到838个SNP标记位点与供试材料的14个性状存在显著关联（P≤0.001）,分布在21条染色体上。有435个（51.91%）SNP标记位点仅在一个关联分析环境中被检测到;有403个位点至少在2个处理环境（包含均值环境）中被检测到与同一性状显著关联（稳定关联标记）。其中8个SNP标记位点至少在3个环境中被检测到。在4个环境下（包括均值环境）均检测到的稳定关联位点有2个：Kukri_c65481_121和tplb0025f09_1052,分别与植株总氮利用效率（total nitrogen use efficiency of plant,TNUE）和根系总氮利用效率（root nitrogen use efficiency,RNUE）显著关联;同时与至少6个性状（生物量及养分效率相关性状）显著关联的SNP标记位点共5个,分别位于1A、1B（3）和2A染色体上;根据小麦基因组注释及LD衰减水平,在同时定位了6个性状的5个SNP位点和2个多环境（4个环境）稳定关联的SNP位点的214 kb的基因组区域中共筛选候选基因84个,根据已知克隆氮效率基因的编码蛋白类型、候选基因功能注释信息及利用植物比较基因组学资源库蛋白序列同源比对分析,筛选到3个候选基因与生物量及氮效率相关。【结论】不同氮素处理显著影响小麦苗期生物量、氮效率相关性状及其相关QTL的表达,大多数SNP位点仅在1个氮素检测环境中被检测到,但也存在环境稳定性较强的位点。生物量及氮效率相关性状之间存在显著相关关系,并在一定程度上受到相同的QTL/基因控制。     

洛阳、吉林生态区谷子抗倒伏性的全基因组关联分析

倒伏是影响谷子产量和品质的重要因素,为揭示谷子抗倒伏性的遗传机制,在洛阳、吉林两地调查了98份谷子品种的倒伏性,基于重测序技术开展SNP标记与抗倒伏性状的全基因组关联分析。研究结果表明:98份谷子品种倒伏率在洛阳、吉林两地均表现为无倒伏品种数>轻微倒伏品种数>严重倒伏品种数。基因组重测序开发了4 482 208个SNP标记,群体结构分析将98份谷子材料划分为3个亚群,LD分析发现谷子基因组连锁不平衡衰退距离为47.5 kb。全基因组关联分析在洛阳、吉林分别检测到764个和24个与谷子抗倒伏性关联的SNP位点,在6号染色体共同检测到一个LRR受体类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶基因(LOC101776261),此外在6号、8号染色体还检测到位点不同但功能接近的细胞壁关联受体激酶基因(LOC105914550、LOC101786429、LOC105913474、LOC101766879),还有一些基因,如细胞色素P450蛋白、UDP糖基转移酶、驱动蛋白在两地不同染色体上检测到,推测这些基因可能与谷子的抗倒伏性相关。谷子抗倒伏性是由多基因控制的复杂数量性状,其中蛋白激酶类基因可能在谷子倒伏抗性中起到重要作用。     

河南省审定小麦品种旗叶性状全基因组关联分析

为解析河南省育成小麦品种旗叶性状的遗传基础,以河南省审定的96个小麦品种为材料,2019年在河南省南阳市、安阳市、新乡市原阳县3个环境下对旗叶长(FLL)、旗叶宽(FLW)和旗叶长宽比(FLFW)进行鉴定,并利用小麦90K单核苷酸多态性(SNP)芯片进行全基因组关联分析。结果表明,旗叶长和旗叶长宽比在3个环境中均呈极显著正相关关系(r值分别为0.800、0.799、0.729);旗叶宽与旗叶长宽比之间呈极显著负相关关系(r值分别为-0.334、-0.597、-0.606)。筛选到6个旗叶较宽(开麦21、中育9398、豫农202、花培1号、郑育麦9987、郑麦583)和7个旗叶较长(温9629、郑农16、豫农201、新麦9号、平麦998、豫麦34、豫农202)的小麦品种。检测到59个与旗叶显著关联的SNPs位点,其中与旗叶长显著关联的SNPs有8个,分别位于2B、2D、4A、4B、7B染色体上,可解释11.96%～15.43%的表型变异;与旗叶宽显著关联的SNPs有41个,分别位于1A、2A、2B、3B、3D、4B、5A、5B、6A、6B、6D、7B染色体上,可解释12.18%～21.5...     

小麦黄花叶病的发生及防治

小麦黄花叶病在我国小麦主产区均有发生,对我国的小麦生产带来一定的影响,我们对小麦黄花叶病的发生进行研究,认为对于该病的防治应以利用抗病品种为基础,并实施轮作换茬、适时晚播、药剂防治、增施肥料、麦收清残和土壤处理的综合防治措施。     

广益黑猪繁殖性状的全基因组关联分析

选取441头广益黑猪经产母猪为研究对象,利用猪50K SNP芯片对猪耳组织DNA进行基因型分型,PLINK 1.9质控后,采用GMAT中的重复力模型进行猪繁殖性状相关的全基因组关联分析,确定显著位点。结果表明：441头经产广益黑猪母猪的耳组织DNA基因分型共获得50 898个SNPs,经质控剩余46 165个SNPs位点用于关联分析;平均亲缘关系系数为–0.002 2,平均亲缘关系较远,不存在明显的群体分层;总产仔数性状有1个SNP在全基因组范围内达到显著相关,4个SNPs达到潜在显著关联,候选基因包括PIK3C3、ENSSSCG00000003753、MAP3K3、DCAF7;产活仔数性状有6个SNPs潜在显著关联,候选基因包括ZNF585A、ENSSSCG00000022411、ZNF784、ENSSSCG00000029007、PigE–108A11.5、PigE–108A11.3、ENSSSCG00000023343;弱仔性状有1个SNP达潜在显著关联,候选基因包括KRTAP7–1和TIAM1;经基因功能分析推测,PIK3C3、MAP3K3可能是影响猪总产仔数的候选基因。     

全基因组关联分析在畜禽中的研究进展

全基因组关联分析（genome-wide association studies,GWAS）是近几年发展起来的一种复杂性状研究的新方法。在过去几年中,国内外不少研究者对畜禽的重要经济性状、遗传缺陷性疾病、复杂疾病的抗性、品种的某些特征等性状开展了GWAS。这些研究不仅大大丰富了畜禽标记辅助选择中可利用的分子标记,而且为这些性状分子机理的探索研究提供了重要线索。本文对国内外畜禽GWAS中所用的群体、主要分析方法和研究结果进行综述,并对GWAS的研究应用做一展望,以期为进一步利用GWAS进行畜禽各种性状遗传基础的研究提供参考。     

湖北土传小麦黄花叶病的研究

1982—1985年,通过大田调查和小区试验的研究结果,小麦播种后,12月下旬显病,根据该病症状在田间的发展变化可划分为始病期、缓增期、急增期和恢复期。本病的传播主要通过病土和病株残根,传毒率相应为67.5—98%、5.5—88%;种子、蚜虫、飞虱不能传毒。自然条件下,病毒仅侵染小麦。病毒粒体直径为12—14nm,长度为100—350nm,不同于国内外文献中所已报道的其它小麦花叶病类的病毒。     

油菜耐盐相关性状的全基因组关联分析及其候选基因预测

【目的】通过对甘蓝型油菜耐盐相关性状进行全基因组关联分析,寻找可能与油菜耐盐性相关的SNP位点,发掘与油菜耐盐性有关的候选基因。【方法】以1.2%NaCl溶液作为培养液,去离子水为对照,对307个不同品系的甘蓝型油菜进行发芽试验。播种后7 d测定幼苗根长、鲜重及发芽率,计算盐胁迫下各性状相对值,并作为评价耐盐的指标。结合油菜60K SNP芯片,利用SPAGeDi v1.4软件对该群体307份甘蓝型油菜进行亲缘关系分析,并计算亲缘关系值的矩阵。利用软件STRUCTURE v2.3.4对关联群体进行了群体结构分析。为有效排除假关联的影响,将群体结构和材料间的亲缘关系考虑进关联分析中,同时进行了PCA+K模型、Q+K模型以及K模型3种混合线性模型分析和比较,根据所有SNP的–lg(P)观察值和期望值,确定每个性状GWAS分析的最优模型。采用TASSEL 5.0软件,在最优模型下对307份材料耐盐各性状的相对值分别与SNP标记进行全基因组关联分析。利用油菜基因组数据库,在显著SNP位点侧翼序列200 kb范围内提取基因。根据拟南芥中已经明确功能的耐盐相关基因,筛选出目标基因组区段内与耐盐相关的油菜同源基因。【结果】全基因组关联分析共检测到164个与根长显著关联的SNP位点,23个与鲜重显著关联的SNP位点,38个与发芽率显著关联的SNP位点。其中与根长、鲜重、发芽率最显著关联的SNP位点分别位于染色体A08、A02和A06,贡献率分别为23.84%、18.59%和31.81%。在这些显著SNP位点侧翼序列200 kb范围内发掘出可能与油菜耐盐性有关的50个候选基因。这些候选基因主要包括转录因子MYB、WRKY、ABI1、b ZIP、ERF1、CZF1、XERICO等以及一些下游受转录因子调控的不同功能基因NHX1、PTR3、CAT1、HKT、CAX1、ACER、STH、STO等。在根长和发芽率2个不同耐盐性状的分析结果中均筛选出位于A03染色体上的耐盐基因BnaA03g14410D。另外,这些耐盐候选基因中包含两组串联重复基因,分别是位于A03染色体上的BnaA03g18900D和BnaA03g18910D,位于C09染色体上的BnaC09g19080D、BnaC09g19090D和BnaC09g19100D。除此之外,耐盐候选基因中还包含2个距离非常近(中间只间隔2个基因)的重复基因BnaC02g39600D和BnaC02g39630D。【结论】共检测到225个与耐盐性状显著关联的SNP位点,筛选出50个可能与油菜耐盐性有关的候选基因。     

甜玉米种质资源种子性状全基因组关联分析

粒长、粒宽、粒厚、百粒质量是影响玉米籽粒产量的重要性状,本研究主要统计分析了100份甜玉米种质资源的粒长、粒宽、粒厚和百粒质量等4个种子性状,并利用37297个单核苷酸多态性(SNP)标记位点关联分析了控制甜玉米种子性状的重要位点.结果表明,100份甜玉米种质资源种子性状具有丰富的遗传多样性,性状变异幅度比较大,其中粒...     

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。     

基于MAGIC群体瓠瓜白粉病抗性的全基因组关联分析

白粉病是葫芦科作物共有的病害之一,严重影响瓠瓜的产量和品质。本研究采用8个瓠瓜亲本F₈代的203个MAGIC(multi-parent advanced generation inter-cross)群体,利用2020和2021年两年的抗病表型数据,基于基因重测序过滤筛选得到的221 043个高质量SNPs进行全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)。在两年数据中重复检测到46个SNPs位点与白粉病抗性显著相关,在与抗病相关联的候选区段内共检测到32个候选基因,其中有12个基因预测与瓠瓜抗病功能相关。本研究首次在葫芦科作物中构建了MAGIC群体,并通过GWAS分析进行白粉病抗病基因定位,为克隆瓠瓜抗白粉病相关基因奠定了基础,也对深入了解白粉病抗性机制、辅助培育抗病品种具有重要意义。     

小麦候选品种对梭条花叶病抗性鉴定

采用自然病圃接种法,对参加2003~2005年江苏省淮南、淮北区小麦新品种试验的140份小麦品种进行了梭条花叶病抗性鉴定,表现高抗的材料有20份,表现中抗的材料有32份,表现中感的材料41份,其余47份材料均表现为高感,表明近3年参加淮南、淮北区试验的大部分小麦品种对小麦梭条花叶病的抗性较差。从不同年度看,近3年育成的抗小麦梭条花叶病品种的比率呈下降趋势。从不同试验区看,淮南区小麦品种中、高感材料的比率明显高于淮北区。     

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。