中国西门塔尔牛CANA2D1基因的遗传变异及其与屠宰性状的关联分析

旨在研究中国西门塔尔牛CACNA2D1基因的遗传变异及其与屠宰性状的关系.本试验与所采用的传统的PCR-SSCP或者PCR-RFLP技术不同,首次借助高通量SNP芯片技术在136头中国西门塔尔牛群体中对CACNA2D1基因的遗传变异进行了研究.结果显示,在中国西门塔尔牛CACNA2D1基因上总计发现12个有效SNP位点...     

中国西门塔尔牛CACNA2D1基因的遗传变异及其与屠宰性状的关联分析

旨在研究中国西门塔尔牛CACNA2D1基因的遗传变异及其与屠宰性状的关系。本试验与所采用的传统的PCR-SSCP或者PCR-RFLP技术不同,首次借助高通量SNP芯片技术在136头中国西门塔尔牛群体中对CACNA2D1基因的遗传变异进行了研究。结果显示,在中国西门塔尔牛CACNA2D1基因上总计发现12个有效SNP位点,其中4个位点Ho、He和PIC值较低属于中低度多态,8个位点属于高度多态。卡方适合性检验表明,10个位点处于HarDY-Weinberg平衡状态(P>0.05)。各位点遗传变异与屠宰性状进行关联分析显示,位点1不同基因型个体在肉色性状方面差异显著(P<0.05),位点2不同基因型个体在大腿肉厚方面差异显著(P<0.05),位点3不同基因型个体在胴体重、屠宰率、眼肌面积和大腿肉厚几个重要屠宰性状差异显著(P<0.05),在肉色性状达到了差异极显著(P<0.01)。位点3杂合子AB基因型为优势基因型,其他位点AA为优势基因型。本研究表明,CACNA2D1基因可以作为中国西门塔尔牛部分屠宰性状候选基因,尤其是位点3可以作为中国西门塔尔牛屠宰性状的重要潜在分子标记,从而为中国西门塔尔牛现代育种提供一定...     

普通菜豆根系相关性状的关联分析

幼苗期根系发育对作物的生长发育具有重要作用。利用生长袋纸培系统对324份普通菜豆种质的主根长、根干重、根体积、根表面积等9个根系相关性状进行表型鉴定,并结合覆盖全基因组、有多态性的116对SSR标记,利用MLM（Q+K）模型进行表型和标记的关联分析。表型分析表明,324份材料的9个根系相关性状表型变异丰富,平均变异系数的变动范围是10.09%~37.03%;基因型分析表明,116个多态性SSR标记共检测到919个等位变异位点,每个标记的平均基因多样性指数为0.59,多态性信息含量（PIC）平均值为0.54,显示这些标记具有较高的基因多样性;群体结构分析表明,供试材料分为两个亚群,与普通菜豆起源于两个基因库对应;关联分析结果显示,以P<0.01作为显著条件,共检测到48个显著标记位点,其中有10个位点同时与2个以上性状相关联,有5个位点与前人研究结果一致。研究结果为进一步理解普通菜豆根系的遗传机理提供了理论参考,也为分子标记辅助选择改良普通菜豆根系奠定了基础。     

IGF-1R基因SNPs检测及其与水貂生长性状的关联分析

为了研究胰岛素样生长因子1受体(IGF-1R)基因外显子2和外显子11的单核苷酸多态性,分析该基因变异与水貂生长性状的关联性,以红眼白水貂、金州黑水貂和咖啡水貂共计235个样本的血液基因组DNA为模板,采用PCR产物克隆和Sanger测序技术,筛查IGF-1R基因SNP位点,将差异位点与不同种群的水貂生长性状进行关联分析。结果表明,红眼白、金州黑水貂的外显子2和外显子11上检测到2个SNPs:c. 207G A和c. 1782G A;咖啡水貂在外显子2上检测到2个SNPs:c. 207G A和c. 218T A,在外显子11检测到1个SNPs:c. 1782G A。c. 207G A和c. 1782G A都属于无义突变。c. 218T A位点属于有义突变,氨基酸发生改变,脯氨酸变为精氨酸。关联分析表明:c. 207G A与金州黑水貂和咖啡水貂体长性状显著相关(P 0. 05),其中GG基因型个体为水貂体长的优势基因型; c. 1782G A与咖啡水貂的体长和体质量显著相关(P 0. 05),且与咖啡水貂的体质量呈现极显著差异(P 0. 01),GA基因型作为咖啡水貂的优势基因型,其杂合GA基因型个体的体长、体质量都显著高于纯合GG基因型和纯合AA基因型个体。合并基因型进行关联分析发现:金州黑水貂合并基因型GGGA个体和GGAA个体的体长与GAGA个体体长差异极显著(P 0. 01),基因型GGGA个体和GGAA个体的体长高于GAGA个体体长;金州黑水貂合并基因型GGGA个体体质量与GAGA个体差异显著(P 0. 05),GGGA个体体质量高于GAGA基因型个体。试验可推断得出c. 207G A位点GG基因型是水貂体长的优势基因型;合并基因型GGGA和GGAA可能是影响金州黑水貂体长体质量的有利基因型,认为IGF-1R基因可能是影响水貂生长性状的候选基因。     

CALCA 基因遗传变异及其与肉质性状关联分析

旨在分析早胜牛及其杂交牛CALCA基因第4外显子的多态性及其与肉质性状的相关性,发现与肉质性状相关的分子标记,为加快肉牛选育进程提供参考。利用PCR-SSCP 技术对早胜牛、南杂牛、秦杂牛和西杂牛共362个个体的CALCA基因第4外显子进行了遗传变异检测,并运用SPSS 17．0软件对早胜牛（平凉类群）遗传变异与经济性状关联性进行了分析。结果表明,CALCA基因第4外显子存在2个突变位点T3237 A和G3289 A,并检测到AA和AB 2种基因型。相关性分析表明,CALCA基因突变位点与剪切力、眼肌面积、热胴体重和熟肉率显著相关（P＜0．05）,AA基因型个体剪切力、热胴体重和熟肉率显著高于AB基因型个体（ P＜0．05）,而AB基因型个体眼肌面积显著高于AA基因型个体（P＜0．05）,其他性状在各基因型间差异不显著。因此,初步推测CALCA 基因的突变位点可以作为评定早胜牛肉质性状的遗传标记。     

中国西门塔尔牛SCD1基因多态性与肉质性状的相关分析

利用Illumina HD SNP技术对484头中国西门塔尔牛SCD1基因的遗传变异及其与部分肉质性状的相关性进行了分析.结果表明,该群体中存在7个SCD1基因的SNP位点.SCD1基因第4内含子存在A8605G、A9229G与A10050C 3个SNP位点;第5内含子存在1个SNP位点A12304G;3' UTR区存在A13655G、C14790T与A15565G 3个位点.A8605G位点的B等位基因为优势等位基因,频率为0.748,其他位点等位基因频率在0.4 ～0.6之间.x2检验结果显示,SCD1基因的所有SNPs均处于哈代-温伯格平衡状态(P＞0.05).SCD1基因的7个SNPs位点全部为中度多态,杂合度和有效等位基因数均较高.SCD1基因SNP多态性与肉质性状的关联分析表明,SCD1基因对肌内脂肪含量、剪切力、大理石花纹等级和脂肪颜色有一定的影响,可以作为改善牛肉质量进行标记辅助选择的重要候选基因.     

大豆叶型性状全基因组关联分析与候选基因鉴定

大豆叶片的形状和垂直分布影响群体冠层结构和光合效率并最终影响大豆的产量。植物叶片大小、形态因着生位置不同而产生差异的现象称为异形叶,虽然异形叶现象在被子植物中广泛存在,但目前关于大豆叶片发育过程中异形叶的调控的研究还很有限。本研究通过对283份大豆种质资源的叶长、叶宽、叶形指数和异形叶指数等叶型相关的性状在江苏南京进行连续2年的考察,利用全基因组关联分析检测到181个叶型性状相关位点,其中能够在2个环境或多个性状中重复检测到的位点18个。利用检测到的与叶型相关的SNP位点,结合基因的表达谱数据、拟南芥中同源基因的功能,鉴定与大豆叶片发育和异形叶形成相关的候选基因。其中在20号染色体的相关位点Chr20:36152820上游发现已知的大豆叶形调控基因Ln (Glyma.20G116200)。此外,在19号染色体的相关位点Chr19:45155943附近鉴定到2个候选基因Glyma.19G192700、Glyma.19G194100,分别被注释为Growth-regulating factor 4 (GRF4)和LITTLE ZIPPER 3 (ZPR3)基因的同源基因,为阐明大豆异形叶等...     

谷子SiCCT基因的表达及其与主要农艺性状的关联分析

为了揭示SiCCT基因可能的功能效应,并进一步研究该基因在光温互作调控谷子开花过程中所起的作用。以光周期敏感谷子品种黄毛谷为材料,利用荧光定量PCR技术分析了SiCCT基因在长日照高温(LD,27℃)、长日照低温(LD,22℃)、短日照高温(SD,27℃)、短日照低温(SD,22℃)4个光温组合条件下的昼夜表达规律,并在连续2 a调查10个主要农艺性状的基础上,开展了基于候选基因的关联分析。结果表明,光照期SiCCT基因表达不受温度影响,长日照条件表达水平整体高于短日照,而黑暗期表达受温度影响,特别是短日照条件下SiCCT基因在低温环境的表达水平明显高于高温环境。基于候选基因关联分析发现,SiCCT基因中共检测到11个多态性位点与8个主要农艺性状显著关联(P0.05),其中SNP-10在河南洛阳、吉林吉林与抽穗期、叶片数和穗粒质量显著关联;SNP-100和SNP-104在河南洛阳同时都关联到株高、叶片数和穗长3个性状;SNP-51连续2 a在海南乐东、河南洛阳、吉林吉林都检测到,但关联到的性状不同,在海南乐东与穗粗关联,在河南洛阳与穗码数关联,在吉林吉林与叶片数关联。SiCCT基因表达受光周期调控,温度也影响其在短日照条件黑暗期的表达;SiCCT基因具有多效性,但其作用受光周期环境影响。     

玉米雌穗产量相关性状全基因组关联分析与候选基因鉴定

玉米雌穗产量相关性状直接影响玉米最终产量,解析其遗传机制可为玉米高产提供有益指导。本研究以733份玉米自交系作为关联群体,在2个环境下随机区组种植,调查穗行数(KRN)、穗长(EL)和穗粗(ED) 3个产量相关性状,利用MaizeSNP3072芯片对其进行基因分型,采用FarmCPU模型进行全基因组关联分析,分别鉴定出16、13和24个与3个性状显著关联的单核苷酸多态性位点(SNP),对表型变异的解释率分别为0.01%～7.08%、0.01%～5.34%和0.07%～4.34%。其中,分别有6、2和5个与3个性状存在显著关联的高可信度(highconfidence,HC)SNP,而且有2个HC-SNP同时与KRN和ED显著相关, 1个KRN HC-SNP和3个ED HC-SNP为本研究首次报道。在所鉴定HC-SNP上下游200 kb范围内筛选出33个重要候选基因,其中9号染色体SNP标记PZE-109003046所在基因PIN1a为控制生长素极性运输从而调控雌穗性状的已知基因。另一些候选基因编码不同转录因子,以及参与生长素、赤霉素和乙烯等激素介导的信号转导、DNA甲基化和蛋白磷酸化等翻...     

基于侯选基因标记的四倍体马铃薯休眠QTL关联分析

休眠期是马铃薯(SolanumtuberosumL.)重要的块茎性状之一,寻找调控马铃薯块茎休眠的关键基因,揭示其分子机制以选育具有适宜休眠期长度的马铃薯品种,对于解决当前马铃薯产业中过长或过短休眠期带来的经济损失和食品安全隐患等问题十分关键。前期研究在二倍体马铃薯连锁群体中定位了6个加性休眠QTL,本研究拟在四倍体马铃薯育种材料中验证这些休眠QTL。基于休眠QTL连锁的候选基因标记,采用混合线性模型(MLM),模型中考虑群体结构和亲缘关系(Q+K),在四倍体马铃薯自然群体St-hzau中对马铃薯块茎休眠期进行了关联分析。5号染色体上休眠QTL DorB5.3连锁的候选基因标记S199₃00和GWD (根据葡聚糖水双激酶α-glucan water dikinase基因设计)与马铃薯块茎休眠期具有显著的关联(P<0.05),分别解释了休眠期表型变异的7.8%和3.2%,分别能增加休眠期7.1 d和4.5 d,即在二倍体马铃薯连锁群体中定位的稳定主效休眠QTL DorB5.3在四倍体马铃薯关联群体St-hzau中也表现显著, DorB5.3的稳定性在关联分析结...     

马铃薯资源晚疫病抗性的全基因组关联分析

广谱抗性基因的挖掘是马铃薯高抗晚疫病品种选育的基础。本研究以288份国际马铃薯中心筛选的晚疫病抗性群体为试验材料,经过连续2年田间调查,计算AUDPC和sAUDPC值,评估群体晚疫病抗性;利用SLAF-seq方法进行群体简化基因组测序,通过对晚疫病抗性表型数据的全基因组关联分析,挖掘晚疫病抗性相关的遗传位点和候选基因,为晚疫病抗性品种选育和抗病机理研究提供一定的理论和材料基础。结果表明,晚疫病抗性在288份材料间存在着广泛的遗传差异;基于5种分析模型,共鉴定到82个与晚疫病抗性显著关联的位点;在关联区间关联到54个已知或可能与晚疫病抗性相关的基因。其中,23个基因为抗性基因,包括晚疫病抗性基因R1同源基因、Sw-5同源基因(R8)和Rpi-vnt1以及编码多效性耐药蛋白基因;5个基因编码MAPK蛋白和WRKY转录因子;1个基因参与茉莉酸途径;3个基因与水杨酸途径相关;6个基因是病程相关的基因;3个基因参与苯基丙酸类合成途径;其他与晚疫病抗性相关的基因,如HMGR基因(2个)、细胞色素P450(21个)。     

Identification of QTLs for growth period traits in soybean using association analysis and linkage mapping

The growth period traits of soybean (Glycine max L. Merr.) are quantitatively inherited and crucial for its adaptation to different environments. Association analysis and linkage mapping were used to identify the quantitative trait loci (QTLs) for days to flowering (DF), days from flowering to maturity (DFM) and days to maturity (DM). Considering the effect of sowing date, the phenotypes were evaluated in three or four sowing‐date‐experiments in each year. A total of 96 associations, involving 19 SSRs corresponding to DF, DFM and/or DM, were identified by association mapping. Six, eight and two QTLs were observed relating to DF, DFM and DM by linkage mapping, respectively, and some QTLs were shared by DF, DFM and DM. Four SSRs (Satt150, Satt489, Satt172 and Sat_312) were found to be related to the growth period traits using the two mapping methods. In summary, association analysis and linkage mapping can complement and verify results from both methods to identify QTLs in soybean, and these findings may be useful in facilitating the selection of growth period–related traits via marker‐assisted selection.     

甘薯细胞壁蔗糖转化酶基因IbCWIN家族成员鉴定及表达分析

甘薯是重要的粮食、饲料、工业原料作物和新型的生物能源作物,细胞壁蔗糖转化酶是植物源、库组织蔗糖代谢的关键酶,但关于甘薯细胞壁蔗糖转化酶基因IbCWIN家族成员的研究尚未见报道。本研究测定供试品种不同组织部位的蔗糖淀粉含量,利用生物信息学方法对IbCWIN基因家族的理化性质、保守结构域、系统进化关系、启动子作用元件、组织特异性表达模式进行分析。结果表明,甘薯茎中蔗糖含量最高,须根和叶次之,块根最低;块根淀粉含量最高,极显著高于其他部位。甘薯中含有10个IbCWIN基因,编码氨基酸442～1115个,蛋白质分子量范围49.56～124.44kD,等电点为5.0～9.1。分布在8条染色体上,都含有Glyco₃2保守结构域及相同或相似的保守基序motif,属于糖基水解酶基因家族GH32。IbCWIN与木薯MeCWINV同源性高, IbCWIN基因家族启动子区域含有多种类型的顺式作用元件。qRT-PCR结果表明,IbCWIN基因家族在甘薯不同组织中均有表达且有多种表达模式,其中IbCWIN2和IbCWIN9在块根中表达量显著高于其他组织部位。本研究为下一步探索甘薯IbCWI...     

不同基因型甘薯品种产量与地上部农艺性状及主要气象因子关联度分析

研究了北方甘薯主产区泰安市栽培的不同基因型的主要甘薯品种鲜薯、薯干产量与13个地上部主要农艺性状及生长期间主要气象因子间关联度。根据关联度的大小研究得出各个影响因子的关联序,影响鲜薯产量因子的关联序为：分枝叶柄鲜重>分枝叶片数>地上部总鲜重>分枝鲜重>分枝条数>分枝叶片鲜重>主茎叶柄鲜重>主茎长度>分枝长度>主茎粗度>主茎叶片数>主茎叶片鲜重>主茎鲜重;影响薯干产量因子的关联序为：分枝叶片鲜重>分枝长度>分枝叶柄鲜重>分枝条数>分枝叶片数>主茎鲜重>主茎长度>分枝叶片鲜重>分枝鲜重>主茎粗度>主茎叶片数>地上部总鲜重>主茎叶柄鲜重;气象因子对鲜薯产量影响的关联序依次为：最高气温>相对湿度>最低气温>平均气温>14时湿度>10cm低温>5cm低温>0cm低温>日照时数>降水量;对薯干产量影响关联序依次为平均气温>最高气温>最低气温>5cm低温>10cm低温>14时湿度>0cm低温>日照时数>相对湿度>降水量。     

马铃薯StIgt基因家族的鉴定及其对干旱胁迫的响应分析

干旱胁迫是影响马铃薯产量和品质的主要非生物胁迫因素之一。马铃薯在抵御干旱胁迫的过程中,根系的生长发育和构型分布发挥着重要作用。Igt基因家族是普遍存在于植物中的一类功能基因,在调控植物根系构型和提高植株抗逆性等方面效果显著。本研究以马铃薯双单倍体‘DM-v4.03’高质量基因组为参考,在全基因组范围内分析鉴定了StIgt基因家族的成员,并采用多种生物信息学软件对其进行了系统进化树构建、染色体定位、保守蛋白结构域、基因结构和顺式元件预测。同时,利用本课题组前期对马铃薯四倍体品系在不同干旱条件下的转录组测序结果,分析了StIgts响应干旱胁迫的表达谱。结果表明,在马铃薯中共鉴定获得10个StIgt家族成员,其中StIgt1由本课题组前期克隆获得。除StIgt1位置信息不明外,其余基因不均匀地分布在1、2、5、7、10和11号染色体上。StIgt家族蛋白长度为110~283个氨基酸,分子量介于13.136~32.542 kD之间,预测等电点为3.82~9.86。系统进化树分析发现,该基因家族可分为3个亚族,亚族间的基因结构、蛋白保守域和顺式作用元件差别明显。干旱胁迫下的表达谱分析表明,StIgt6、StIgt7、StIgt9和StIgt10响应早期干旱胁迫,在干旱2 h时即迅速上调表达。这些结果为阐明StIgt基因家族的进化关系和进一步研究其成员的功能特性提供了理论基础。     

糖皮质激素受体（GR）基因内含子7长度多态性与猪脂肪性状相关研究

应用特异PCR技术检测了猪糖皮质激素受体（GR）基因内含子7长度多态性,并分析其与脂肪性状的相关性。结果表明：凉伞猪、龙潭猪群体中GR基因内含子7长度多态性发现有A和B两个等位基因存在,该两种等位基因A/B频率在两个群体中分别为0.2286/0.7714和0.2008/0.7992。B等位基因是群体中的优势等位基因,该基因座在两群体中处于Hardy-Weinberg平衡状态。建立混合模型方程组分析该长度多态对猪脂肪性状的效应,结果显示,猪GR基因内含子7长度多态的不同基因型与肌内脂肪、肩部膘厚、腰部膘厚、6～7肋膘厚、板油质量等性状显著相关（P<0.05）。表明猪GR基因内含子7长度多态对猪脂肪沉积有一定的影响。     

Importance of individual root traits to understand crop root system in agronomic and environmental contexts

Resource acquisition, one of the major functions of roots, can contribute to crop growth and mitigating environmental impacts. The spatio-temporal distribution of roots in the soil in relation to the dynamics of the soil resources is critical in resource acquisition. Root distribution is determined by root system development. The root system consists of many individual roots of different types and ages. Each individual root has specific development, resource acquisition, and transport traits, which change with root growth. The integration of individual root traits in the root system could exhibit crop performance in the various environments via root distribution in the soil. However, the relationship between individual root traits and the pattern of root distribution is complicated. To understand this complicated relationship, we need to evaluate enormous numbers of individual root traits and understand the relationship between individual root development and root distribution as well as the integrated functions of individual root traits along with dynamics of resources in the soil.