花生荚果与种子相关性状QTL定位及与环境互作分析

花生荚果、种子性状与产量紧密相关,是重要的农艺性状。为挖掘与荚果、种子性状紧密连锁的分子标记,本研究以大果品种冀花5号和小果美国资源M130组配衍生的315个家系RIL8群体为材料,利用SSR、AhTE、SRAP和TRAP等标记构建了一张包含363个多态性位点的遗传连锁图谱。该图谱共包含21个连锁群,总长为1360.38 cM,标记间平均距离为3.75 cM。利用完备区间作图法对2017—2018年5个环境的荚果、种子相关性状进行数量性状基因座(quantitativetraitlocus,QTL)分析,共鉴定到97个与荚果、种子性状相关的QTL,可解释的表型变异为2.36%～12.15%,分布在A02、A05、A08、A09、B02、B03、B04、B08和B09等9条染色体上。其中, 9个与荚果长相关, 13个与荚果宽相关, 14个与荚果厚相关, 11个与种子长相关, 14个与种子宽相关, 13个与种子厚相关, 13个与百果重相关, 10个与百仁重相关; 4个主效QTL分别为qPWA08.1、qPTA08.3、qPTA08.4和qSWB08.5,可解释的表型变异分别为10.02%、11.06%、12.15%和11.97%;45个稳定表达的QTL在3个以上环境可被重复检测;连锁群A02、A08、B02、B04和B08上存在QTL聚集区。另外,检测到15对上位性QTL,可解释的表型变异为10.23%～51.84%。研究结果将为花生荚果、种子性状的分子标记辅助育种提供重要的理论依据。     

花生出仁率和株高的QTL定位分析

花生出仁率、株高等性状都对产量有重要影响, 鉴定出仁率和株高相关的主效QTL, 分析QTL的加性、上位性及其与环境的互作效应以及出仁率与株高之间的遗传关系, 有助于加快花生分子育种研究进程。本研究以远杂9102×徐州68-4构建的RIL群体为材料, 在4个环境中调查出仁率和株高等表型性状, 相关性分析结果表明, 4个环境中, 出仁率与株高均存在极显著负相关。利用前期构建的高密度遗传图谱, 通过QTLNetwork 2.0软件对出仁率和株高进行QTL定位分析, 检测到13个具加性效应的出仁率QTL, 8个具加性效应的株高QTL, 其中, 2个与出仁率相关的主效QTL (qSPA05.2和qSPA09.1)和1个与株高相关的主效QTL (qPHA09.1)至少能在3个环境下被重复检测到。还检测到11对上位性QTL, 包括出仁率6对和株高5对, 与环境之间均存在互作效应。比较QTL在连锁群上的位置发现, 在A09染色体Ad91I24-AGGS2492区间同时检测到稳定的出仁率主效QTL (qSPA09.1)和株高主效QTL (qPHA09.1)。通过条件QTL排除该位点株高的效应后, 出仁率加性效应贡献率从14.37%下降到5.50%, 表明qSPA09.1和qPHA09.1为同一位点, 同时控制株高和出仁率。     

水稻黑条矮缩病抗性QTL分析

利用珍汕97B/明恢63的重组自交系群体,采用自然发病鉴定的方法,以穴发病率为表型值,对各株系进行黑条矮缩病抗性鉴定。群体的穴发病率偏向于抗病亲本,且呈连续性分布,表明水稻黑条矮缩病抗性受数量性状基因控制。利用WinQTLcart 2.5软件对黑条矮缩病抗性QTL进行分析,共检测到6个QTL,其中第6、11染色体上各有2个,第7、9染色体各有1个。第6、7、9染色体上的4个QTL在两个地点都能检测到,是稳定表达的QTL,尤其是第6染色体上的2个QTL,LOD值分别为12.09和9.77,贡献率分别为20.20%和18.68%,是主效QTL,能在分子标记辅助选择育种中加以利用。     

基于F2和RIL群体鉴定棉花抗黄萎病主效QTL

【目的】通过对棉花抗黄萎病性状进行数量性状位点(quantitative trait locus,QTL)定位，鉴定可以应用于育种实践的能稳定检测到的主效QTL，为棉花抗黄萎病遗传改良奠定分子基础。【方法】以抗黄萎病品种中植棉2号和感黄萎病品种冀棉11号为亲本杂交的F₂群体和重组自交系(recombinant inbred lines,RIL)群体作为作图群体，在对2个群体进行多环境黄萎病抗性鉴定和简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)分子标记检测的基础上进行遗传连锁图谱构建，利用完备区间作图法进行QTL定位，并对获得的主效QTL置信区间进行候选基因挖掘。【结果】在F_2:3家系和RIL群体中共检测到7个抗黄萎病QTL，能够在多个环境条件下重复检测到的QTL有4个，包括q VW-D05-1、qVW-D05-2、q VW-D05-4和qVW-D05-5。共线性分析表明上述4个QTL集中分布于D05染色体上2 293 776～3 205 058 bp和62 407 897～62 582 344 bp 2个区域。4个抗性...     

利用RIL群体创造抗黄曲霉兼抗青枯病的高油花生新种质

协同提高抗青枯病花生品种的黄曲霉抗性及含油量是我国花生育种的重要目标之一。利用远杂9102×中花5号杂交后代衍生的重组近交系群体(RIL),通过黄曲霉抗性、青枯病抗性鉴定及含油量测试,表明黄曲霉抗性受2对连锁并具累加作用主基因+加性多基因控制,含油量受2对具抑制作用主基因+加性多基因控制,RIL群体的黄曲霉抗性和含油量变异远远超过双亲的差异,表明它们均具有通过互补产生超亲性状的潜力。获得了抗黄曲霉或抗青枯病的高油后代家系18份,其中抗黄曲霉兼抗青枯病高油新种质1份(J091)。农艺性状和SSR分析结果表明,18份后代材料具丰富的遗传多样性,农艺性状优良,具有重要育种价值。     

花生籽仁大小相关性状QTL定位

花生籽仁大小相关性状是决定花生产量的直接因素。为发掘与花生籽仁大小相关的QTL,本研究以中花16×J11构建的RIL群体为材料,得到了一张包含289个SSR标记、21个连锁群、覆盖长度为947.3cM的遗传连锁图谱。连续2年对籽仁大小相关性状鉴定表明,各性状在群体中变异广泛,呈典型正态分布,且大部分性状间显著相关。结合本研究构建的遗传图谱,利用WinCart2.5进行QTL定位分析,2年共检测到66个QTL,贡献率为3.23%~33.01%。与籽仁长(SL)、籽仁宽(SW)、籽仁长宽比(LWR)和百仁重(HSW)相关的QTL分别有18、16、18和14个。在这些QTL中,A05染色体上的区间A05A1500?A05A1530同时存在控制籽仁长(qSLA05.1和qSLA05.2)和百仁重的相关的QTL(qHSWA05.1);B06染色体上的区间A06B135?A06B113同时存在控制籽仁宽(qSWB06.2和qSWB06.4)和百仁重相关的QTL(qHSWB06.4),这些稳定存在的主效QTL将为花生产量相关性状的精细定位和分子育种奠定基础。     

花生出仁率QTL分析及其与荚果大小的相关性

花生是重要的油料作物,成熟花生的出仁率不仅与花生的产油量相关,还与果壳厚度及脱壳难易程度相关,是花生遗传改良的重要性状。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,2013—2014年连续2年考察出仁率和荚果表型,发现有29份材料的出仁率稳定高于高值亲本远杂9102。出仁率与荚果长、荚果宽、荚果厚和百果重之间呈显著或极显著负相关。利用已构建的包含365个标记22个连锁群的遗传连锁图,采用Win QTLcart 2.5软件的复合区间作图法对出仁率进行QTL定位和效应估计,2年共检测到22个出仁率QTL,表型贡献率为2.75%~13.49%,其中2年重复检测到的区间有5个(AHGS0344–AGGS2438、AGGS0957–AHGA7048、AGGS0058–AHGA72558、AHTE0446–AHGA363492和AGGS0311–AGGS2287),分布在连锁群LG02、LG03和LG10上,表型贡献率为3.61%~13.49%。结合前期对该群体荚果大小QTL定位分析结果,有4个与出仁率相关的区间同时存在荚果大小QTL,其遗传效应均相反。在2年能检测到的出仁率QTL中,LG02上的区间AHGS0344–AGGS2438有与荚果长相关的QTL。在1年能检测到的出仁率QTL中,LG13上的区间AHTE0470–AGGS1233有与荚果长、百果重相关的QTL,LG06上的区间AGGS1363–AHGA24894有与荚果长相关的QTL,LG18上的区间AHTE0381–AGGS0100有与荚果宽、荚果厚相关的QTL。     

基于高密度遗传图谱的玉米籽粒性状QTL定位

籽粒大小及百粒重是决定玉米产量的重要因素。为解析籽粒性状遗传基础,本研究以玉米自交系黄早四(HZS)和Mo17为亲本,构建包含130个重组自交系(recombination inbred line,RIL)的RIL群体。基于GBS(genotypingby-sequencing)技术获得的高密度多态性SNP(single nucleotide polymorphism)位点,构建了包含1262个Bin标记的高密度遗传图谱。采用完备区间作图法,对5个环境条件下的粒长、粒宽、百粒重、粒长/粒宽4个性状分别进行QTL(quantitative trait locus)定位,共检测到30个QTL。利用5个环境性状均值,共检测到11个QTL。其中粒长主效QTL qklen1、粒长/粒宽主效QTL qklw1在3个单环境条件下均被检测到,且定位在第1染色体相邻区域,物理位置分别为210~212 Mb、207~208 Mb,表型贡献率分别为22.60%和26.79%,被认为是控制玉米籽粒形状的主效位点。针对第1染色体207~212 Mb区间,采用成组法t检验,对黄早四(受体)和Mo17(供体)构建的BC3F1回交群体进行单标记分析。结果表明,在BC3F1群体中qklen1和qklw1同样具有显著的遗传效应。本研究结果不仅为分子标记辅助选择籽粒性状提供了实用标记,而且为主效基因的进一步精细定位和候选基因挖掘奠定了基础。     

水稻黑条矮缩病抗性QTL定位

发掘水稻黑条矮缩病的抗性基因有助于抗病品种的选育,减少黑条矮缩病对水稻生产的危害。本研究构建了包含222个家系的L5494/IR36重组自交系群体。对该群体进行黑条矮缩病的田间诱发鉴定,抗性亲本IR36发病率为28.70%,感病亲本L5494发病率为84.26%,群体发病率范围为11.21%～89.81%。利用134对分子标记构建覆盖12条染色体的遗传连锁图谱,总遗传距离为1475.97 cM,平均标记间距为11.1 cM。利用QTL IciMapping 4.0对抗黑条矮缩病QTL进行分析,共检测到4个QTL,其中第1、第2、第9染色体上QTL的表型贡献率分别为12.64%、16.00%和8.43%,抗病等位基因来自抗病亲本IR36;第6染色体上QTL的表型贡献率为10.82%,抗病等位基因来自感病亲本L5494。在此基础上,利用93-11为供体、日本晴为背景的近等基因系材料,在qRBSDV-1定位区间内检测到来自93-11的抗性QTL。本研究结果为水稻黑条矮缩病抗性基因定位及分子标记辅助选择育种提供借鉴。     

花生重组近交系群体的遗传变异与高油种质的创新

花生是世界上食用植物油脂的重要来源之一, 提高含油量是花生育种的重要目标。以不同遗传背景的亲本远杂9102与中花5号杂交构建的花生重组近交系(recombined inbreed lines, RIL)群体, 进行含油量的系统测试和DNA多样性分析。结果表明, RIL群体家系的含油量范围(50.85%~62.11%)大于两个亲本的差异, 最高含油量家系比高油亲本中花5号高5个百分点以上。通过SSR技术分析RIL群体的DNA多样性, 发现家系间存在较大的遗传变异, 杂交重组产生的超亲高油种质分布在不同类群中, 含油量高低与荚果大小和青枯病抗性无明显连锁关系。鉴定获得了3组SSR遗传距离为0、含油量和主要农艺性状相似但青枯病抗性不同的家系。农艺性状和抗病性等鉴定试验筛选出了3份含油量高、农艺性状优良、高抗青枯病的新种质并已进入品种比较试验。     

栽培种花生荚果大小相关性状QTL定位

以远杂9102为母本,徐州68-4为父本杂交衍生的F5和F6共188个家系,构建了一张包含365个标记,总长度713.07 c M,标记间平均距离1.96 c M的栽培种花生遗传图谱。图谱包含22个连锁群,各连锁群平均长度12.37~81.39 c M,连锁群上标记数量3~46个。结合2013和2014年采集的荚果表型数据,采用Win QTLcart 2.5软件的复合区间作图法(composite interval mapping,CIM)进行QTL定位和效应估计。2个环境下共检测到41个QTL,其中与荚果长、宽、厚和百果重相关的QTL分别为13、7、13和8个,表型变异解释率为3.14%~18.27%。有6个QTL在2种环境下被重复检测到,其中百果重相关的2个(q HPWLG13.1、q HPWLG14.1),分布在LG13和LG14连锁群,遗传贡献率为6.95%~14.60%;与荚果长相关的3个(q LPLG2.2、q LPLG13.1、q LPLG14.1),分布在LG2、LG13和LG14连锁群,遗传贡献率为3.14%~18.27%;与荚果厚相关的1个(q TPLG3.4),分布在LG3连锁群,遗传贡献率为8.24%~9.24%。本研究涉及性状存在9个QTL热点区,每个热点区涉及2~3个性状,表型贡献率为3.57%~18.27%。     

Simple sequence repeat markers linked to a major QTL controlling pod shattering in soybean

Shattering of soybean pods prior to harvest leads to a reduction in yield. In order to identify simple sequence repeat (SSR) markers linked to quantitative trait loci (QTLs) conditioning pod shattering, QTL analysis was conducted using an recombinant inbred line (RIL) population segregating for this trait. The degrees of pod‐shattering resistance were evaluated by heat treatment applied to pods harvested from plants in the field and in a growth chamber. Composite interval mapping identified one major QTL between SSR markers Sat_093 and Sat_366 on linkage group J for both environments. The position and the effect of this QTL were confirmed in an F₂ population derived from a cross between the pod shattering‐susceptible parental cultivar and a pod shattering‐resistant RIL. The SSR markers linked to the major QTL will be useful for marker‐assisted selection in soybean‐breeding programmes.     

花生单株生产力与主要农艺性状间的相关性研究

为了解各主要农艺性状对花生单株生产力影响的主次关系,利用来源于5个国家的126份花生栽培种资源为试验材料,通过表型相关性分析和灰色关联度分析相结合的方法,探讨了12个农艺性状与单株生产力之间的密切程度。结果表明：单株总果数和单株饱果数对花生单株生产力的影响最大,其次为结果枝数和百仁重;而主茎高、侧枝长、出仁率和公斤果数对其影响较小。单株总果数、单株饱果数、结果枝数与单株生产力的表型、遗传型和环境相关系数大小基本一致,而出仁率与单株生产力之间的环境相关系数为0.185,显著小于表型(0.521)和遗传型(0.650)相关系数;且从单个性状的广义遗传率来看,单株总果数、单株饱果数和结果枝数的广义遗传率均小于50%,百仁重的广义遗传率为88.8%。综上所述,在选育高产花生新品种的过程中,首先应注重大籽品系的选育,其次考虑单株果数和结果枝数多的品系。且通过单株果数和结果枝数性状来选育高产花生新品种时,需考虑环境因素对产量的影响。     

新疆塔里木盆地东南缘花生主要农艺性状的分析与综合评价

本研究旨在筛选出新疆塔里木盆地东南缘花生引种中对产量贡献率较大的影响因子,为该地区花生引种和育种提供依据。以新疆塔里木盆地东南缘引进的20个国内主栽花生品种为材料,采用DPS对产量与农艺性状进行灰色关联度分析和聚类分析。9个农艺性状与产量的灰色关联度大小排序为分枝长>百果重>百仁重>饱果率>主茎高>出仁率>总分枝数>结果枝数>单株总果数,其中分枝长、百果重、百仁重、饱果率、主茎高等与产量的关联度高,说明在品种筛选上应注重分枝长和百果重等指标的选择;聚类分析可将20个引进花生品种分为3类,其中第Ⅲ类具有主茎高、分支长、果大、仁大、产量好等优良的农艺性状,适合在新疆塔里木盆地东南缘种植,也进一步印证了花生籽粒大小与产量相关性。     

高产棉花品种泗棉3号产量及其构成因素的QTL标记和定位

利用我国长江流域大面积种植的高衣分、高产品种泗棉3号和西班牙陆地棉栽培品种Carmen,构建RIL作图群体,在3个环境中进行产量及其构成因素的QTLs标记和定位,研究了泗棉3号高产特性的分子机理。用2 523对SSR引物,进行双亲的多态性检测,其中62对（2.46%）有多态性,它们共产生65个稳定的多态性位点。通过复合区间作图,共检测到1个单株果节数、1个铃重、2个籽指、1个衣指和1个百粒籽棉重等8个产量构成因素的QTLs。单标记分析还在多环境中检测到17个产量构成因素的QTLs。与这些QTLs紧密连锁的分子标记可以用于对产量及其构成因素的分子标记辅助选择。     

Genotype-by-environment effects on the performance of recombinant inbred lines of Virginia-type peanut

Peanut (Arachis hypogaea L.) is known to be sensitive to genotype-by-environment interaction (GEI) effects. While previous studies have reported strong GEI effects on peanut yield, most of those studies involved a relatively small number of unrelated genotypes. We examined the extent of GEI effects in elite Virginia-type peanut using a large population of recombinant inbreed lines (RILs). Two-hundred-sixty-six F₇ RILs derived from different cultivars were grown in three environments. Net pod yield (NPY) was evaluated along with 11 other traits. ANOVA revealed that genotype and environment affected all of the examined traits, except for the triplet trait. The substantial influence of the environment was also demonstrated in a genetic-parameter analysis, in which the phenotypic variation coefficients were almost double those for genotypic variation. Still, relatively high heritability and genetic gain values were found for pod weight and NPY. Since NPY is the main target for selection, it was analyzed further. Path analysis showed that NPY is most directly influenced by pod weight and the shelling ratio. A significant GEI effect on NPY was identified using an AMMI model that described 42.7% of the total variation. This GEI component was subjected to a principal components analysis, which confirmed that the variability due to the different environments was greater than the variability that could be attributed to the different genotypes. Yet, several lines had stable yields across environments. These results demonstrate the importance of multi-location phenotyping for QTL analyses and crop improvement in peanut.     

Population-specific QTLs and their different epistatic interactions for pod dehiscence in soybean [<Emphasis Type="Italic">Glycine max</Emphasis> (L.) Merr.]

Pod dehiscence (PD) prior to harvest results in serious yield loss in soybean. Two linkage maps with simple sequence repeat (SSR) markers were independently constructed using recombinant inbred lines (RILs) developed from Keunolkong (pod-dehiscent) × Sinpaldalkong (pod-indehiscent) and Keunolkong × Iksan 10 (pod-indehiscent). These soybean RIL populations were used to identify quantitative trait loci (QTLs) conditioning resistance to PD. While a single major QTL on linkage group (LG) J explained 46% of phenotypic variation in PD in the Keunolkong × Sinpaldalkong population with four minor QTLs, three minor QTLs were identified in the Keunolkong × Iksan 10 population. Although these two populations share the pod dehiscent parent, no common QTL has been identified. In addition, epistatic interactions among three marker loci partially explained phenotypic variation in PD in both populations. The result of this study indicates that different breeding strategies will be required for PD depending on genetic background.     

中国花生青枯病抗性遗传改良研究进展

由Rastonia solanacearum E. F. Smith 引起的青枯病是中国及一些东南亚国家花生生产的重要限制因子。综述了近年来中国在花生青枯病的病原鉴定、抗病机理、抗性遗传规律、抗病种质鉴定发掘、抗病品种选育方面取得的研究进展及成就,并就存在的抗性品种产量较低、品质性状差、抗性鉴定费时费力、所利用抗源单一等问题进行了讨论,提出今后研究的重点在于采用多重杂交方式或借助现代生物技术引进疏枝亚种为抗源,同时要大力发掘利用野生花生抗性材料,完善分子标记辅助选择体系