新疆杂交棉超高产冠层结构特征及群体光合性能研究

在田间自然条件下,以标杂A1为研究对象,测定了超高产条件下杂交棉冠层不同层次的叶面积配置、叶倾角变化和光分布等冠层结构特性,以及不同层次叶片叶绿素SPAD值、光合速率和光合物质累积与分配等物质生产特征。结果表明,超高产条件下标杂A1叶面积指数高,冠层中部有较好的透光性,底部漏光损失较小,群体光分布较均匀。棉花初花期至盛花期,同一品种不同产量水平条件下相同部位叶片叶绿素SPAD值无明显差异,但产量水平高的棉田植株中下部叶片净光合速率较高;不同类型品种间表现为,标杂A1各层叶片叶绿素SPAD值均高于常规棉品种,但单叶净光合速率无明显优势。盛铃期至吐絮期,产量水平高的棉田叶片叶绿素SPAD值和净光合速率下降缓慢;杂交棉品种两者均高于常规棉品种。标杂A1超高产条件下植株中下部叶片对总光合的贡献高于一般高产棉花,且盛铃后期茎和铃等非叶绿色器官仍保持较高光合速率,而一般高产棉花已表现为呼吸消耗。超高产标杂A1总干物质积累高,且主要集中于中上部,叶片与籽棉干重在各层次分布比例相近,与其光分布相适应,有利于光能的有效利用。     

甜瓜遗传连锁图谱构建及果实相关性状QTL定位

试验以厚皮甜瓜品系M4-5为母本材料,薄皮甜瓜品系M1-15为父本材料,配制杂交组合获得F1、F2代,研究甜瓜果实相关性状遗传规律。对M4-5和M1-15两亲本间存在SNP突变位点序列作CAPS检测,共设计CAPS标记523对,筛选出在亲本间有多态性的CAPS标记223对,多态率43.8%。利用多态性引物标记F2代群体,构建甜瓜遗传连锁图谱,该图谱包含195个标记,12个连锁群,覆盖基因组长度1 702.55 c M,标记间平均距离8.78 c M。检测到果实相关位点共计28个,贡献率介于3.4974%~17.9684%。其中与果实形状相关位点14个,与产量相关位点9个,与可溶性固形物含量相关位点5个。     

华东葡萄遗传连锁图谱构建及灰霉病抗性QTL定位

【目的】构建华东葡萄遗传连锁图谱,并定位其抗灰霉病QTL,为华东葡萄种质资源的高效利用及其抗灰霉病基因发掘提供理论基础。【方法】以高感灰霉病的欧洲葡萄赤霞珠为母本、抗灰霉病的华东葡萄1058-2为父本,以二者杂交F₁代128株单株为群体材料,利用GBS(Genotyping-by-sequencing)简化基因组测序技术开发SNP分子标记,应用JoinMap 4.0构建遗传连锁图谱,使用MapQTL 6.0对F₁代抗灰霉病表型进行抗灰霉病QTL定位。与葡萄参考基因组PN40024进行比对分析,筛选QTL区间的抗病候选基因。【结果】2019和2020年杂交F₁代群体的灰霉病抗性多为中抗及以上。在亲本之间共鉴定到6357个SNP分子标记。挑选出在染色体上均匀分布的654个SNP分子标记用于构建华东葡萄遗传连锁图谱。该图谱包含19个连锁群,总长度为1843.67 cM,SNP分子标记间平均遗传距离为2.82 c M。根据2019和2020年的F₁群体灰霉病表型数据,连续两年在LG9连锁群上定位到1个与灰霉病抗性连锁的QTL,命名为Rbc1。该QTL与SNP分子标记np6008紧密连锁,在2019和2020年表型中可解释的变异率分别为13.1%和12.6%。参考葡萄基因组PN40024的物理图谱和基因注释信息,Rbc1位于9号染色体物理距离5969~12345 kb内,在这个QTL区间含有45个与抗病性相关的基因,编码含有LRR结构域的受体激酶和推测的抗病蛋白。【结论】葡萄灰霉病抗性是多基因控制的数量性状,抗性亲本华东葡萄1058-2中存在抗病的主效QTL。筛选出的45个与抗病性相关的基因可能参与调控葡萄灰霉病抗性,后续可作为候选基因进一步解析华东葡萄1058-2灰霉病抗性功能。     

新疆超高产棉花叶、铃空间分布及与群体光合生产的关系

【目的】研究超高产棉花冠层叶面积分布、叶倾角、主茎节间长度等指标的变化,探讨叶片空间配置对冠层结构的影响及与群体光合生产的关系,揭示超高产形成的机理。【方法】定向培育棉花超高产田,系统测定高产棉花不同生育时期叶面积指数、叶倾角、主茎节间长度等指标的空间分布,分析冠层结构变化对群体光合速率的影响及与棉铃空间分布的关系。【结果】单产皮棉4 000 kg•hm-2超高产棉花吐絮前株高72.3-87.7 cm,主茎平均节间长度为7.15-7.20 cm,中上部节间较长;盛花期至盛铃后期叶面积指数在冠层上、中、下3层的分布比例为1﹕1﹕1,上部叶片的叶倾角为48.8-53.8、中部41.0-49.3、下部30.1-40.1,叶片群体光合速率上、中、下层的分布比例为1.5﹕1.5﹕1;至吐絮期,冠层上部的叶面积指数维持在0.95-1.76,叶片群体光合速率为8.1-13.2 μmol•m-2•s-1,占叶片总群体光合速率的45.9%-59.8%;植株上、中、下部结铃数的比例为1.8﹕1.2﹕1,冠层上层铃数较多,铃库所占比例大。【结论】超高产棉花形成的生理基础在于,盛花期至盛铃后期主茎中上部节间长,叶层间隙及叶倾角大,中下部叶面积指数分布比例高,叶片群体光合速率高且在冠层垂直方向呈均匀分布;吐絮期上层叶面积指数和叶片群体光合速率下降缓慢,棉铃空间分布与叶片群体光合速率的空间分布相吻合,叶铃关系协调。     

重金属Pb与Cd对苹果幼苗叶绿素含量和光合特性的影响

[目的]为阐明Pb和Cd的生理作用提供理论依据,为果树的优质高效生产提供技术支持。[方法]以八棱海棠和平邑甜茶为试材,采用盆栽方法,研究了重金属Pb和Cd对不同苹果幼苗叶绿素含量和叶片光合特性的影响。[结果]结果表明:低浓度的Pb(<250mg/kg)和Cd(<10 mg/kg)提高八棱海棠和平邑甜茶幼苗的叶绿素总量、叶绿素a含量和叶绿素b含量;随着培养介质中Pb和Cd浓度的增加,幼苗的叶绿素总量、叶绿素a含量和叶绿素b含量显著下降,其中Pb对八棱海棠叶绿素b的影响高于对叶绿素a的影响,而Cd的作用与此相反;重金属Pb和Cd影响苹果幼苗的光合性能,随着培养介质中Pb和Cd浓度的增加,八棱海棠和平邑甜茶幼苗的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度均显著下降,细胞间CO2浓度逐渐升高;而低浓度的Cd(<20 mg/kg)提高平邑甜茶和八棱海棠幼苗的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度,但降低细胞间隙CO2浓度。[结论]Pb和Cd胁迫处理影响八棱海棠和平邑甜茶幼苗的光合作用系统。     

陆地棉抗黄萎病QTL的定位

以棉花抗黄萎病品系苏抗045和感黄萎病品系苏研116为亲本构建了一个含有237个F2单株的作图群体。利用中等致病力黄萎病菌株BP2对P1、P2、F1、F2∶3家系群体进行纸钵撕底菌液醮根鉴定黄萎病抗性,计算各世代的相对病指。用2 400对SSR引物进行筛选,获得78个SSR多态性标记位点,进一步利用Join Map作图软件,构建了一张陆陆杂种遗传连锁图,包含41个标记、15个连锁群,总长为359.90 c M,覆盖棉花总基因组约7.2%。利用复合区间作图法分析,在NAU2970~MUSS138区间内检测到1个抗黄萎病QTL,可解释的表型变异为9.69%。     

番茄AFLP遗传连锁图谱的构建及耐冷性状的QTL定位

[目的]构建冷敏感和抗冷番茄的F2代分离群体,对番茄耐冷抗性基因进行QTL定位.[方法]通过将番茄耐冷品种O-33-1与冷敏感品种耐运2000杂交,得到的F1代番茄自交获得用于构建图谱的F2分离群体.测定O-33-1、耐运2000以及F2代番茄分离群体的生理指标,确定其抗寒性;利用AFLP技术构建连锁遗传图谱,对番茄耐冷性基因进行QTL定位.[结果]番茄耐冷品种O-33-1的抗寒性显著高于冷敏感品种耐运2000,F2代分离群体的抗寒性高于耐运2000而低于O-33-1,介于两亲本之间.本试验构建的番茄遗传图谱共包括连锁群16个,共包含155个标记,整个图谱总的长度为686 cM,标记间平均图距为4.42 cM.平均间距最小的连锁群为16,为1.75cM.并且检测到1个抗冷性的QTL位点.[结论]通过对番茄耐冷性状QTL分析发现了1个QTL,被定位于连锁群4上11E/M619和9E/M330之间.     

团头鲂高密度遗传连锁图谱的建立及性别QTL定位

以团头鲂自交197个F1个体为作图群体,通过RAD-Seq测序挖掘SNP分子标记,构建团头鲂最新一代高质量、高密度的遗传连锁图谱,并对性别相关QTL进行定位.结果显示,该遗传连锁图谱包括10795个SNP标记,24个连锁群,图谱全长为2578.54 cM,平均标记间隔为0.24 cM.使用MapQTL6.0软件的多QT...     

~(60)Co-γ射线对红小豆苗期叶绿素含量和光合特性的影响

用不同剂量的60Co-γ射线辐照京农7号和冀红4号两个品种的红小豆干种子,研究对红小豆苗期叶绿素含量和光合特性的影响。结果表明:低剂量处理能够明显提高两个红小豆品种的叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量的含量与净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度,高剂量则起到相应的抑制作用,但60Co-γ射线对京农7号的影响程度大于冀红4号,表明京农7号的辐射敏感性大。     

利用高密度 Bin 图谱定位水稻叶绿素含量 QTL

【目的】探索水稻叶绿素含量及其对氮肥响应的遗传机理,为氮高效、高光效的水稻品种培育提供新的标记区段。【方法】以珍汕 97× 明恢 63 重组自交系 RIL（F11）113 个家系为 QTL 分析的试验材料,在大田栽培条件下,以施氮量为主区、家系为裂区,设计低氮处理（不施氮肥）和正常氮处理（纯氮130、135 kg/hm2）,分别于水稻移栽后 30 d 测定 1.5 叶的 SPAD 值,于抽穗期测定剑叶的 SPAD 值。利用包含1 619 个 Bin 标记的高密度遗传图谱,使用 IciMapping V3.4 软件和完备区间作图法,定位控制水稻叶片叶绿素含量的 QTL。【结果】在两年、两个氮处理和两个发育时期共检测到 15 个调控叶片叶绿素含量的 QTL,分别分布在第 1、2、3、6、7、10、11 号染色体上。单一 QTL 贡献率为 1.21%~40.74%。通过物理位置比较,发现其中 6个 QTL 已经被克隆或与前人定位到的叶绿素含量相关位点在同一区间。其中,在第 6 染色体的 8.45~9.12 Mb 处定位到 1 个调控抽穗期剑叶叶绿素的位点,命名为 qHDCHL6-1,该位点在两年和两个氮处理下均被检测到,贡献率为 1.55%~28.01%。结合功能注释,共筛选到 4 个与叶绿素代谢密切相关的基因,分别为 LOC_Os06g15370（OsNPF3.1）、LOC_Os06g15420（OsAS2）、LOC_Os06g15620（GAST）和 LOC_Os06g15590,其中前 3 个基因已被鉴定克隆。【结论】共检测到 15 个控制水稻移栽后 30 d 和抽穗期叶片叶绿素含量的 QTL,鉴定了 1 个稳定表达的 QTL 位点 qHDCHL6-1,在该区间筛选到 4 个候选基因。     

陆地棉高密度遗传图谱的构建及产量相关性状的QTL定位

【目的】通过构建高密度SNP遗传图谱,开展棉花多群体产量相关性状的QTL定位,获得稳定性好、精确度高的QTL,为产量性状调控基因的挖掘和有效分子标记的开发提供依据。【方法】以高稳产冀丰1271为母本、优质自交系冀丰173为父本,构建包含200个单株的F₂群体,利用测序基因分型(genotyping by sequencing,GBS)技术开发群体的SNP标记并构建高密度遗传图谱,对F₂、F_2:3、F_2:4群体的衣分、子指和单铃重进行QTL定位,注释主效和稳定QTL位点内的基因并分析基因在不同组织的表达模式,筛选候选基因。【结果】通过简化基因组测序,共获得383.07 Gb数据,包括母本冀丰1271的26.93 Gb、父本冀丰173的27.30 Gb和F₂群体的328.84 Gb,Q30值分别为90.55%、89.95%和95.77%。在F₂群体中开发了1 305 642个SNP标记,其中,用于构建遗传图谱的aa?bb型SNP为410 726个。构建了一张包...     

花生分子遗传图谱构建与QTL定位研究进展

近年来,随着分子标记技术及统计分析方法的迅速发展,许多作物已构建了较为饱和的分子遗传连锁图谱,利用这些图谱已定位了很多重要性状的 QTL。综述了近年来花生分子遗传图谱构建以及重要性状的 QTL定位研究进展,包括花生野生种、栽培种、栽培野生种间分子遗传图谱的构建,以及抗病性、产量、品质、形态和生理等性状的 QTL定位,并对今后的发展方向进行了展望。     

陆地棉叶绿素质量分数QTL定位

为了在分子水平上探讨棉花叶绿素质量分数的遗传规律,利用重组近交系群体T586×渝棉1号的270个F2:7家系为材料,构建了包括604个标记和覆盖棉花基因组3 140.9 cM的重组近交系遗传连锁图谱;2007-2008年在西南大学歇马科研基地,用日本产叶绿素计(SPAD-502)测定亲本和家系的叶绿素质量分数;采用复合区间作图法(MQM),对棉花叶绿素质量分数进行数量性状位点(QTL)分析.检测到4个与叶绿素质量分数相关的QTL,分别位于第6,15,19和25染色体,其中有2个QTL在1个环境下检测到,解释表型变异的5.4%和4.6%;在2个环境下检测到2个QTL,解释表型变异的8.2%,4.8%,23.9%和14%.本研究的QTL定位将有助于叶绿素质量分数的精细定位和棉花高光效育种的分子标记辅助选择.     

海岛棉抗黄萎病性状分子标记的研究及QTL的定位

以高抗黄萎病海岛棉品种新海15号和高感陆地棉品种新彩棉1号为材料,通过对其F2分离群体和F2∶3家系进行QTL研究, 构建了一个包括11个连锁群、标记间平均间距为8.6 cM、全长547 cM的海陆种间分子标记遗传连锁图.应用WinQTLCartV2.5软件, 利用复合区间作图法(CIM)原理对相对病情指数进行了全基因组扫描和基因定位分析,检测到2个跟抗黄萎病性状紧密连锁的QTLs,都位于连锁群1上,并分别解释F2∶3群体的表型变异为46.74;和48.69;,初步认为海岛棉新海15号抗黄萎病性状由两个主效QTLs共同控制.研究所获得的这两个QTLs是主效的,且与抗黄萎病性状紧密连锁,为抗黄萎病育种奠定基础,对加速棉花育种进程具有一定意义.     

西瓜遗传图谱构建及果实相关性状QTL分析

【目的】利用CAPS及SSR标记构建西瓜遗传图谱,对西瓜果实相关性状进行QTL分析,为西瓜果实性状改良、主效基因精细定位及克隆奠定基础。【方法】授粉后40 d对母本PI186490、父本LSW-177以及两者杂交获得的F2群体的果实进行采摘,对每个果实的果形指数、中心和边缘可溶性固形物、中心和边缘果肉硬度、果皮硬度、种子长度、种子宽度、种子厚度以及种子百粒重进行调查,将所得数据用软件SPSS19进行统计分析。通过Illumina HiSeq 2000高通量测序平台对两亲本材料进行基因组重测序,每样品产出10 G数据量,覆盖西瓜基因组20×以上,所得数据以已经发布的基因组数据为参考基因组,用bwa软件进行基因组组装,组装后利用Samtools软件进行SNP发掘,利用perl语言自编脚本提取SNP位点前后1 000 bp的序列,将SNP及其侧翼序列输入软件SNP2CAPS以转化为CAPS标记。在每条染色体上平均选取20个CAPS酶切位点,利用Primer Premier 5软件在突变位点上下游100-500 bp左右设计CAPS引物,进行PCR扩增和酶切检验,酶切产物用1%琼脂糖凝胶电泳检测。SSR引物来源于前人发表文献,PCR扩增产物用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测。对所有分子数据进行卡方检验,在其中选择符合1﹕2﹕1比例的标记用于构建遗传连锁图谱。利用Mapmaker/Exp version 3.0软件构建遗传连锁图谱,用Group命令对标记进行连锁分组,标记数目少于8的连锁群用Compare命令进行排序优化,标记数多于8的连锁群用Try命令排序。绘制遗传图谱使用Map Chart 2.1软件。QTL分析运用QTL Network 2.0软件,利用置换测验做1 000次重复,临界阈值为P=0.005,采用复合区间作图法,在每条染色体上以1.0 cM步行速度在全基因组范围内扫描,分析QTL加性效应和上位效应。【结果】本遗传连锁图谱共包含16个连锁群,涉及CAPS标记87个,SSR标记9个,覆盖基因组1 484.3 cM,平均图距15.46 cM。利用QTL Network 2.0分析,检测到6个西瓜果实相关性状的8个QTL位点和1对上位效应位点,其中包括果形指数QFSI 1、中心可溶性固形物QCBR、中心果肉硬度QCFF、边缘果肉硬度QEFF、种子长度QSL各1个,种子宽度QSWD 1、QSWD 2、QSWD 3 3个;上位效应位点包括果形指数FSI 2、FSI 3。表型贡献率大于等于10%的QTL有6个,可解释11.7%-18.8%的遗传变异。【结论】以CAPS标记为主要标记构建西瓜遗传图谱,并且定位了控制西瓜果实相关性状的8个加性QTL与1对上位性QTL,可用于进一步精细定位与克隆西瓜果实优良性状基因。     

绿豆高密度分子遗传图谱的构建

【目的】在前期研究的基础上,进一步利用绿豆基因组SSR、EST-SSR、STS和普通菜豆基因组SSR等标记构建绿豆遗传连锁图谱,为绿豆重要性状相关基因的定位、克隆及分子标记辅助选育新品种等研究搭建技术平台。【方法】利用澳大利亚引进的Berken（高感豆象绿豆栽培种）× ACC41（高抗豆象绿豆野生种）及其重组自交系（recombinant inbreed line,RIL）群体,对6 686对引物进行PCR扩增及多态性筛选,包括6 100对绿豆基因组SSR、149对EST-SSR、13对STS和424对普通菜豆基因组SSR引物,将亲本间多态性引物,进一步分析重组自交系群体。结合前期研究的分子标记数据,利用Mapmarker/Exp 3.0软件构建遗传图谱,并设置LOD≥3.0,最大图距50.00 cM。用Joinmap 4.0软件进行图谱整合。【结果】用2个亲本共筛选了6 686对SSR引物,共有3 691对引物有稳定的扩增产物,得到有多态的引物有588对。其中,通过磁珠富集法开发的绿豆SSR引物6 100对,有效扩增3 459对,有效扩增率56.7%,得到多态性引物559对;通过转录组测序开发的绿豆MGCP引物149对,有效扩增126对,有效扩增率84.6%,得到多态性引物21对;通过磁珠富集法开发的菜豆SSR引物424对,有效扩增97对,有效扩增率22.9%,得到多态性引物6对;绿豆STS引物13对,有效扩增9对,有效扩增率69.2%,得到多态性引物2对。表明不同来源和种类的SSR引物在RIL群体亲本中的有效扩增率有明显差别,绿豆EST-SSR引物（84.6%）最高,绿豆STS引物（69.2%）和SSR引物（55.7%）次之,菜豆SSR引物（22.9%）最低。获得一张含有585个标记（499个SSR标记、74个RFLP标记、9个STS标记和3个RAPD标记）的绿豆遗传图谱,图谱总长732.9 cM,包括11个连锁群,每个标记间的平均距离为1.25 cM,平均长度为66.63 cM。每个连锁群长度为45.2-112.8 cM,每条染色体上面的标记数为35-92个,平均53.18个。标记位点数最多的连锁群LG1含92个标记,长度为112.8 cM;标记位点数最少的连锁群LG11仅含有35个标记,长度为48.7 cM。对图谱的585个标记位点进行χ2测验,在P＜0.05和P＜0.01条件下,分别有79个和151个标记表现为偏分离,占总标记位点数的39.3%。【结论】构建了一张目前国内外发表的标记数最多、密度最高的绿豆遗传连锁图谱。     

甘薯SRAP遗传图谱构建及淀粉含量QTL初步定位

利用甘薯高淀粉品种"BB3-26"与低淀粉品种"潮薯一号"杂交的F1代群体,随机选择46个单株构成作图群体用SRAP构建连锁图,包括40个SRAP标记,19个连锁群(母本7个连锁群,父本12个连锁群),图谱总长535.1 cM,标记间平均距离13.37 cM.通过区间作图法检测到1个淀粉含量QTL,"BB3-26"的加性效应增加淀粉含量2.12%,解释表型变异的21.3%.     

猪6号染色体部分遗传连锁图谱的构建与QTL定位

筛选了以20cM左右均匀分布于6号染色体的9个多态性微卫星位点，构建了猪6号染色体的遗传连锁图谱，并进一步进行了重要经济性状位点的定位。试验结果表明；9个微卫星位点均为中，高度多态性位点，所有位点平均杂合度为0.58171,多态信息含量为0.30898-0.74758，平均多态信息含量为0.50994，构建的资源家系遗传连锁图谱总长198.6cM，与USDA图谱位点顺序一致，图谱总长和多数区间距离长于USDA图谱，并进一步进行了猪数量性状位点定位的研究，在6号染色体发现了显著影响肌内脂肪，肌肉大理石纹等肉质性状和板油重的数量性状位点（QTL）。     

新疆陆地棉主栽品种部分产量性状QTL的标记与定位

【目的】在新疆特有的“矮密早”陆地棉栽培技术体系下,利用不同主栽品种（Gossypium hirsutum L.）组配F2组合筛选产量及其构成因素的QTL,为利用分子标记辅助选择提高新疆陆地棉育种效率提供理论依据。【方法】用新陆中10号、中棉所35号、军棉1号和新陆早7号4个品种构建了3个F2作图群体,连锁群构建及QTL定位使用MAPMAKER/EXP（Version 3.0b）、MapQTL5和WinQTLCartV2.5。【结果】3个作图群体图谱覆盖了除D4和D12外的棉花所有染色体,将筛选出皮棉产量、单铃重、衣分、籽指、结铃数等性状在位置、效应一致的QTL认为是一个QTL,共鉴定、筛选出产量构成因子QTL 11个。其中与籽指有关的QTL共3个,分别位于A1、A5和A7上;与衣分有关的QTL 3个,分别位于A7、A13和连锁群6上;与铃重有关的QTL 4个,定位在A7上有3个、D3上1个;与皮棉产量有关的QTL1个,定位在D3上。涉及到单铃重、衣分和籽指等与产量性状相关的QTL大部分都分布在A7染色体上的同一区域。【结论】产量相关性状的QTL分布在棉花染色体同一区域,并在不同群体或两年环境中稳定表达,这些QTL可能有助于今后新疆陆地棉分子标记辅助育种的提高。部分籽指QTL在染色体水平上的定位（A1和A5）与前人研究相同,其余QTL在染色体水平上的定位（A7、D3和A13）与前人研究不同。