小麦旗叶大小及穗部相关性状的QTL定位

为了发掘更多控制小麦旗叶大小及穗部相关性状的QTL,以兰考906和小偃81创制的133个F6~F7重组自交系为试验材料,在6个环境下利用SSR标记对旗叶大小及穗部相关性状进行QTL定位。结果表明,有202对SSR标记被用于构建遗传连锁图谱,图谱覆盖小麦21条染色体,全长1 678.93cM,标记间平均距离8.30cM。采用完备区间作图法共检测到30个QTL,分布在1B、2A、3D、4A、4B、4D、5D、6A、6B、6D和7D染色体上。其中,旗叶宽QTL有7个,穗长QTL有9个,小穗数QTL有5个,穗粒数QTL有5个,小穗着生密度QTL有4个,不同环境下单个QTL可解释的表型变异率为4.94%~23.14%,有14个QTL的表型贡献率大于10%,有8个QTL可在2个或2个以上环境中被检测到。其中,Qflw-4A在3个环境中被检测到,贡献率为10.13%~20.77%,是控制旗叶宽的稳定主效QTL;Qsl-4D.2在4个环境中被检测到,贡献率为12.58%~23.14%,是控制穗长的稳定主效QTL;Qker-5D在2个环境中被检测到,贡献率为11.44%~14.32%,是控制穗粒数的稳定主效QTL。这3个稳定主效QTL可作为改良叶宽和增加穗粒数的功能QTL作进一步研究。     

大穗材料高麦1号/ 密小穗F2群体穗长性状的QTL初步定

为了解小麦穗长性状的遗传特性,并将其应用于分子标记辅助育种,以大穗材料高麦1号/密小穗的292个植株的F2群体为材料,利用SSR标记对穗长进行了QTL定位分析.结果表明,选用500对SSR引物对高麦1号和密小穗两个亲本进行多态性检测,共获得180对在双亲问有多态性的引物,多态性引物检出率为36.0％.利用这180对引物进一步进行F2群体筛选,有96对引物在群体中表现出多态性,占多态性标记的53.3％.利用QTL_IciMapping软件构建出小麦染色体组的8个连锁群图谱,并将96对SSR引物定位到遗传连锁图谱上.图谱全长1 383.29 cM,标记间的平均遗传距离15.37 cM.平均每个连锁群有11.25个标记,含有标记最多的是4A和6B染色体,各有17个标记,其次是3A和7B染色体,含有9～14个标记,1B和5D染色体含有的标记最少,只有5～7个.共检测出7个与穗长相关的QTL位点,包括6个加性QTL和1个加性+显性QTL.7个QTL的加性效应值均为正值,单个QTL的贡献率为2.04％～15.26％.其中3A染色体上的QTL位点距离其最近标记只有0.58 cM,为连锁最紧密的一个位点,并且其加性效应值最大,可解释表型变异的15.26％.因此,3A染色体上存在控制穗长的主效基因.     

粳型短日不育新种质5021S育性基因的定位

粳型短日不育新种质5021S育性转换表现为"长光高温下可育,短光低温下不育"的反(向)光、温敏核不育特性。以5021S/轮回422组合F2作为遗传群体进行育性相关基因的QTL定位,利用124对SSR标记构建了1张全长1 912.3 cM、平均图距为14.98 cM的饱和分子连锁图谱。利用Windows QTL Cartographer 2.5软件检测分析,在全基因组范围内检测到4个控制育性相关性状的QTLs位点,分别位于第2,3,5,7染色体上,单个QTL可解释4.5%～32.5%表型变异,其中位于第2染色体上RM5804与RM425之间的qpms-2贡献率为32.5%,第3染色体RM130与RM3405之间的qpms-3贡献率为16.1%。表明5021S的核不育性受2对隐性主基因控制,同时受微效基因调控。     

大穗材料高麦1号/密小穗F_2群体穗长性状的QTL初步定位

为了解小麦穗长性状的遗传特性,并将其应用于分子标记辅助育种,以大穗材料高麦1号/密小穗的292个植株的F2群体为材料,利用SSR标记对穗长进行了QTL定位分析。结果表明,选用500对SSR引物对高麦1号和密小穗两个亲本进行多态性检测,共获得180对在双亲间有多态性的引物,多态性引物检出率为36.0%。利用这180对引物进一步进行F2群体筛选,有96对引物在群体中表现出多态性,占多态性标记的53.3%。利用QTL_IciMapping软件构建出小麦染色体组的8个连锁群图谱,并将96对SSR引物定位到遗传连锁图谱上。图谱全长1 383.29cM,标记间的平均遗传距离15.37cM。平均每个连锁群有11.25个标记,含有标记最多的是4A和6B染色体,各有17个标记,其次是3A和7B染色体,含有9~14个标记,1B和5D染色体含有的标记最少,只有5~7个。共检测出7个与穗长相关的QTL位点,包括6个加性QTL和1个加性+显性QTL。7个QTL的加性效应值均为正值,单个QTL的贡献率为2.04%~15.26%。其中3A染色体上的QTL位点距离其最近标记只有0.58cM,为连锁最紧密的一个位点,并且其加性效应值最大,可解释表型变异的15.26%。因此,3A染色体上存在控制穗长的主效基因。     

小麦熟期相关性状的QTL定位分析

抽穗期、始花期和开花期是衡量小麦成熟期的重要指标,对其进行QTL定位并分析其遗传效应,对小麦品种改良至关重要。为了给小麦分子标记辅助选择育种提供参考,本研究以波兰小麦和普通小麦品系中13杂交后代的F8重组自交系为作图群体,构建由A染色体组和B染色体组共14个连锁群构成的遗传连锁图谱,包含115个SSR标记位点,图谱全长822.9cM,标记间的平均遗传距离为7.16cM;利用复合区间作图法在两年的环境中检测到分别位于1A、5A、6A、7A、2B、4B、5B和6B染色体上的8个抽穗期QTL,5个始花期QTL和6个开花期QTL。表型变异解释率分别为10.12%～31.51%、11.98%～19.75%和9.64%～20.27%。无论是抽穗期、始花期或开花期,都在4B染色体上检测出了与其相关的QTL,说明4B染色体与小麦成熟期关系密切。另外,在1A染色体上检测出2个控制抽穗期的QTL,对表型变异的贡献率分别达到28.13%和31.48%,说明1A染色体控制小麦抽穗期的作用较大。本研究检测出多个成熟期相关的QTL与连锁标记间的遗传距离仅0.01cM,近乎共分离,可在育种中直接用于成熟期的分子辅助选择。     

利用重组自交系群体定位玉米生育期相关性状QTL

利用玉米自交系80007和80044为亲本,衍生包含355个家系的重组自交系(RIL)F9群体,采用SSR标记构建包括219个标记的连锁图谱,图谱总长度2 133.5 cM,标记间平均距离9.7 cM。采用完备区间作图法对控制玉米抽雄期、散粉期、吐丝期以及散粉至吐丝间隔期的4个生育期相关性状进行QTL分析。结果表明,共检测到60个QTL,其中抽雄期检测到20个QTL,吐丝期检测到15个QTL,散粉期检测到20个QTL,散粉至吐丝间隔期检测到5个QTL。共有7个QTL对表型变异的解释率超过了10%,表现为主效QTL效应,分布在第3、4和第9染色体。有11个QTL在不同环境中能重复检测出,是受环境影响较小、为较稳定的QTL。分析发现,生育期相关性状的QTL在染色体上有"成簇"分布的现象,并且贡献率较大的QTL控制着多个相关性状。结果表明,bin3.04-3.05、bin3.09、bin7.03和bin9.02-9.03是生育期相关性状QTL的密集区域,这些区域存在对生育期相关性状重要作用的位点。     

小麦分蘖数和单株穗数QTL定位及上位性分析

为了明确小麦分蘖性状和单株穗数的遗传基础,以中国春（母本）和兰考大粒（父本）杂交获得的F₂群体为作图群体,构建了含169个分子标记的遗传连锁图谱。将F_2:3家系分别种植于陕西乾县、岐山和杨凌三地,利用完备区间作图方法对小麦冬前分蘖、春季分蘖和单株穗数进行多环境联合QTL分析,共检测到21个相关的加性QTL位点。其中,6个冬前分蘖QTL位于2A、2D、5D和7A染色体上,单个QTL可解释1.38%～6.73%的表型变异;7个春季分蘖QTL位于1A、2D、4B、5D、7A和7D染色体上,单个QTL可解释1.97%～32.60%的表型变异;8个单株穗数QTL位于1A、2B、2D和4B染色体上,单个QTL可解释2.29%～41.21%的表型变异。共检测到30对加性×加性上位性QTL。其中,控制冬前分蘖的为1对,可解释21%的表型变异;控制春季分蘖的为20对,可解释0.59%～48.7%的表型变异;控制单株穗数的为9对,可解释0.08%～22.18%的表型变异。控制冬前分蘖、春季分蘖和单株穗数的加性QTL存在差异,同一QTL在不同性状中的遗传贡献率也不同;基因间上位性效应以春季分蘖最大,单株穗数次之,冬前分蘖最小,且不同性状涉及的QTL位点具有差异。小麦分蘖遗传主要受加性效应控制,本研究初步定位到的一些重要QTL可为进一步精细定位、基因挖掘和高产育种的分子标记辅助选择提供依据。     

基于温热BC1群体的农艺性状QTL定位

利用昌7-2与热带自交系CML451构建的BC₁群体开花期、株高以及产量相关性状进行QTL定位分析。通过复合区间作图方法共检测到与散粉期、抽丝期、株高、穗位高、穗长、穗粗、穗轴粗、穗行数8个性状相关联的QTL 26个。控制散粉期的qDTP5被定位于第5染色体上的umc1523-bnlg1660标记区间,其解释了16%表型变异;控制株高的qPH3被定位于第3染色体上的bnlg1798-bnlg1852标记区间,解释了19.9%表型变异;控制穗位高的qEH10-2被定位于第10染色体上的umc1911-bnlg594标记区间,解释了13.4%表型变异;控制穗长的qEL10-2被定位于第10染色体的bnlg1250-bnlg594区间,解释了13%表型变异;控制穗粗的qED5、控制穗轴粗的qCD5、控制穗行数的qER5均被定位于第5染色体上的bnlg1660-bnlg1208区间,分别解释了18.1%、11.3%与21.8%表型变异;qED7定位于第7染色体上的umc1154-umc1799区间,与穗粗相关,解释了21.9%表型变异。     

扬麦17/ 宁麦18的F2群体穗部性状QTL定位

小麦穗部性状特别是穗顶部、基部结实性对穗粒数的建成及产量具有重要影响。为给QTL精细定位、基因克隆及穗部性状分子标记的开发和辅助选择奠定基础,本研究以扬麦17与宁麦18杂交获得的310个F₂群体及其衍生的F_2:3家系为材料,构建了一个由215个SSR标记组成的全长为1 717 cM的遗传连锁图谱,共覆盖19条染色体（1D和6A未涉及）,标记间平均距离为7.99 cM,并对6个穗部性状进行QTL定位。利用复合区间作图法共检测出22个QTL,分布在1A、1B、2B、2D、3B、3D、4B、5A、5B和7A染色体上。其中,穗顶部结实粒数QTL有7个,穗基部结实粒数QTL有2个,穗长QTL有5个,总小穗数QTL有3个,不育小穗数QTL有2个,穗粒数QTL有3个,表型贡献率为2.56%～13.66%。控制穗顶部和基部结实粒数QTL的增效基因来源于宁麦18,表明该品种可作为具有高产潜力的小麦育种材料加以利用。     

小麦籽粒性状的QTL定位

为了明确小麦籽粒性状的遗传控制基础,以γ射线诱变结合花药培养创制的大粒、高蛋白小麦新种质H307及生产上主栽品种郑麦9023创建的含有310个株系的重组自交系为实验材料,利用QTL-ICIMapping V3.3软件构建了包含133对SSR标记的遗传连锁图谱,对千粒重、粒长、粒宽、籽粒面积、周长、粗蛋白和淀粉含量进行QTL分析,结果在两年环境条件下共检测到47个加性QTL和10个QTL富集区,其中6个千粒重QTL,分别位于1D、2B、3D、6D和7A染色体上,单个QTL可解释4.54%~13.14%的表型变异;31个粒形QTL,位于1B、1D、2B、3B、3D、5A、5D、6B、6D、7A和7D染色体上,单个QTL可解释2.90%~15.86%的表型变异;10个粗蛋白和淀粉含量QTL,分别位于1A、1B、4B和6A染色体上,单个QTL可解释3.64%~12.19%的表型变异。2B染色体上检测到1个贡献率较大且能稳定表达的重要染色体区段,该区段包含控制小麦千粒重、粒长、粒宽、籽粒面积和周长的10个QTL。1BL染色体上检测到1个控制籽粒粗蛋白含量的微效QTL,对表型的贡献率为3.64%,与连锁分子标记gwm818的遗传距离为0.22cM,该位点是一个不同于前人研究结果的新位点。     

两种密度条件下玉米穗上节间距QTL分析

为研究高密度胁迫下穗上节间距的遗传机制,以豫82×沈137的重组近交系(RIL)群体为材料,构建一张包含有1 114个位点的SNP标记的遗传连锁图谱,图谱总长度为1 821.79 cM,标记平均间距为1.64 cM。利用复合区间作图法在60 000株/hm~2密度下共检测到11个、120 000株/hm~2密度下检测到12个穗上节间距的QTL,位于第6染色体上的QTLq For ILL6-2/qForILG6在两种密度下同时被检测到,表明该QTL均能稳定表达;位于第9染色体上的qThiILL9/qForILL9-1在60 000株/hm~2的密度下同时被检测到,解释穗上节间距遗传变异的8.67%和10.61%,在120 000株/hm~2密度下未被检测到,表明此QTL在低密度下特异表达调控穗上节间距3、4。在高密度下检测到qSixILG6和qSixILG10分别解释穗上节间距6遗传变异的16.97%和13.66%,说明该QTL在高密度环境下特异表达。     

玉米株高和穗位高QTL定位和全基因组选择探究

以郑58和B73为亲本构建的F₂群体,基于玉米48k液相探针捕获技术对株高和穗位高进行QTL定位和全基因组选择探究。结果表明,检测到20个株高的QTL,单个QTL的表型贡献率为2.13%～31.67%;检测到18个穗位高的QTL,单个QTL的表型贡献率为1.20%～27.49%,在4号染色体上的bin4.09区间发现存在1个同时控制株高和穗位高的主效QTL。通过改变训练群体大小和标记数目,用R语言软件的rrBLUP包对株高和穗位高进行全基因组选择,结果发现,株高和穗位高的预测精度分别为0.79和0.76。预测精度随着训练群体大小的增大而增加,当训练群体大小为50%时即可获得相对较高的预测精度。预测精度会随着标记数目的增加而增大,当标记数目为500时即可获得相对较高的预测精度。     

大麦籽粒苯丙氨酸含量QTL初步定位分析

为挖掘控制大麦籽粒苯丙基酸含量的QTL,以紫光芒裸二棱和Schooner构建的包含193个家系的重组自交系(RIL)为材料,测定RIL群体及亲本籽粒苯丙氨酸含量,并结合SSR标记和完备区间作图法构建遗传连锁图谱,对大麦籽粒苯丙氨酸含量进行QTL定位.结果 表明,紫光芒裸二棱籽粒苯丙氨酸含量为1.23 mg· g-1,S...     

QTL underlying plant and first branch height in cassava (Manihot esculenta Crantz)

Cassava, Manihot esculenta Crantz subsp. Esculenta was a major food crop across Asia and Africa. The crop was a highly heterozygous perennial woody shrub cultivated from stem cuttings. Cassava improvement for starchy tuberous roots requires about 5-6 years from F₁ hybrid seed germination to the selection of superior genotypes. Early selection with DNA markers could increase the number of elite genotypes identified. The aim here was to identify DNA markers associated with loci underlying plant and first branch height. In this study, 640 SSR primer pairs were used to screen for polymorphisms in two parental lines, cv. ‘Huaybong60’ (female) and cv. ‘Hanatee’ (male). There were 235 informative polymorphic markers used to genotype 100 individuals of an F₁ mapping population. Genotype data was analyzed by JoinMap^® version 3.0 software in order to construct a genetic linkage map. The map consisted of 156 linked SSR markers distributed across 25 linkage groups. The total length of the map was 845.2 cM (Kosambi cM) with 6.2 loci per linkage group, and an average distance between markers of 7.9 cM. Plant and first branch height of stem cuttings from the F₁ mapping population were collected from individual lines planted in 2007-2009. Quantitative Trait Loci (QTL) underlying these traits were identified using mapQTL^®/version 4.0. A total of seven QTL placed on four linkage groups were found for plant height. Of these, one major QTL was discovered on linkage group 2 near the marker SSRY155 with 17.9% of phenotypic variation explained (PVE). For first branch height, five QTL located on five linkage groups were identified. The two major QTL were located on linkage groups 2, and 20 at the loci SSRY323 and SSRY236 with 23.5% and 22.6% PVE, respectively. The QTL for plant and first branch height will serve as useful molecular markers in a cassava breeding program and may allow identification of the underlying genes in future.     

小麦雄性不育系AL18A育性恢复基因的QTL定位

为加快AL型杂交小麦的发展,以不育系AL18A、恢复系99AR144-1及二者杂交F2代群体为材料,选用SSR标记和分离群体分组分析法进行育性恢复基因的QTL定位。结果表明,育性恢复由主效和微效基因共同控制,采用复合区间作图法分析,在1B染色体上检测到了1个主效恢复基因QTLqRf-1B-1,在5AL染色体上检测到了1个微效QTLqRf-5A-1。qRf-1B-1位于SSR标记Xbarc8与Xgwm413之间,与两标记的遗传距离分别为0.85cM和2.00cM,LOD值为14.06,加性效应为18.87,可解释22.43%的表型变异;qRf-5A-1位于SSR标记Xgwm595与Xgwm410之间,与两标记的遗传距离分别为10.00cM和0.10cM,LOD值为3.18,加性效应为12.32,可解释5.44%的表型变异。     

利用KASP标记定位小麦群体中的无芒位点Awn-4A.1

芒是小麦穗部重要的光合器官之一,是小麦长期进化和适应环境的产物,对小麦产量和逆境适应具有重要影响。为了探究芒的发育及芒长的遗传机制,本研究利用小麦无芒品种中国春（Chinese Spring,CS）和有芒品系MK147构建的F₂分离群体与F₅代重组自交系（RIL）群体为材料,对无芒位点进行了标记和定位。遗传分析表明,群体中的无芒性状受半显性单基因控制;采用Wheat660K SNP芯片结合集群分离分析法（bulked segregate analysis,BSA）在F₂群体构建的无芒、有芒混池中检测到一个多态性SNP标记的富集区,初步将QTL定位于4A染色体上。在该QTL区间开发了58个KASP标记,并将定位区间缩小至KASP标记SNP-1537与SNP-4195之间,遗传距离为0.81 cM,对应中国春参考基因组（IWGSC.Ref.V1.0）4A染色体上9.23 Mb （100.56～109.79 Mb）的区间,将该位点命名为 Awn-4A.1。     

高油玉米突变体子粒油分QTL定位

以EMS诱变获得的高油玉米突变体ce03005为材料,对子粒油分含量进行遗传分析,并以B73×ce03005的BC群体构建连锁图谱,考察玉米167个BC1S1家系的油分含量的变化。结果表明,利用101个SSR标记,所构建遗传图谱总长度为1 611.7 c M,标记间平均距离为15.9 c M。用复合区间作图法进行QTL分析,共检测到5个控制子粒油分含量的主效QTL和6个微效QTL,分别位于第1、6、7染色体上;所有QTL位点的含油量正向贡献均来自高油突变体;单个油分QTL的贡献率变幅为4.58%~18.62%。