双列杂交设计的主-微位点组遗传分析方法研究

数量性状遗传研究通常以双亲本杂交后代为对象,而作物育种中常涉及多个具有优良性状的亲本作为有利基因的供体,因此有必要研究多个材料间的遗传关系,以便从中选择最佳亲本组合,这对杂种品种选育尤其重要。本研究在以往位点组分析方法的基础上,将其扩展为主基因＋多基因遗传模型框架下双列杂交设计的主－微位点组遗传分析方法,将微位点组从原来的剩余部分中分离出来。该方法针对双列杂交设计的主位点组和微位点组及其与环境互作的统计遗传模型提出了主位点组检测与效应估计和微位点组效应估计的逐步选入回归法;因模拟实验发现逐步选入回归法的F测验有偏,提出了F测验的调整方法。利用模拟方法评估了遗传率、主位点组个数、增效基因型频率、主位点组间相似性和微基因效应等因素与方法功效的关系。然后通过模拟实验数据和油菜实际试验数据的分析验证了所提方法的应用效果。本研究建立的双列杂交设计的主－微位点组遗传分析方法为杂种品种的亲本选配提供了方法和理论依据。     

大豆杂种产量相关的位点及等位变异分析

选用来源于中国黄淮和美国的熟期组II~IV的8个大豆品种, 按Griffing方法II设计, 配成28个双列杂交组合, 包括8个亲本共计36份材料。选用300个SSR标记, 对8个大豆亲本进行全基因组扫描, 利用基于回归的单标记分析法, 对大豆杂种产量和分子标记进行相关性分析, 估计等位变异的效应和位点的基因型值, 剖析杂种组合的等位变异。结果表明, 300个SSR标记中有38个与杂种产量显著相关, 分布于17个连锁群上, 其中D1a和M等连锁群上较多, 有8个位于连锁定位的QTL区段内(±5 cM)。单个位点可分别解释杂种产量表型变异的11.95%~30.20%。杂种的位点构成中包括有增效显性杂合位点、增效加性纯合位点、减效加性纯合位点和减效显性杂合位点4部分, 其相对重要性依次递减。从38个显著相关的SSR标记位点中, 遴选出Satt449、Satt233和Satt631等9个优异标记基因位点, Satt449~A311、Satt233~A217和Satt631~A152等9个优异等位变异, 以及Satt449~A291/311、Satt233~A202/207和Satt631~A152/180等9个优异杂合基因型位点。这些结果为理解杂种优势的遗传构成和大豆杂种产量聚合育种提供了依据。     

大豆根结线瘤位点与大豆产量间的关系

大豆根结线瘤（Heterodera glycinesIchinohe，SCN）抗性育种是大豆育种者的重要目标。但是，有一个问题是，在根结线瘤压力较低的情况下，抗根结线瘤的大豆品种其产量比不抗根结线瘤的品种要低。有一个报道也支持这一观点，在引入抗性基因的抗性植株（PI）209332中，两个对产量具有抑制作用的数量性状位点（QTL）与位于同一连锁群（LG）G上的抗根结线瘤的主基因连锁。     

短季棉主要农艺性状的遗传分析

中国农科院棉花所宋美珍等入选用5个早熟不早衰的短季棉品种和5个早衰的短季棉品种进行部分双列杂交。通过对亲本、F1和F2代分别于2001年和2002年两年田间试验研究。结果表明：子棉产量、皮棉产量和衣分3个性状以显性效应为主，其次为加性效应，同时还存在极显著的加性上位性与环境的互作效应，单铃重和成铃数以显性效应为主；与早熟有关的诸性状，生育期、始花期、铃期和果枝始节4个性状以加性效应为主。     

大豆PI404198A中对3个大豆根结线虫群体具有抗性的数量性状位点

大豆根结线虫（SCN）是美国大豆的主要虫害，造成的产量损失高于其它任何病害。SCN群体是多样化的，可以采用两种方式描述其群体变异性，一是采用小种测定试验，即利用4个大豆品系将SCN分为16个小种，另一种是最近Niblack等报道的新方法，即利用7个大豆品系分析SCN的多样性。     

西葫芦产量性状主基因-多基因混合遗传分析

选用蔓生和矮生的西葫芦自交系配制q-1×23-4G(组合1)和q-1×A-7(组合2)2个组合,构建P1、F1、P2、BC1、BC2和F26个家系世代群体,应用植物数量性状主基因-多基因混合遗传模型对该6个世代群体单株结果数和单果质量进行多世代联合分析.结果表明:2个组合的西葫芦的单株结果数遗传符合一对加性主基因+加性...     

小麦重要产量性状的主基因+多基因混合遗传分析

以单株产量等为代表的重要性状是选育小麦高产良种的主攻目标性状,分析小麦重要产量性状的数量遗传特性,为深入研究其遗传机制提供依据。本研究选用品冬34为母本(P₁)和BARRAN为父本(P₂)配置杂交组合,在2年4个环境下应用主基因+多基因混合遗传模型方法对该组合单世代(P₁、P₂、RIL_7:8、RIL_8:9)单株产量、千粒重、株高、穗下节间长、旗叶上节间长和分蘖数进行遗传及相关分析。结果表明,除千粒重和分蘖数外,其余性状间均显著或极显著相关,穗下节间长与旗叶上节间长平均相关系数达0.91 (P≤0.001)。最优遗传模型对于单株产量是4对加性上位性主基因+多基因遗传模型,其主基因加性效应值分别为3.78、2.89、–6.18和0.15,多基因遗传率为86.23%;对于千粒重是2对互补作用主基因+加性效应多基因混合遗传模型,多基因加性效应值是22.37,主基因遗传率为66.96%,多基因遗传率为28.25%;对于株高是2对累积作用主基因+加性作用多基因混合遗传...     

南疆陆地棉杂种F2的遗传分析及遗传主效聚类

采用加性-显性及其与环境互作的遗传模型对298个陆地棉品种(系)及其884个F₂组合在新疆南疆阿拉尔垦区4个产量性状和5个纤维品质性状2年的资料进行遗传分析,并对亲本的加性效应和显性效应进行了聚类,以明确各类品种(系)的育种利用价值。结果表明,在南疆陆地棉“矮(0.8～1.0 m)、密(225,000～300,000株hm^-2)、早、膜”高密度种植模式下,298个亲本的加性效应被分为12类。第2类的23个品种(系)产量(除衣分外)和纤维品质性状的加性效应较高,可通过这类品种(系)间杂交较易获得产量性状和纤维品质性状兼优的后代。第8类品种(系)的纤维品质性状的加性效应较高,第4类品种(系)的产量性状加性效应较高,通过2类品种间杂交可以获得产量性状和纤维品质性状互补的后代。298个亲本的显性效应被分成了9类。第8类包括8个品种(系),其产量性状和纤维品质性状(除马克隆值外)的显性效应较高,可作为综合利用产量性状和纤维品质性状杂种优势兼优的一类亲本。产量性状的显性效应平均值较高的是第8类,第3类的纤维品质性状的显性效应较高。     

烤烟西柏三烯二醇含量遗传效应分析

为提高中国烤烟香味质量、合理选配高CBT-diol含量育种亲本,本研究以10个烤烟品种为材料,按不完全双列杂交的方法配制杂交组合,利用超高效液相色谱对α-CBT-diol及β-CBT-diol含量进行检测,并对α-CBT-diol含量、β-CBT-diol含量、二者之和及其比值进行遗传效应分析。结果表明,α-CBT-diol、β-CBT-diol及二者之和含量加性及显性方差均达到显著水平,说明测试性状同时受到基因加性效应和显性效应的影响,但所占比例不同。α-CBT-diol/β-CBT-diol的加性方差及显性方差均没有达到显著水平。因此,不同亲本及组合间该性状差异不显著。遗传效应预测值结果表明,‘中烟102’具有显著正向加性效应,‘翠碧一号’和‘中烟86’具有显著负向加性效应,‘大白筋599’ב红花大金元’呈极显著正向显性效应,‘G80’ב金星6007’和‘NC89’ב金星6007’呈显著负向显性效应。α-CBT-diol、β-CBT-diol、二者之和及比值的狭义遗传力分别为0.4029、0.3889、0.3994、0.0648,其中α-CBT-diol/β-CBT-diol的狭义遗传力没有达到显著水平。另外,α-CBT-diol、β-CBT-diol与二者之和3个性状两两之间均存在显著正向相关,且表型、基因型、加性及显性相关系数均达到0.97以上。α-CBT-diol/β-CBT-diol与其余3个性状的相关性均未达到显著水平。研究结果可为烤烟香气品质育种亲本选择以及后代选育提供物质基础和理论依据。     

锰元素对不同基因型大豆产量的影响

研究施锰对不同基因型大豆产量影响规律。结果表明,高油大豆垦农18,无论拌种还是叶面喷施,随着锰使用量增加,株荚数、单株粒重有上升趋势,株高、百粒重在锰低用量时上升,高用量时下降;高蛋白大豆东农42,无论拌种还是叶面喷施,随着锰使用量增加,株高、株荚数、百粒重、单株粒重有上升趋势。     

大豆籽粒异黄酮含量的遗传效应研究

大豆异黄酮含量差异较大的6个大豆品种为亲本，通过双列杂交配置杂交组合，测定了两个环境条件下亲本、F₁和F₂种子的异黄酮含量。采用双子叶植物种子数量性状遗传模型和统计分析方法, 分析了胚、细胞质和母体植株等不同遗传体系的基因效应以及环境互作效应。结果发现大豆籽粒异黄酮含量的表现主要受制于母体遗传效应, 其次为胚(子叶)基因效应,细胞质效应影响较小。不同遗传体系的基因主效应明显大于环境互作效应。异黄酮含量的机误方差较大,说明异黄酮含量更易受到环境条件变化影响。亲本遗传效应分析表明, 选用豫豆29或郑90007亲本有利于增加杂种后代大豆籽粒异黄酮含量,提高品质改良的效果。胚显性方差和母体显性方差均极显著，表明种子杂种优势和母体杂种优势会同时存在，而且是不受环境影响的主效应基因。     

河南夏大豆区近30年主要大豆品种产量改良的遗传进展

提高产量是大豆育种的主要目标。研究大豆产量及其相关性状的遗传进展,对于今后制定高产育种策略有重要参考意义。本研究随机选择近30年河南主要育成品种中的18个大豆品种,进行两年产量评价试验的研究。结果表明,产量随育种年份增加总体呈递增趋势,遗传进展为17.39kghm^-2,年递增率是0.7%;有效分枝、主茎节数、百粒重、株高有弱的正向遗传进展,而单株荚数和每荚粒数表现弱的负向遗传进展,但均不显著。百粒重、主茎节数和株高与产量有显著的遗传相关与表型相关,环境相关均不显著,表明这3个性状具有较大的遗传力,随产量性状的遗传改良,这3个性状均协同提高,且不易受环境条件的影响;而有效分枝、单株荚数、每荚粒数与产量的遗传相关和表型相关均没达到显著水平,这是它们与百粒重、主茎节数、株高有极显著负遗传相关所致。     

大豆产量和产量构成因子及倒伏性的QTL分析

随机选取中豆29×中豆32重组自交系群体中165个家系作为2年田间试验材料,分析大豆单株产量、产量构成因子及倒伏性等性状的相关性和遗传效应,并检测各性状QTL。结果表明,38个与产量、产量构成因子及倒伏性状等有关的QTL,主要集中在C2、F和I连锁群。表型相关分析结果与QTL定位结果一致。在F连锁群上,2年均检测到倒伏QTL qLD-15-1,解释的表型变异超过20%,与百粒重和分枝荚数QTL分别位于相同和相邻标记区间,表明产量相关性状与倒伏性存在一定的关联。在I连锁群上,每荚粒数QTL和二、三、四粒荚数QTL不仅于同一位置,解释的表型变异为32%~65%,并且2个年份均重复出现,每荚粒数和四粒荚数QTL与二、三粒荚数QTL的增效基因分别来自不同的亲本。这4个粒荚性状QTL的共位性与表型相关分析结果一致,证实每荚粒数和四粒荚数与二、三粒荚数分别由不同的机制调控,对于育种上探讨以改良大豆粒荚性状为途径提高大豆产量,提供了重要依据。     

黄淮地区大豆重要亲本间产量的杂种优势、配合力及其遗传基础

2003-2005年以选自黄淮地区及美国的8个大豆重要亲本品种(系)及其组配的28个双列杂交组合为材料, 分析大豆亲本间的产量杂种优势及其配合力, 探讨高优势组合的遗传基础, 包括杂种优势与亲本系数、SSR标记遗传距离的相关。结果表明: (1)黄淮地区大豆亲本间存在产量超亲优势, 平均20.39%, 组合间差异甚大, 变幅–5.34%~76.88%, 优选出豫豆22×晋豆27、淮豆4号×晋豆27、诱变30×蒙90-24, 超亲优势分别为76.88%、29.90%和34.42%, 超标率均在25.00%以上, 晋豆27和诱变30为优秀亲本材料。单株荚数及单株粒数的优势和产量优势相对一致;(2) 大豆亲本间产量杂种优势既与双亲一般配合力之和及特殊配合力有关, 又不完全相关。高优势高产组合的亲本产量配合力特点为亲本之一具有较高的一般配合力, 或双亲具有较高的一般配合力之和, 兼有较高的特殊配合力。单株荚数和单株粒数的情况和产量一致;(3) 按亲本系数聚类和按SSR标记遗传相似系数聚类揭示的8个亲本间的遗传关系相对一致, 均分为两组, 一组包含6个黄淮中、南部品种(系), 另一组包含1个山西和1个美国品种。要获得高优势高产组合, 亲本间必须具有一定的遗传距离, 但遗传距离大并不一定都高产高优势, 还有其他因素决定杂种优势。     

黑龙江省审定的大豆品种产量变化趋势分析

对1991~2010年间黑龙江省审定的适于第一至第三积温带的142个大豆品种的产量变化进行了分析。结果表明,大豆品种区域试验和生产试验产量与审定年份之间表现显著的线性回归关系,产量呈逐年增加趋势,随着审定年份的推移,区域试验最高产量逐渐增加;区域试验和生产试验产量平均值分别提高了10.46%和7.40%,呈逐渐上升趋势,但增产幅度逐渐减小。     

生物炭与化学肥料互作的大豆生物学效应

以大豆品种铁丰40为试材,在2010—2011年的大田试验中调查生物炭与不同用量化肥配施对大豆生长发育、光合作用、产量与品质及肥料表观利用率的影响。结果表明,炭/肥互作在不同程度上提高了大豆株高、叶片净光合速率与蒸腾速率,增加了叶、茎干物重。炭/肥互作对大豆生长前期的氮、磷吸收影响不明显,但随着生育期的推进,叶、茎对氮、磷吸收逐步增加,单株氮、磷积累量明显提高。炭/肥互作提高了单株荚数、单株粒数、单株粒重和产量,平均比单施化肥增产13.2%。其中,在常规施肥量减少15%、30%和60%基础上增施生物炭,2年平均产量分别比常规施肥提高11.20%、11.00%和8.17%,平均增产10.1%。并且炭/肥配施处理的蛋白质与脂肪总量明显优于单施化肥处理,表现为配施化肥量越少效应越明显。生物炭与化肥配施"减量增效"作用明显,可应用于大豆生产。