花生遗传图谱构建与QTL定位研究进展

遗传图谱构建与QTL定位对花生分子育种具有十分重要的意义.随着分子标记与测序技术的快速发展,极大地促进了花生重要数量性状的研究进程,并获得了一些与抗病、产量等重要性状相关联的分子标记.本文对国内外花生的分子标记开发、遗传图谱构建以及QTL定位的研究进展进行了综述,为花生分子标记辅助选择,提高花生育种效率,加速育种进程提供了理论参考.     

花生遗传图谱构建与QTL定位研究进展（英文）

遗传图谱构建与QTL定位对花生分子育种具有十分重要的意义。随着分子标记与测序技术的快速发展,极大地促进了花生重要数量性状的研究进程,并获得了一些与抗病、产量等重要性状相关联的分子标记。本文对国内外花生的分子标记开发、遗传图谱构建以及QTL定位的研究进展进行了综述,为花生分子标记辅助选择,提高花生育种效率,加速育种进程提供了理论参考。     

大豆高密度遗传图谱的构建及产量相关性状QTL定位

大豆是重要的粮油作物,而我国大豆主要依靠进口,提高大豆产量对保障国家粮油安全意义重大。为定位大豆产量相关性状,本研究以产量差异显著的东农42和东农50作为杂交亲本,构建了包含168个家系的重组自交系（recombination inbred lines,RILs）群体,对其进行全基因组重测序,构建高密度遗传图谱,并利用R/qtl软件的复合区间作图法（composite interval mapping,CIM）结合两年六点的大豆产量相关性状表型数据,进行QTL定位。结果表明：利用测序获得的660 316个SNP标记构建了一张分布在20个连锁群的包含6227个bin标记的大豆高密度遗传图谱,总图距和平均图距分别为2739.15 cM,0.44 cM。在12个染色体上定位到22个大豆产量相关性状QTL,四粒荚数、单株荚数、单株粒重和百粒重性状定位到的QTL分别为5、4、5和8个。在3号和19号染色体上各有一段基因组区域在两年间重复定位,涉及6个主效QTL,分别为qNFSP-19-1(22.976%）、qNFSP-19-2(11.977%）、qNFSP-19-3(17.203%）、qHSW-...     

分子标记在花生遗传图谱及QTL定位中的研究进展

分子标记为花生遗传图谱构建及QTL定位的基础。本文介绍了分子标记的种类和特点,从遗传多样性分析、遗传图谱构建、基因定位等三方面综述了常用分子标记在花生遗传育种中的应用及研究进展,对分子标记技术在花生遗传图谱构建及QTL定位中的应用进行了探讨。     

利用SNP标记高密度遗传图谱进行花生出仁率QTL定位

为进一步明确出仁率遗传基础,本研究以出仁率性状有显著差异的两亲本中花5号和ICGV 86699衍生的RIL群体为材料,以其表型数据结合栽培花生第一张基于SNP标记的高密度遗传图谱,采用Windows QTL Cartographer V.2.5软件的复合区间作图法,对3个单环境及联合环境下出仁率进行QTL定位,共检测到28个QTL。各QTL解释的表型变异为3.98%~13.77%,LOD值介于2.59~7.36之间,其中6个为贡献率大于10.0%的主效QTL。Meta-QTL分析鉴定出7个在不同环境下都能稳定表达的一致性QTL。其中一致性QTL cq SPA4b在3个单环境和联合环境中都能检测到,一致性QTL cq SPB6a在3个单环境中能检测到,且平均贡献率为11.86%。与前人的研究结果比较发现,cq SPA5b与另外两个不同群体鉴定出的A5染色体上出仁率QTL区间相似。本研究结果为出仁率QTL的精细定位及分子标记辅助育种奠定了良好基础。     

花生抗锈病种质筛选及抗性QTL分析

锈病是影响花生产量和品质的主要真菌性病害。本研究以“中花10号×ICG 12625”构建的重组自交系群体(RIL)为材料,在武昌和阳逻两个环境中对其F₈群体进行锈病抗性鉴定,获得了8份抗锈病材料(QT0348、QT0368、QT0400、QT0402、QT0419、QT0458、QT0463和QT0485)。利用前期构建的遗传图谱进行QTL分析,检测到10个与锈病抗性相关的QTL,贡献率为4.54%～10.78%,分布于7条染色体上。其中,qBB06.1和qBB06.4为重复一致的QTL,贡献率为10.76%。根据侧翼标记在物理图谱进行比对,发现对应区段含有193个基因,其中178个基因被注释,功能注释基因中有1个NBS-R基因。本研究结果为花生抗锈病的遗传改良奠定了基础。     

甘蓝型油菜遗传图谱的构建及开花期的QTL分析

在由两个春性甘蓝型油菜双低品种DH401（早花）和Q2（迟花）的F1代植株通过小孢子培养所获得的DH（doubled haploid）群体中，应用SSR、SRAP及AFLP标记构建了一张遗传连锁图谱，并对开花期性状进行了数量性状座位（QTL）分析。在亲本间共检测到263个有多态性的遗传标记，其中SSR标记有88个、SRAP标记101个及AFLP标记74个。其中248个标记分布于19个连锁群，总遗传距离为1634.7 cM，标记间平均遗传距离为6.6 cM，标记偏分离比例达到27.4% (p<0.01)且主要集中在第4、5连锁群。应用QTLMAPPER 1.6在武汉、和政分别检测到2个和4个控制开花期的主效QTL位点，分别解释了68.63%和75.83的开花期表型变异，其中有2个主效QTL位点在这两地同时被检测到。另外也分析了影响开花期的上位效应并探讨了本研究结果在实际育种中的意义。     

花生对黄曲霉毒素产生的抗性

在世界大多数花生生产国,当花生被黄曲霉(Aspergillus Flavus)侵染后,就会发生黄曲霉毒素的污染。预防干旱、及时收获、收后迅速干燥,荚果、籽仁在大田和仓贮期间尽量避免虫害,这些措施在很大程度上降低了污染,但也受到一定限制,特别在落后国家。因此,防止黄曲霉毒素污染的另一种可行的措施是种植对黄曲霉菌侵染具有抗性的品种。另外是寻找籽仁虽能被黄曲霉菌侵染,但不利于黄曲霉毒素产生的基因型。     

大豆遗传图谱的构建和含油量的QTL分析

以大豆重组自交系soy01群体中的255个家系为作图群体,利用225个分子标记和2个形态标记构建了一张包含27个连锁群的大豆遗传连锁图谱,总遗传距离1315.46cM,平均标记间距5.79cM。在构建遗传图谱的基础上,采用复合区间作图法,检测到10个与含油量相关的QTL。这些QTL分别位于大豆遗传图谱的A2、C2、D1b、M和N连锁群,解释的遗传变异范围为4.0%～12.2%。这些QTL中,4个与soybase数据库中的QTL有可能是相同的位点,2个可能是新的位点,其余4个是否是新的位点还有待进一步验证。亲本中豆29和中豆32中均有增效基因分布,通过遗传重组可以提高大豆含油量。     

花生近交重组系黄曲霉产毒抗性的变异与相关分析

以不同遗传背景的亲本远杂9102与中花5号杂交构建重组近交系（RIL）群体,进行人工接种和黄曲霉毒素含量测定。结果表明,RIL群体对黄曲霉的产毒抗性存在较大变异,产毒抗性为受亲本加性基因控制的数量性状,而且存在超亲优势,因此利用微效加性基因的累加和互补提高产毒抗性的潜力较大。相关性分析表明,RIL群体中黄曲霉产毒抗性与百果重、含油量、青枯病抗性之间相关性不显著,不存在紧密连锁关系。初步筛选到大果、高油、兼抗青枯病与黄曲霉产毒的优异材料,可以作为进一步育种研究的核心亲本。     

花生资源及抗性鉴定对抗黄曲霉研究的基础作用

1992和1995年发表的花生资源对黄曲霉菌抗性鉴定的论文,奠定了1996年秋起开展的花生抗黄曲霉菌侵染的抗病育种工作和1999年起开展的花生对黄曲霉菌侵染的遗传分析与抗性机理研究的基础.通过275份花生资源对黄曲霉菌侵染的抗性鉴定,筛选出的梅县红衣、湛秋48、新会小粒、UF71513-1、VRR245、PI337394F、AH7223等7个抗性品种和粤油92、汕油523两个感病品种成了抗病育种的抗原亲本或引种鉴定的对照品种或遗传分析和抗性机理研究的供试品种.在抗性鉴定中采用的材料与方法,包括黄曲霉菌株As3.2890、察氏琼脂培养基、供试花生仁表面消毒方法、感染率的分级标准等常被用于花生引种鉴定、遗传分析与抗性机理研究,这充分表明资源及抗性鉴定对花生抗黄曲霉研究奠定了坚实的基础.     

花生黄曲霉抗性遗传改良与新品种培育获突破

黄曲霉毒素污染一直是世界范围内花生生产、贮藏及加工中面临的严重威胁。我国是花生黄曲霉毒素污染较严重的国家之一,在长江流域和南方的广大青枯病地区尤为严重。     

山东花生与黄曲霉

山东花生与黄曲霉黄曲霉属真菌类，它分泌的毒素即黄曲霉毒素，是强致癌物质，已被世界各国高度重视。易感黄曲霉的粮谷类，主要有玉米、大米和花生等。我国出口花生，９０％以上都需要出据黄曲霉毒素证书（无或含量在５ＰＰｂ以下）。以前山东出口花生极少被黄曲霉毒素污...     

小麦纹枯病抗性QTL分析

小麦纹枯病是世界性的小麦重要病害之一,培育和使用抗病品种是减轻纹枯病危害最经济和有效的手段。为了挖掘更多的小麦纹枯病抗性QTL用于小麦标记辅助育种,本研究构建了CI12633和扬麦158重组自交系群体,采用二代测序方法开发SNP分子标记,并对群体中的94个家系进行基因型分析,构建遗传连锁图;采用牙签接种和病麦粒接种的方法鉴定重组自交系群体纹枯病抗性,进而对小麦纹枯病抗性QTL进行定位。结果显示,构建的遗传连锁图包含3 355个分子标记,遗传距离为2 510.66 cM,共有31个连锁群,均能分配到相应的染色体;在5A(2)、6A、1B、2B、3B、4B、5B、6B(2)、7B、1D、2D(2)、4D和7D染色体共发现16个与小麦纹枯病抗性相关的QTL,单个QTL可解释9.0%～26.8%的表型变异;除了7B染色体的QTL来源于感病品种扬麦158,其余QTL均来自抗病品种CI12633;3B、7D和5A(Chr5A_564101963)染色体的QTL与已有报道一致,其余均为新发现的QTL。发现的QTL和紧密连锁分子标记为今后小麦抗纹枯病分子标记辅助育种以及抗纹枯病基因的克隆提供帮助。     

基于高密度遗传图谱的花生籽仁大小相关性状QT L定位

为解析花生产量遗传基础,挖掘稳定存在的控制花生籽仁大小相关性状的QTL(quantitative trait locus),本研究以花育28号和P76作为亲本,构建包含146个重组自交家系(recombination in-bred line,RIL)的RIL作图群体,进行籽仁大小相关性状的QTL定位分析.利用SSR和...     

花生叶斑病抗性与产量性状的相关研究

用43份材料研究了花生叶斑病抗性与产量性状的关系,结果表明单株产量与抗病性呈二次抛物线关系,抗病性对丰产性的制约程度接近20%;出仁率与抗病性近于呈负的直线关系;单株饱果数、百果重与抗病性之间表现曲线相关趋势,但相关系数远不显著.从研究结果预测通过对抗病性、单株饱果数、百果重的选择,可选育出抗病高产品系;通过对早熟-丰产性的选择,可选育出耐病高产品系.     

花生青枯病抗性相关SSR标记的筛选鉴定

利用72对多态性SSR引物对57份具有不同青枯病抗性的花生品种进行遗传多样性分析,结合青枯病抗性鉴定结果,利用Pearson's相关和多元线性逐步回归鉴定与花生青枯病抗性相关的SSR标记。SSR标记多态性分析表明,57份花生品种遗传相似系数为0.497 8~0.960 7,平均0.703 8。在遗传相似系数为0.69处,参试品种聚类为2个类群,与品种的青枯病抗性鉴定结果和品种的植物学类型基本一致,抗病品种之间的遗传差异大于感病品种之间的差异。相关分析和多元线性逐步回归分析表明,共有10个标记位点与青枯病抗性显著相关,其中1B9-3、IPAHM288-1和ARS590-1与青枯病抗性极显著关联。用这3个标记检测RIL群体,标记位点1B9-3和ARS590-1的符合率分别为62.85%和40.00%,标记IPAHM288在群体中无差异。     

花生荚果大小和重量相关性状的QTL定位分析

荚果相关性状是花生产量构成的重要成分。为解析花生产量及产量相关性状的遗传基础,挖掘稳定存在的QTL,以荚果大小和重量存在显著差异的中花5号和ICGV 86699为亲本衍生的包含166个重组自交系群体为材料,对3个荚果相关性状中荚果长、荚果宽在5个环境,百果重在6个环境下进行性状考察,并结合群体的基因分型数据进行QTL定位分析。共检测到9个荚果长QTL、10个荚果宽QTL和12个百果重QTL。有10个QTL在多个环境被重复检测到,其中6个QTL在不同地点重复检测到,为稳定表达QTL,且稳定表达的QTL中5个（qPLB06.2、 qPLB06.3、qPWB06.2、qHPWB04.3、qHPWB06.3）在至少1个环境中贡献率超过10%。共发现5个QTL簇,其中位于 B06上的QTL簇Ⅳ和Ⅴ,均在多个环境下检测到稳定调控荚果长、荚果宽和百果重的QTL共定位,表明这些荚果相关性状具有明显的遗传相关性。      

花生种皮抗黄曲霉相关基因PnLOX2的表达分析

以高抗黄曲霉品种J11和高感品种金花1012黄曲霉处理的三个不同时期为材料,利用荧光定量PCR对种皮PnLOX2基因进行相对定量.结果表明:Real time PCR作为一种简单有效的定量方法,可快速检测待测基因的表达量差异;高抗黄曲霉品种J11在黄曲霉侵染过程中PnLOX2基因表达量变化显著,而金花1012的表达量变化较小,表明PnLOX2基因在花生种皮中存在并且可能与抗黄曲霉相关.