苹果遗传图谱的构建与QTL定位研究进展

遗传图谱构建及QTL定位对苹果育种具有十分重要的意义,高密度饱和的遗传图谱是有效QTL定位的基础,QTL定位是基因精细定位、克隆及后续指导育种实践的基础。综述了国内外苹果遗传图谱构建和QTL定位的研究进展,其中对图谱构建综述包括分子标记类型及数目、作图群体及群体大小的选择、图谱距离、连锁群数目等,QTL定位综述内容包括国内外抗病、品质和农艺性状相关QTL的研究进展,同时对图谱构建及QTL定位中存在问题进行分析并对发展前景进行了展望。     

辣椒遗传图谱的构建与QTL定位研究进展

对近十年来构建的辣椒遗传图谱和相关性状的QTL定位研究进展进行了总结分析,包括辣椒种内遗传图谱、种间遗传图谱和整合图谱的构建,以及抗病虫性状和细胞雄性不育恢复性等主要农艺性状的QTLs定位,并对相关研究中存在的问题进行了讨论,以期为辣椒分子标记辅助选择育种提供理论参考。     

蚕豆遗传图谱与QTL定位研究进展

作为一种粮食、蔬菜、饲料、绿肥兼用的食用豆类,蚕豆在人类健康、土壤改良等方面发挥了重要作用.高密度遗传图谱的构建是蚕豆基因组研究的基础和主要手段,至今共构建了24张蚕豆遗传图谱,最为饱和的图谱覆盖长度为1439 cM,平均遗传距离为0.8 cM.同时基于图谱开展了产量相关性状、品质相关性状以及抗性相关性状的QTL定位,...     

棉花分子遗传图谱构建与QTL定位研究进展

构建高密度饱和的分子遗传图谱是全面系统进行QTL定位的基础。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图谱,利用这些图谱已定位了不少重要性状QTL。棉花的分子标记及QTL定位研究较晚,但进展很快。为此,综述了近年来棉花的分子遗传图谱构建,以及重要性状,包括产量、纤维品质、抗性、形态、生理、早熟性等QTL定位的研究进展,并对当前存在的问题进行了分析和探讨。     

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。     

节瓜分子遗传图谱的构建与始雌花节位性状定位

【目的】构建节瓜分子遗传图谱,标记始雌花节位性状基因,为建立相关分子标记辅助育种体系、克隆雌性相关基因和转基因提供理论依据。【方法】以节瓜全雌系K36及弱雌系G4组配得到的115个F2单株为群体,利用AFLP、RAPD和SRAP标记技术构建节瓜的分子遗传连锁图谱,并定位始雌花节位性状基因。【结果】该图谱共包含13个连锁群,涉及93个AFLP标记、16个RAPD标记、35个SRAP标记。该图谱覆盖基因组1651.9cM,标记间平均距离为11.47cM。利用QTL Network2.0分析,检测到3个控制始雌花节位的QTL位点:fn1、fn2和fn3,其中fn1位于连锁群LG1上,fn2和fn3位于LG6上。这些QTL位点对雌花节位性状表型变异的贡献率分别为62.54%、0.2%、37.39%。【结论】本研究首次构建了节瓜的分子遗传图谱,并定位了3个控制始雌花节位性状的QTL位点,为进一步克隆雌性相关基因及分子标记辅助选择育种提供科学依据。     

基于西双版纳黄瓜的遗传图谱构建 及其重要农艺性状QTL定位分析

【目的】以西双版纳黄瓜与北京截头黄瓜为亲本构建的F9重组自交系群体为作图材料进行遗传图谱的构建,并对叶绿素含量、果实大小、侧枝多少及其第一分枝节位等重要农艺性状进行QTL定位分析,为黄瓜品种的选育及高产、稳产育种提供有益参考和帮助。【方法】以北京截头黄瓜与西双版纳黄瓜为亲本杂交得到F1,之后按单粒传方式得到含有124个F9重组自交系（RILs）群体。以该F9重组自交系（RILs）群体为作图群体,以995对SSR标记为筛选引物,采用joinmap4.0软件进行遗传图谱的构建。并利用构建的遗传图谱,采用WinQTLcart2.5软件复合区间作图法,结合统计的叶片叶绿素含量,商品瓜的瓜长、瓜粗,种瓜的瓜长、瓜粗、瓜把,以及侧枝数、第一分枝节位等相关的共12个黄瓜重要农艺性状的QTL位点进行检测。【结果】构建了含有7个连锁群,137个SSR标记的遗传图谱,图谱总长591.2 cM,平均图距为4.3 cM;共检测到与12个黄瓜农艺性状相关的QTL位点29个,分布在第1、2、3、4、6、7染色体上。其中,叶绿素性状相关的QTL有6个,商品瓜性状相关的QTL有7个,种瓜性状相关的QTL有9个,侧枝性状相关的QTL有7个,单个QTL位点的可解释的表型变异范围为5.30%-19.24%。Ldr4.2的贡献率最小,为5.30%,Lbn1.2的贡献率最大,为19.24%。【结论】构建了西双版纳黄瓜RIL群体遗传图谱,并对叶片叶绿素含量、果实及侧枝等相关的12个农艺性状进行了QTL定位分析,共获得29个相关QTL。     

基于高密度遗传图谱定位新的水稻抽穗期QTLs

【目的】挖掘新的控制水稻抽穗期的QTLs,为水稻花期调控的遗传机理研究和分子育种提供新的基因资源。【方法】以籼稻品种特籼占空间诱变突变体CHA-1和籼稻航恢7号空间诱变突变体H335为亲本进行杂交,构建包含275个株系的重组自交系(RIL)作图群体,利用由两亲本重测序及RIL群体简化基因组测序所构建的高密度遗传图谱,在2个环境下进行水稻抽穗期QTL定位。【结果】经两亲本重测序及RIL群体简化基因组测序,构建了包含2 498个Bin标记的高密度遗传图谱。该图谱覆盖水稻12条染色体,各染色体标记数平均208.17,标记间平均遗传距离为0.95 cM。在2个环境下共定位到4个影响抽穗期的QTLs,分布于第3、第6和第8号染色体,其中qHD-6和qHD-8-1位于前人已报道定位的区域并被克隆,另外2个QTLs(qHD-3和qHD-8-2)尚未见报道,并且qHD-8-2能在2个环境中被重复检测到,贡献率分别为8.30%和10.89%。【结论】通过构建的高密度遗传图谱在2个环境中共检测到4个影响抽穗期的QTLs,其中qHD-3和qHD-8-2是新的抽穗期QTL位点,可用于后续抽穗期调控基因的精细定位及克隆研究,也可用于水稻抽穗期的分子调控机理研究与育种。     

数量遗传学的新发展——数量性状基因图谱的构建和应用

应用中性的、共显性的DNA分子标记组成的饱和遗传图,可以将一个数量性状分解为多个QTL。迄今为止,已在20多种作物的很多重要性状（例如产量、品质、抗病虫性等）上构建了QTL的遗传图谱。这些QTL图谱提供的信息包括：（1）一个被研究的数量性状受多少个QTL控制？（2）它们位于何处？（3）它们对于该性状表达的各自效应和联合效应如何？这些图谱修正了传统数量遗传学中一些不恰当的假定和结论,并已作为植物育种的新策略应用。     

甘薯分子标记辅助育种研究进展

甘薯作为重要的粮食、饲料和工业原料,尽管传统育种在甘薯品种选育方面取得了一些成就,但并不能满足当前甘薯产业的需求。随着分子生物学和基因组学的发展,甘薯分子标记的开发利用、高密度遗传图谱的构建、重要性状的QTL定位和全基因组关联分析,均极大程度上解决了甘薯传统育种面临的困难,促进了甘薯育种的速度和效率。本文简要介绍了AFLP标记、RAPD标记、SSR标记、ISSR标记等分子标记在甘薯研究中的应用,就国内外甘薯遗传连锁图谱构建、数量性状QTL定位、甘薯全基因组关联分析研究进展进行了综述,并对甘薯遗传育种研究中功能标记的开发,及深入开展甘薯基因组学、转录组学和蛋白组学相关研究进行了展望。     

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...     

采用GBS-seq技术构建甜瓜高密度遗传图谱

【目的】构建甜瓜高密度遗传图谱,为研究甜瓜重要性状基因定位及功能分析奠定基础。【方法】以甜瓜材料K7-4(高抗霜霉病)和K7-2(高感霜霉病)为亲本,杂交再自交得到 F₂分离群体。构建GBS文库并进行双末端测序,使用滑动窗口的方法进行基因型分型,SAM TOOLS软件检测SNP位点,采用Joinmap 4.0软件进行排图,用perl SVG模块绘制连锁图,用win QTL cart 2.5进行QTL检验,根据复合区间作图法,使用R/qtl软件包进行QTL定位。【结果】构建了总长为4 823.55 cM的遗传图谱,标记间平均遗传距离为1.43 cM。在苗期、生长中期和生长后期共检测到26个与甜瓜霜霉病性状相关的QTL。【结论】基于GBS-seq技术获得了甜瓜高密度遗传图谱,最终将抗霜霉病基因关联到CM3.5.1_scaffold00005上的6,831,227~7,830,935 bp,约1Mb的区间范围内。     

High density genetic map and quantitative trait loci(QTLs) associated with petal number and flower diameter identified in tetraploid rose

Rose is one of the most important ornamental and economic plants in the world. Modern rose cultivars are primarily tetraploid, and during meiosis, they may exhibit double reduction or preferential chromosome pairing. Therefore, the construction of a high density genetic map of tetraploid rose is both challenging and instructive. In this study, a tetraploid rose population was used to conduct a genetic analysis using genome sequencing. A total of 17 382 single nucleotide polymorphism(SNP) markers were selected from 2 308 042 detected SNPs. Combined with 440 previously developed simple sequence repeats(SSR) and amplified fragment length polymorphism(AFLP) markers, a marker dosage of 6 885 high quality markers was successfully assigned by GATK software in the tetraploid model. These markers were used in the construction of a high density genetic map, containing the expected seven linkage groups with 6 842 markers, a total map length of 1 158.9 c M, and an average inter-marker distance of 0.18 c M. Quantitative trait locus(QTL) analysis was subsequently performed to characterize the genetic architecture of petal number and flower diameter. One major QTL(qpnum-3-1) was detected for petal number in three consecutive years, which explained 20.18–22.11% of the variation in petal number. Four QTLs were detected for flower diameter; the main locus, qfdia-2-2, was identified in two consecutive years. Our results will benefit the molecular marker-assisted breeding of modern rose cultivars. In addition, this study provides a guide for the genetic and QTL analysis of autotetraploid plants using sequencing-based genotyping methods.     

Construction of high-density SNP genetic maps and QTL mapping for dwarf-related traits in Litchi chinensis Sonn

Litchi chinensis Sonn is widely cultivated in subtropical regions and has an important economic value. A high-density genetic map is a valuable tool for mapping quantitative trait loci (QTL) and marker-assisted breeding programs. In this study, a single nucleotide polymorphism (SNP)-based high-density linkage map was constructed by a genotyping-by-sequencing (GBS) protocol using an F₁ population of 178 progenies between two commercial litchi cultivars, ‘Ziniangxi’ (dwarf) and ‘Feizixiao’ (vigorous). The genetic map consisted of 3027 SNP markers with a total length of 1711.97 cM in 15 linkage groups (LGs) and an average marker distance of 0.57 cM. Based on this high-density linkage map and three years of phenotyping, a total of 37 QTLs were detected for eight dwarf-related traits, including length of new branch (LNB), diameter of new branch (DNB), length of common petiole (LCP), diameter of common petiole (DCP), length of internode (LI), length of single leaf (LSL), width of single leaf (WSL), and plant height (PH). These QTLs could explain 8.0 to 14.7% (mean=9.7%) of the phenotypic variation. Among them, several QTL clusters were observed, particularly on LG04 and LG11, which might show enrichment for genes regulating the dwarf-related traits in litchi. There were 126 candidate genes identified within the QTL regions, 55 of which are differentially expressed genes by RNA-seq analysis between ‘Ziniangxi’ and ‘Feizixiao’. These DEGs were found to participate in the regulation of cell development, material transportation, signal transduction, and plant morphogenesis, so they might play important roles in regulating plant dwarf-related traits. The high-density genetic map and QTLs identification related to dwarf traits can provide a valuable genetic resource and a basis for marker-assisted selection and genomic studies of litchi.     

干旱条件下玉米耐旱相关性状的QTL一致性图谱构建

 发掘玉米耐旱基因及其连锁分子标记是构建耐旱分子育种技术的重要基础。通过生物信息学手段整理玉米基因组数据库中已有耐旱相关性状的QTL信息,借助高密度玉米分子标记连锁图谱IBM和临近分子标记,建立耐旱相关性状的QTL一致性图谱,进而发掘通用QTL。研究显示,在干旱条件下于10个定位群体中共发现与9个玉米农艺及生理性状有关的181个QTL,建立了全长3582.1cM的耐旱相关性状的QTL一致性图谱,发掘出15个"通用耐旱QTL"及其连锁标记。研究结果为确定玉米耐旱基因位点和建立分子标记辅助育种技术创造了条件。     

数量性状基因座与动物育种

近年来随着现代分子生物学的发展 ,一些高效的分子遗传标记将各种畜禽的遗传图谱研究推向深入。为将复杂的数量性状分解为多个数量性状基因座进行定位分析 ,提供了研究单个基因特性的手段 ,为动物育种从数量性状的表型操作深入到基因型操作奠定了基础。本文就有关数量性状基因座的理论、基因图谱的构建、QTL的定位以及QTL与动物育种的关系展开了论述。     

以2b-RAD技术构建凡纳滨对虾遗传连锁图谱及生长性状QTL定位

【目的】构建凡纳滨对虾高密度遗传连锁图谱,并对生长相关性状进行QTL定位,筛选出生长性状相关候选基因,为后续开展凡纳滨对虾分子标记辅助育种、生长相关功能基因精细定位研究等提供理论依据。【方法】以耐低盐选育凡纳滨对虾为父本,厄瓜多尔野生凡纳滨对虾为母本,单尾交配,以2个亲本及150个F₁代个体为作图群体,通过2b-RAD测序挖掘SNP分子标记并构建遗传连锁图谱;结合生长性状表型数据,使用MapQTL 6.0在构建的遗传连锁图谱上对体质量、全长、体长、头胸甲长、头胸甲宽、头胸甲高等13个生长相关性状进行QTL定位。筛选QTL区间SNP分子标记附近的基因,经GO功能注释及KEGG信号通路富集分析,挖掘生长相关候选基因;并采用实时荧光定量PCR检测候选基因在凡纳滨对虾不同组织及不同群体间的表达情况。【结果】构建的凡纳滨对虾遗传连锁图谱包括3136个SNPs标记,分布在44个连锁群上;总图谱全长为5430.54 cM,平均图距为1.73 cM。生长性状QTL定位共产生79个生长性状相关QTLs,LOD范围为3.00~11.04,可解释的表型变异范围为9.0%~28.8%。根据GO功能注释及KEGG信号通路富集分析结果,最终筛选出4个生长相关候选基因（TOB2、CRAT、CCT6、KLF4）。4个候选基因在凡纳滨对虾各组织中均普遍表达,且CCT6、KLF4和TOB2基因在耐低盐选育家系群体中的相对表达量均高于常规的凡纳滨对虾群体,其中CCT6基因表达差异达显著水平（P<0.05）。【结论】基于2b-RAD技术构建的凡纳滨对虾遗传连锁图谱鉴定出79个与生长性状相关的QTLs,并筛选出4个与凡纳滨对虾生长性状相关的候选基因（CCT6、KLF4、TOB2和CRAT）。可见,以2b-RAD技术结合QTL定位能高效、快捷挖掘出凡纳滨对虾生长性状相关候选基因,为开展分子标记辅助育种、生长相关功能基因精细定位研究等提供技术支持。     

Construction of a genetic linkage map and QTL analysis for some leaf traits in pear (Pyrus L.)

The major incompatibility barriers to specific inbred lines and the long generation duration in Pyrus L. may hinder the Pyrus breeding process. A genetic linkage map provides the foundation for quantitative trait loci (QTL) mapping and molecular marker-assisted breeding. In this study, we constructed a genetic map with 145 F₁ populations from a cross of two cultivars, Yali and Jingbaili, using AFLP and SSR markers. The map consisted of 18 linkage groups which included 402 genetic markers and covered 1395.9 cM, with an average genetic distance of 3.8 cM. The interval mapping was used to identify quantitative trait loci associated with four leaf agronomic traits in the F₁ population. The results indicated that four QTLs were associated with leaf length, two QTLs with leaf width, two with leaf length/leaf width, and three with petiole length. The eleven QTLs were associated with 9.9%–48.5% of the phenotypic variation in different traits. It is considered that the map covers almost the whole genome, and molecular markers will be greatly helpful to the related breeding.     

水稻RIL群体高密度遗传图谱构建及粒型QTL定位

【目的】水稻粒型是与产量直接相关的重要农艺性状,影响稻米的外观品质和商品价值。挖掘新的水稻粒型相关基因,对揭示水稻粒型调控的遗传机理研究有重要意义,同时可为水稻粒型分子育种提供新的基因资源。【方法】以极端粒型差异的粳稻TD70和籼稻Kasalath,以及杂交构建的186个家系的重组自交系群体为研究材料,利用高通量测序技术对亲本和RIL株系进行深度测序。统计186个RIL基因型数据,利用滑动窗法(SNP/InDel数目为15),将窗口内SNP/InDel信息转换成窗口的基因型,预测染色体上的重组断点构建RIL群体的BinMap遗传图谱,结合2年的粒长、粒宽、粒厚和千粒重的表型数据,运用QTL IciMapping软件,采用复合区间作图法对RIL群体的4个性状进行QTL定位。【结果】构建了一张包含12 328个Bin标记的高密度遗传图谱,该图谱各染色体Bin标记数为763—1 367个,标记间平均物理距离为30.26 kb。粒长、粒宽、粒厚和千粒重4个性状在RIL群体中呈近正态连续分布,且2年间的变化趋势相似,符合QTL作图要求。2018年对粒长、粒宽、粒厚及千粒重进行QTL分析,共检测到...