利用SNP标记和宁7840×Clark重组自交系(RIL)群体检测小麦染色体偏分离区域

为给小麦偏分离规律研究及小麦农艺性状的QTL定位研究提供相关信息,以普通小麦(Triticum aestivum L.)宁7840和Clark杂交得到的F12重组自交系(RIL)为试验材料,利用筛选出的2 404个单核苷酸多态性SNP标记和291个SSR标记对该群体进行遗传分析。结果表明,共有494个标记位点表现偏分离,占总标记数的18.3%,其中有429个标记偏向父本Clark,占偏分离标记数的86.8%,65个标记偏向母本宁7840,占偏分离标记数的13.2%。大多数偏分离标记在连锁图谱上成簇分布,形成偏分离区域(Segregation distortion region,SDR),共检测到33个SDR,分别位于1A、1B、2A、2B、3A、4B、5A、6A、6B、7A、7B和7D染色体上,其中有6个SDR偏向母本宁7840,27个SDR偏向父本Clark。杂合致死基因Ne2、导致偏分离的QSd.ksu-7D、核质互作增强子基因scs所在染色体区间分别与SDR-2B.1、SDR-7D.1、SDR-1A.2存在部分重合,这3个SDR中可能存在上述基因或其同源基因,在合子体选择和配子体选择共同作用下造成偏分离,形成SDR。     

小麦RIL群体SSR分子标记偏分离的遗传分析

为了研究小麦SSR分子标记偏分离的遗传特性,以普通小麦6044和0135杂交得到的F8重组自交系（RIL）群体为材料,利用具有多态性的76对SSR引物进行群体间分析。结果表明,有15个分子标记表现偏分离（P<0.05）,占总标记数的19.74%。这些偏分离标记中有7个标记偏向父本6044,占总偏分离标记位点数的46.67%;8个标记偏向母本0135,占总偏分离标记位点数的53.33%。这些标记在图谱上有两种分布形式,分别为成簇分布和孤立分布。在7条不同的染色体上均发现偏分离标记,其中在3条染色体上发现3个热点区域。     

普通小麦穗部性状QTL分析

为给小麦穗部性状标记辅助选择提供可供选择的分子标记,并进一步对小麦穗部相关性状QTL进行精细定位及相关基因克隆,利用普通小麦Heyne×Lakin杂交F2代单粒传获得的145个F6代重组自交系(recombinant inbred line,RIL)群体,构建了含有2 210个标记(2 068个SNP标记和142个SSR标记)的总长度为2 139.35cM的遗传连锁图谱,并利用该图谱对小麦穗部性状(穗长、小穗数、穗密度)进行了QTL分析。结果表明,共检测出16个加性QTL,其中,与穗长相关的QTL有6个,分布在2A、2D、3B、4D、5A和7D染色体上,可解释表型变异7.58%~15.94%;与小穗数相关的QTL有4个,分布在1A、4A和7D染色体上,可解释表型变异7.28%~14.78%;与穗密度相关的QTL有6个,位于4D、5A和6B染色体上,可解释表型变异5.60%~20.06%。     

利用90K基因芯片进行小麦旗叶相关性状的QTL定位

为了发掘影响小麦旗叶相关性状的QTL,以小麦骨干亲本周8425B与优良品种小偃81构建的包含102个家系的重组自交系(Recombinant inbred line,RIL)为材料,采用小麦90KSNP基因芯片技术和SSR标记对其进行分子标记检测,构建含有全基因组SNP和SSR标记的高密度遗传图谱,并在4个环境下对小麦旗叶相关性状QTL进行检测。结果表明,所构建图谱含有6 949对多态性标记,其中,SNP标记6 910对,SSR标记39对,覆盖染色体总长度4 839.9cM,标记间平均距离0.7cM;A、B和D染色体组分别有2 085、4 677和187对标记,分别占总标记数的30.0%、67.5%和2.7%,标记间平均距离分别为1.0、0.6和0.8cM。采用完备复合区间作图法共检测到22个旗叶性状加性效应QTL,10个旗叶长QTL分布于2A、3B、4B、5A、6B和7B染色体上,解释表型变异7.900%~24.098%,除Qfll2A-1能在2个环境中检测到外,其余均为单环境QTL;4个旗叶宽QTL分布于2A、3A和5B染色体上,解释表型变异9.080%~16.540%,其中,Qflw2A-1在3个环境中均能检测到,解释表型变异12.483%~16.540%,为1个稳定的主效QTL;8个旗叶面积QTL分布于2A、3B、4B、5A、6B和7A染色体上,解释表型变异9.310%~30.498%,其中,3个QTL位于5A染色体上。此外,鉴定出3个分布于2A、5A和6B染色体上的QTL富集区段。     

利用永久F2群体定位小麦穗部性状相关的QTL

为发掘与小麦穗部性状相关的QTL,利用普通小麦BS366与白玉149杂交组合培育的73个DH群体为材料,构建了一套包含232个杂交组合的小麦永久F_2群体,基于90K SNP芯片标记构建了高密度遗传图谱,并利用该图谱对2个环境下的穗长、小穗数、穗粒数和千粒重进行QTL定位。结果发现,所构建的图谱总长19 533 cM,含有8 726个SNP标记,平均标记距离为2.24cM。结合群体基因分型结果,8 726个SNP标记合并为3 078个BIN标记,其中A基因组有1 283个(41.7%),B基因组有1 188个(38.6%),D基因组仅有607个(19.7%);共检测到96个QTL,分布在除3B和6B以外的19条染色体上,其中,控制穗长、小穗数、穗粒数和千粒重的QTL分别有20、59、6和11个,单一QTL可解释0.15%～12.34%的表型变异。51个QTL加性效应为正值,表明其加性效应来自于母本BS366;45个QTL加性效应为负值,表明其加性效应来自于父本白玉149。23个QTL的表型变异解释率大于5%,为主效QTL。     

玉米生物诱导孤雌生殖DH群体的SNP偏分离分析

以单交种先玉335作母本,与京科诱006单倍体诱导系杂交,产生单倍体及秋水仙素加倍形成双单倍体(DH)群体,用SNP芯片对DH群体进行基因型分析,获得1 337个在先玉335的双亲间有多态的SNP数据,对SNP进行卡方检测(P0.05),发现516个SNP表现偏分离,占38.6%,这些偏分离SNP中有285个偏向母本PH6WC,占55.2%;231个偏向父本PH4CV,占44.8%。在玉米的8条染色体上,发现10个偏分离热点区域(SDR),分析SNP的χ2值与其在染色体上的位置之间的关系发现,χ2值最大的SNP往往在SDR的中心位置。     

陆地棉野生种系玛丽加朗特85基于SSR的遗传图谱

用陆地棉野生种系玛丽加朗特85与栽培种中棉所16杂交的188个F₂单株,利用SSR标记构建了玛丽加朗特85的遗传图谱。图谱包含245个位点,26个连锁群,覆盖19条染色体,总长为1 866.05 cM,标记间平均距离为7.62 cM。其中79个标记偏离孟德尔分离比例,有5条染色体存在偏分离密集区（Segregation distortion region, SDR）：17号染色体上有2个SDR,3号、14号、15号和21号染色体上各有1个SDR。该研究为玛丽加朗特85优良性状基因定位、分子标记辅助育种奠定了工作基础。     

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。     

基于GBS技术构建四倍体杂交冰草超高密度遗传连锁图谱

冰草是优良的牧草,也是小麦等麦类作物抗逆遗传改良的重要基因库。构建冰草超高密度遗传连锁图谱,有利于冰草的标记辅助育种和遗传分析。本研究利用基因分型测序（GBS）技术,对四倍体杂交冰草F₂分离群体的115个单株及其亲本蒙古冰草和航道冰草进行高通量SNP基因分型,经测序获得了超过584 Gb的数据,SNP鉴定以及完整度和偏分离过滤后,最终得到了5 035个高质量的SNP标记;采用Join Map 4.0作图软件构建四倍体冰草超高密度遗传连锁图谱,该遗传图谱包括14个连锁群,各连锁群的长度范围在68.959～280.309 cM之间,平均长度为153.473 cM,覆盖的基因组总长度为  2 148.621 cM,标记间的平均距离为0.427 cM。该图谱是目前冰草中分子标记数目最多、密度最高的遗传连锁图谱,为进一步开展冰草品质、抗性等重要性状的QTL定位、图位克隆及分子标记辅助育种研究等奠定了基础。     

高粱分子遗传图谱的构建

以感、抗螟虫高粱自交系ICSV745和PB15881-3杂交获得的252份F5重组自交系为试材,采用SSR分子标记,构建了包含10个连锁群、104个SSR分子标记组成的高粱连锁图谱.该图谱覆盖基因组长度1 656 cM,平均图距15.9 cM.连锁群上有22.1%偏分离,偏分离标记在连锁群上聚集出现.     

普通小麦“宁7840×Clark”RIL群体抗条锈病QTL分析(英文)

为了解小麦条锈病抗病基因在染色体上的位置,对源自小麦杂交组合宁7840×Clark的重组自交系(RIL)群体进行了抗条锈病QTL分析。结果表明,在染色体1BS上检测到一个主效的QTL即QYr-hwwg-1B。该QTL由抗病亲本宁7840提供,位于SNP标记Xsnp3620和Xsnp5435之间,区间长度为2.5cM,可解释55.8%的表型变异。根据宁7840的小种抗性推测QYr-hwwg-1B可能是由来自1B/1R易位系的抗病基因Yr9引起的。抗性基因Yr9、Yr10、Yr15、Yr24、Yr26、YrH52和YrAlp均位于小麦1B染色体短臂的一端,形成一个抗条锈基因簇,并与SSR标记Xgwm11紧密连锁。另外,有56个SNP标记与该标记区间共分离,可以用于小麦抗条锈基因精细定位图谱的构建及分子标记辅助选择育种。     

小麦穗部性状和株高的QTL定位及T6VS·6AL易位效应分析

为了发掘新的穗部性状和株高QTL,利用扬麦17与扬麦18杂交后代206个单株组成的F2群体,构建了一个由141个SSR标记组成的全长1005.1cM的遗传图谱。该图谱包括26个连锁群,覆盖15条染色体,标记间平均距离为7.03cM。结合F2和F2:3群体的表型数据,对穗部性状和株高进行QTL分析,利用复合区间作图法检测出15个QTL,分布在2B、2D、4B、5A、5B和7A染色体上,其中4个QTL能够同时在两个世代被检测到,表型变异解释率为1.93%~20.78%,穗长QTLQSl-YY-2D、QSl-YY-5A和株高QTLQPh-YY-4B的贡献率超过10%。根据6VS特异性标记鉴定和表型调查结果,推测扬麦18的6VS上携带有增加穗长和穗粒数的基因,且为部分显性。2B染色体上总小穗数和5B染色体上穗粒数、穗基部结实粒数的QTL增效等位基因及2D、4B染色体上降低株高的QTL增效等位基因均来自扬麦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。     

利用多种SSR引物构建小麦遗传连锁图谱及其多态性分析

为完善小麦遗传图谱并对小麦主要品质性状进行QTL定位,以小麦京771和Pm97034及其173个后代重组自交系(RIL)为作图群体,利用906对SSR引物筛选出RIL群体双亲表现多态性的引物270对,多态性频率为29.8%.利用这270对引物对RIL群体进行分析,共检测到184个多态性标记位点,利用其中的129个标记构建小麦分子的遗传连锁图谱.用Mapmaker 3.0和Mapdraw V2.1软件将129个SSR位点绘在小麦遗传连锁图上,该图谱覆盖小麦基因组全长2 106.2 cM,标记间的平均遗传距离为16.32 cM.     

野生大豆×栽培大豆RIL群体高密度遗传图谱构建及SNP偏分离分析

通过研究野生大豆与栽培种大豆群体构建过程中产生的偏分离现象，发掘偏分离区间(Segregation Distortion Region, SDR)和候选基因，有助于探究偏分离在大豆中的产生机制。应用地方品种“一千粒”和野生品种“长岭野生豆”配置杂交组合，获得F₆代重组自交系(Recombinant Inbred Lines, RIL)株系200株，利用SLAF-seq进行测序分析，构建高密度遗传图谱，获得该群体可靠的4 564个SNP标记。偏分离分析发现，648个标记发生偏分离(P<0.05),占总标记的14.20%。获得22个SDR,分布在9个不同的染色体上。在SDR区间内共发现8个重度偏分离热点区域(Extreme Segregation Distortion, ESDR),分布在5个不同的染色体上，其中3个ESDR偏向父本野生型，5个ESDR偏向母本栽培型。利用基因功能注释及全基因组重测序数据，结合ESDR区域，影响胚胎发育(Glyma.01G051400)及雌配子体发育(Glyma.16G072700)的基因分别被认为是ESDR1-1和ESDR16-...     

普通小麦品种科成麦2号抗条锈病基因鉴定及分子作图

普通小麦品种科成麦2号（咸阳大穗/E10//多花1号/3/贵农20/4/绵阳26）,对我国目前流行的小麦条锈菌生理小种条中32和水源11-4表现免疫或近免疫,而科成麦2号的近等基因系CD1438对条中32和水源11-4高感。为了给小麦抗条锈病育种提供参考依据,对科成麦2号/CD1438杂交组合的F1材料以及F2、F3群体进行了抗病性鉴定与遗传分析,结果表明,科成麦2号对条中32的抗性受细胞核内的显性单基因控制,暂命名为YrKC2。利用集群分离分析法（BSA）和简单重复序列（SSR）分子标记分析,发现了7个与YrKC2连锁的SSR标记并构建连锁标记遗传图谱,其中Xcfd65/Xgwm11紧邻YrKC2,遗传距离为1.7 cM;Xgwm18、Xbarc187/Xwmc406、Xwmc419、Xwmc216依次排列,与YrKC2的遗传距离分别为2.5、3.3、6.0、9.2 cM。根据SSR分子标记的遗传图谱,将YrKC2定位在小麦的1B染色体短臂上。通过系谱分析和分子标记分析,推测YrKC2可能来源于小麦品种贵农20。基因等位性鉴定表明,YrKC2可能与Yr26、Yr24和YrCH42互为等位基因。     

水稻SSR及Indel分子标记在籼粳交F_2群体的偏分离分析

偏分离是指遗传标记的观察频率偏离预期的孟德尔式分离频率的现象,其可以增加群体中杂合等位基因或者异型染色体的频率,是一种重要的进化动力。本研究以粳稻材料日本晴及籼稻材料千粒稻为亲本获得80株F2群体,构建了一张含92对SSR标记和44对Indel标记的遗传图谱。结果发现,F2群体中,116个标记表现为偏分离现象(85.29%),其中79个极度偏分离(68.10%)。偏分离标记中由合子偏分离引起的有20个,配子偏分离引起的93个,RM3484,RM3702,os7-38.4既不是由合子选择引起也不是由配子选择引起。Indel标记偏分离率(97.72%)明显高于SSR标记偏分离率(79.34%),且所有偏分离标记皆偏向于千粒稻。结合本研究结果,对偏分离现象产生的原因进行了分析。     

来自莫迦小麦(T. macha)的T型恢复基因Rf3和K型不育基因rfv1的SSR标记分析

为了建立非1B/1R类型K型小麦细胞质雄性不育系的分子标记辅助选育技术体系,对基础遗传材料Tm3314来自莫迦小麦1BS染色体的T 型恢复基因Rf3和K型不育基因rfv1进行了分子标记定位.以Tm3314和T型不育系T504A的杂交F2代作为定位群体,利用分离集团分析法(BSA),从1BS染色体上10对SSR引物中筛选出与目的基因连锁的2个SSR标记Xbarc8和Xgwm18.然后结合(T504A/Tm3314)F2群体在T型细胞质下的育性分离情况和F2可育株与K型不育系K119A测交所得的K型细胞质下的育性结果,运用Mapmaker 3.0b软件进行连锁分析,结果表明,Xbarc8和Xgwm18与Rf3基因的遗传距离分别为5.5 cM和8.1 cM,与rfv1基因的遗传距离分别为22.2 cM和19.6 cM,且2个SSR标记位于两个育性基因之间.     

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。     

茶树AFLP分子连锁图谱的构建

采用改进的AFLP技术体系,对祁门4号×潮安大乌叶的F1代群体进行连锁图谱的构建。经22对引物组合的选择性扩增,共获得1925条带,平均每对引物产生87.5条带,获得多态性带485条,多态性带的比率为25.19%。共有356(73.40%)个多态性位点符合孟德尔分离比例(P=0.01),其中发生1:1分离的位点为247(69.38%)个,发生3:1分离的位点为109(30.62%)个。采用Mapmaker/Exp3.0软件进行连锁分析,分别构建了祁门4号与潮安大乌叶的AFLP分子连锁图谱,其中母本图谱包括由208个标记组成的17个连锁群,总图距为2457.7cM,标记间平均间距为11.9cM。父本图谱包括由200个标记组成的16个连锁群,总图距为2545.3cM,标记间平均间距为12.8cM。     

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。