夏大豆重组自交系群体遗传图谱构建及开花期QTL分析

【背景】开花期是大豆重要的生育期性状,不仅决定了大豆品种的适种范围,而且对大豆的产量和品质有重要影响。江淮地区是中国重要的大豆产区,目前对该地区夏大豆开花期性状遗传基础研究相对较少。【目的】利用2个夏大豆材料杂交衍生的重组自交系群体对开花期进行QTL定位,为分子标记辅助选择育种和基因克隆提供依据。【方法】以科丰35(KF35)和南农1138-2(NN1138-2)为亲本,构建了含91个家系(F2:8)的重组自交系群体(NJK3N-RIL),在6个环境下调查开花期性状数据。利用限制位点相关DNA测序(restriction-site associated DNA sequencing,RAD-seq)技术对群体亲本及家系材料进行SNP标记分型,并利用窗口滑动法进行bin标记划分。利用bin标记构建该群体的遗传图谱,结合多年多点的表型数据,使用QTL Network 2.2软件中的基于混合线性模型的复合区间作图法(mixed-model based composite interval mapping,MCIM)和Windows QTL Cartographer V2.5_011软件中的复合区间作图法(composite interval mapping,CIM)对开花期性状进行QTL分析。【结果】在大豆全基因组范围内共获得36 778个高质量SNP标记,被划分为1 733个bin标记。利用1 733个bin标记构建了一张覆盖大豆20条染色体遗传图谱,图谱长度为2 362.4 cM,标记间平均遗传距离为1.4 cM。利用MCIM法共检测到9个控制开花期的加性QTL、2对上位性QTL和1个环境互作QTL,3种效应累积贡献率分别为63.9%、4.6%和2.1%。利用CIM法共检测到10个控制开花期的QTL,其中qFT-8-1、qFT-11-1、qFT-15-1、qFT-16-1能在3个及以上环境检测到。综合2种分析方法,共检测到12个开花期QTL,其中qFT-8-1、qFT-11-1、qFT-15-1、qFT-16-1、qFT-16-2、qFT-20-1和qFT-20-2等能够被2种方法检测到。同时qFT-5-1、qFT-8-1、qFT-8-2、qFT-13-1、qFT-15-1和qFT-20-2等是本研究新检测到的开花期QTL。【结论】夏大豆开花期遗传构成复杂,但加性QTL效应占绝对优势,上位性互作及环境互作效应对开花期影响较小。qFT-8-1、qFT-11-1、qFT-15-1、qFT-16-1能够被2种方法在多个环境中检测到,是NJK3N-RIL群体中控制开花期的重要位点。     

中国和日本不同生态条件下大豆开花期的QTL分析

[目的]明确在不同生态条件下大豆开花期基因对其开花期影响.[方法]对由大豆品种FT-Abyara和C01杂交而来的99个F7世代的重组近交系在中国新疆和日本筑波不同栽培条件下大豆开花期的QTL进行分析.[结果]中国新疆的春播栽培条件下,只在第6号染色体上检测到在了一个主效QTL(E1基因).然而在日本筑波的夏播栽培条件下,除了在6号染色体上检测到了一个主效QTL外,在10号染色体上还检测到一个QTL(E2基因).[结论]在不同生态条件下,控制大豆开花期的基因作用不同.在新疆地区春播大豆的开花期主要由位于第6号染色体上E1开花期基因控制.春播大豆的品种选育上,要注重E1开花期基因的作用.     

应用Charleston×东农594重组自交系群体构建SSR大豆遗传图谱

 以美国半矮杆大豆品种Charleston为母本，东北农业大学高蛋白大豆品系东农594为父本及其F2:10代重组自交系的154个株系为试验材料，利用164个在亲本之间表现多态的SSR引物对群体进行了分析，构建了一张大豆遗传图谱。该大豆遗传图谱总长度1 913.5 cM，标记间平均距离为11.89 cM。每个连锁群长度变动在0.4～309.5 cM之间，连锁群上的标记数在2～28个之间。各连锁群上的SSR标记并不是均匀分布的，其中A1、C2、D1a三个连锁群存在标记密集区。与国内外已构建完成的5张大豆遗传图谱比较表明，该图谱与国外的大豆公共遗传图谱对应性较好。     

水稻重组自交系分子遗传图谱构建及分蘖角的QTL检测

利用株型差异显著的特大粒粳稻品系TD70和籼稻小粒品种Kasalath为亲本配制组合,以单粒传方法构建含240个株系的重组自交系(RIL)群体。选用838对SSR引物进行亲本多态性筛选,共检测到302对具有多态性的引物,频率为36.04%。从中选择带型清晰且在基因组中均匀分布的141个SSR标记对RIL群体进行基因型分析,结果表明:群体中父母本基因频率分别为53%和47%,群体结构平衡性好。构建的水稻分子连锁图谱共包含141个标记座位,总图距约1 832.47 cM,标记间平均图距为12.7 cM,标记间图距范围为0.43～36.11 cM,符合QTL作图的基本要求。除第1、第8染色体个别标记位置外,其他染色体上标记顺序和位置与已公布的日本晴遗传图谱序列基本一致。以该群体为材料,对分蘖角度进行了QTL检测,共检测到控制分蘖角度的3个QTL位点,分别是qTA8、qTA9和qTA11,贡献率分别为4.10%、26.08%和4.35%,其中qTA9包含控制水稻分蘖角度基因TAC1。该图谱的构建为研究籼粳交后代各种性状的遗传规律及QTL定位打下了基础。     

水稻重组自交系分子遗传图谱构建及分蘖角的QTL检测(英文)

利用株型差异显著的特大粒粳稻品系TD70和籼稻小粒品种Kasalath为亲本配制组合,以单粒传方法构建含240个株系的重组自交系(RIL)群体选用838对SSR引物进行亲本多态性筛选,共检测到302对具有多态性的引物,频率为36.04%从中选择带型清晰且在基因组中均匀分布的141个SSR标记对RIL群体进行基因型分析,结果表明:群体中父母本基因频率分别为53%和47%,群体结构平衡性好构建的水稻分子连锁图谱共包含141个标记座位,总图距约1832.47cM,标记间平均图距为12.7cM,标记间图距范围为0.43～36.11cM,符合QTL作图的基本要求除第1、第8染色体个别标记位置外,其他染色体上标记顺序和位置与已公布的日本晴遗传图谱序列基本一致以该群体为材料,对分蘖角度进行了QTL检测,共检测到控制分蘖角度的3个QTL位点,分别是qTA8、qTA9和qTA11,贡献率分别为4.10%、26.08%和4.35%,其中qTA9包含控制水稻分蘖角度基因TAC1。该图谱的构建为研究籼粳交后代各种性状的遗传规律及QTL定位打下了基础。     

玉米重组自交系群体遗传图谱的构建及标记

以黄早四和Mo 17为亲本,组建了含239份重组自交系的F9代分离群体.共选取了370对SSR引物用于亲本多态性筛选,结果有126对引物能扩增出清晰的多态性条带.用这些有多态性的引物进一步作群体分析,除有23对引物扩增效果较差外,其余引物在多态性、重复性方面均表现较好.最后,用该重组自交系群体构建了玉米分子标记遗传连锁图谱,该图谱拟合了103个分布于10个连锁群的微卫星标记位点,覆盖玉米整个基因组1 455.4 cM,标记间平均图距14.1 cM.     

小麦开花期QTL分析

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,对小麦品种熟期改良至关重要。以旱选10号×鲁麦14构建的包含有150个家系的DH群体为材料,在正常灌溉和干旱胁迫条件下对开花期进行QTL定位,结果表明,共检测到4个加性QTL位点和4对上位性QTL位点,其中,2种水分条件下在1D染色体上标记WMC222附近检测到的开花期QTL与先前利用相同群体检测到的抽穗期QHd-1D-1位于相同标记区间,且加性效应方向相同,表明该QTL与小麦成熟期相关,且稳定表达,可以用于辅助选择育种。     

大豆遗传图谱的构建

大豆是严格的自花授粉作物,是由古四倍体演变而来的二倍体,基因组较大,染色体又很小,难于进行细胞遗传学研究,因此构建分子遗传图谱并对重要性状进行QTL定位,对于重要性状基因的图位克隆及分子标记辅助育种具有重要意义。就大豆遗传图谱构建过程和研究进展进行综述,并对有待进一步研究领域进行了分析讨论,以期促进大豆遗传图谱的构建,促进育种工作的发展。     

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。     

利用AFLP构建棉花遗传图谱及纤维品质性状QTL分析

利用AFLP分子标记技术,以陆地棉(Gossypium hirsutum L.)品种中棉所8号与海岛棉(Gossypium barbadense L.)品种Pima90杂交产生的F2群体为材料,构建了包含11个连锁群和86个标记位点(31个标记位点前人未曾报道)的连锁图谱,图谱总长562.4 c M,约占棉花基因组的12.5%,标记间平均距离为6.5 c M。该图谱有5个连锁群被定位到相应的染色体上,6个连锁群未定位于染色体上。应用复合区间作图法分析F2单株和F2∶3家系的纤维品质性状,检测到11个与纤维品质有关的QTL,包括5个纤维长度(FL)、3个整齐度(FU)、1个马克隆值(FM)、2个伸长率(FE)的QTL,分别解释表型变异的17.7%~38.3%、16.3%~24.2%、24.7%、22.2%~46.5%。     

大豆重组自交系群体异黄酮含量QTL连锁定位与关联定位的比较研究

【目的】异黄酮是大豆等豆类植物中富含的一类次生代谢产物,对食品和保健产业有重要作用。大豆籽粒可分离出12种异黄酮组分,可归为三大类:大豆苷类异黄酮、染料木苷类异黄酮和黄豆苷类异黄酮。通过鉴定大豆籽粒异黄酮总含量及3个组分含量性状的加性及上位性QTL,进而全面解析其复杂的遗传构成。【方法】利用先进2号和赶泰2-2双亲衍生的大豆重组自交系群体NJRSXG,在5个环境下测定4个异黄酮含量性状:异黄酮总含量(total isoflavone content,SIFC)、大豆苷类异黄酮总含量(total daidzin group content,TDC)、染料木苷类异黄酮总含量(total genistin group content,TGC)和黄豆苷类异黄酮总含量(total glycitin group content,TGLC)。选用混合模型复合区间作图法(mixed-model-based composite interval mapping,MCIM)和限制性两阶段多位点全基因组关联分析方法(restricted two-stage multi-locus genome-wide a...     

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。     

大豆百粒重QTL定位及多样性评价

【目的】百粒重是大豆重要的育种目标性状,它不仅是产量构成因子之一,也是重要的品质性状,不同用途对百粒重有着不同要求。通过连锁分析定位大豆百粒重QTL,获得连锁标记,阐明QTL连锁标记在种质资源中的多样性特征,为百粒重定向改良提供依据。【方法】以冀豆12×黑豆（ZDD03651）杂交衍生的188个重组自交系的F_6:8和F_6:9群体为材料,采用WinQTL Cartographer V. 2.5的复合区间作图法（CIM）,经300次Permutation 计算,以P=0.05显著性水平确定QTL存在的阈值,定位百粒重QTL。连续3年在石家庄对来自国内外的205份大豆育成和地方品种的百粒重进行表型鉴定,利用定位到的百粒重QTL连锁SSR标记对种质资源材料进行基因型分型,在每个标记处确定发生频率大于5%（对应资源材料个数大于10个）的等位变异为有效等位变异,计算等位基因多样性指数,明确百粒重QTL在种质资源里的多样性特征,通过多重比较确定不同等位变异与百粒重的关系。【结果】在冀豆12×黑豆后代群体中,百粒重呈正态连续分布,遗传力为88.72%。共检测到5个百粒重QTL,分别位于Chr.02（D1b）、Chr.06（C2）、Chr.08（A2）和Chr.17（D2）染色体,遗传贡献率（R²）7.68%-12.83%,加性效应-0.65--0.84 g,增效基因均来自冀豆12。年份间稳定的QTL有2个,其中,qSW-6-1位于第6染色体Satt457-Sat_062,紧密连锁的标记为Satt281,贡献率最大值为12.02%,加性效应最大值为-0.81g;qSW-17-1位于第17染色体Satt301-Satt310,贡献率最大值为12.83%,加性效应最大值为-0.84g。在205份资源材料中,百粒重遗传力为96.88%。百粒重连锁SSR标记有效等位变异数为2-8个,多样性指数为0.34-0.82。发掘出大粒相关等位变异6个,分别为Satt281-227 bp、Barcsoyssr_2_304-245 bp、Satt301-199 bp、Sat_406-214 bp、Satt119-136 bp和Satt341-218 bp。其中Satt281-227 bp在RIL和资源材料中均为百粒重增效效应,主要分布在国内大粒育成品种中。筛选到含有4个及以上大粒相关等位变异的资源材料3份,分别为绿75、中品大黑豆和中野2号。【结论】在大豆育成品种冀豆12×地方品种黑豆的杂交后代群体中,检测到5个百粒重QTL,冀豆12含有1个在RIL和种质资源中均为大粒相关的优异等位变异。明确了上述5个QTL在205份育成品种和地方品种间的多样性分布特征,可应用于百粒重定向改良过程中的亲本选配及后代选择。     

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...     

不同环境下大豆荚粒性状的遗传与QTL分析

【目的】探讨大豆荚粒性状之间以及与产量之间的相互关系及其遗传机制,并定位控制其性状的QTL。【方法】以栽培大豆晋豆23为母本,半野生大豆灰布支黑豆为父本所衍生的474个重组自交系,通过3年2个重复的试验结果,用多年多点联合分析方法对荚粒及产量等9个性状进行遗传分析及数量性状定位。【结果】相关分析结果表明,产量与百粒重、粒长、单株粒重、2粒荚、3粒荚呈现显著或极显著正相关,在三年两地共定位了6个产量QTL、4个百粒重QTL、10个单株粒重QTL、2个粒宽QTL、5个粒长QTL、7个1粒荚QTL、5个2粒荚QTL、7个3粒荚QTL和5个4粒荚QTL。【结论】在不同年份和环境下检测到的QTL,可作为荚粒性状改良的候选染色体区段,用于分子标记辅助选择,同时也要注意环境的影响。     

油菜开花期QTL定位及与粒重的遗传关联性

【目的】明确中国和欧洲油菜开花期主控位点及其对粒重的影响,为早熟油菜品种选育提供科学依据。【方法】以欧洲冬油菜Sollux和中国品种高油605的选系(Gaoyou)杂交F1经小孢子培养产生的DH群体为材料,采用7年9种环境下的开花期表型数据和新版SG图谱定位开花期QTL,并采用条件遗传学和QTL分析相结合的条件QTL定位方法,解析开花期对千粒重QTL的影响,最后对各20个极端开花期株系的基因型和表现型进行性状-标记的符合度测定,为标记筛选用于辅助选育提供依据。【结果】应用WinQTLCart 2.5复合区间作图法,共检测到7个在3种以上环境中稳定表达的控制开花QTL,加性效应值在0.58—3.85 d,解释了表型总变异的84%。8对上位性QTL效应总和为加性总效应的41.8%。QTL与环境互作效应只在少数位点和个别环境中显著。在3个主效QTL峰值或相近位置上定位了4个在拟南芥中调控开花的关键基因FT、API、FLC和FY的6个同源拷贝,为发掘控制这些QTL的候选基因提供了有价值的参考信息。条件QTL分析表明,在4个增重效应均来自Gaoyou的千粒重QTL位点(qSWA2、qSWA3、qSWA4和qSWC2),大粒等位基因效应可能与开花早、籽粒灌浆期长有关。通过选择这些位点的早开花标记基因型有望同时提高种子千粒重,这也部分给出了开花期与千粒重之间极显著负相关的遗传解释,但2个粒重主效位点(qSWA7和qSWC8)的遗传效应不受开花期影响。根据SG群体极端开花期株系在3个效应值最大的QTL(qFTA2、qFTC2和qFTC6)区域标记基因型和开花期表现型的关联分析,筛选获得6个高质量、高吻合度的共显性标记推荐育种应用。qFTA2位点,标记辅助准确率为70%-80%;qFTC2和qFTC6位点的选择效率达到80%-100%。基因型组配分析显示,聚合qFTA2、qFTC2和qFTC6的早开花等位基因,可显著提早开花期,同步增加千粒重但不影响含油量和角果粒数。【结论】7个QTL均显示早开花等位基因来自中国亲本。拟南芥中调控开花关键基因FT、API、FLC和FY的6个同源拷贝定位到3个主效QTL峰值位置。开花迟、早显著影响4个千粒重QTL位点,但2个最重要的粒重位点(qSWA7和qSWC8)不受影响;3个主效QTL(qFTA2、qFTC2和qFTC6)的6个共显性标记可用于早熟基因的转育和早熟材料的筛选。     

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。