甘蓝型油菜株高QTL定位及主效QTL区间候选基因预测

为了研究油菜株高的遗传基础,以2个甘蓝型油菜株系DH-7-9(矮杆)×DH-G-42(高杆)杂交后代连续自交的重组自交系群体(190个家系)为材料,在西宁和武汉2种环境下进行株高性状鉴定,结果显示,该重组自交系群体的株高表现连续变异并且符合正态分布。利用前期构建的遗传连锁图,结合2种环境下株高性状鉴定数据,采用Win QTLcart 2.5软件复合区间作图法(CIM)进行QTL定位和效应估计,结果表明,在2种环境下共检测到11个与株高性状相关的QTL,单个QTL可解释的表型变异为1.17%~10.45%。在A10连锁群上,主效QTL(q PH-X-A10或q PHW-A10)在两环境下可重复检测到,可解释10.24%~10.45%的表型变异。将156个拟南芥株高基因与该主效QTL置信区间对应的油菜基因组上的723个基因进行同源比较分析,在主效QTL区域内预测到2个株高候选基因Bna A10g07740D和Bna A10g12020D,其对应的拟南芥同源基因分别为ATGA20ox2、GA5/ATGA20ox1和STA1,均与拟南芥株高相关。     

缩节胺对胡麻株高和产量性状的影响

2014—2015年,通过盆栽试验和田间小区试验测定了缩节胺对胡麻株高和产量性状的影响。结果表明,喷施缩节胺可使胡麻植株高度降低2.59~13.74 cm,一级分枝缩短1.25~4.45 cm,有效缩小单株株冠面积,且对正常生长发育和其他农艺性状以及种子产量影响不大,提高胡麻抗倒伏能力效果显著。缩节胺的最佳施用期是胡麻现蕾期,最佳施用浓度是60 000~90 000 mg/kg。     

高粱株高性状的QTL定位初步分析

以高粱品种T70、P607为亲本构建的218株F6重组自交系群体为材料,对亲本及各单株的株高性状进行调查和微卫星序列重复(SSR)分析。运用复合区间作图法构建遗传连锁图,得到了包含65个SSR标记的遗传图谱,进行全基因组数量性状基因座(QTL)扫描,共监测到6个与株高相关的QTL,解释性状表型变异37.2%,其中2个QTL解释超过10%的表型变异。说明这6个与株高相关的QTL可作为利用分子标记辅助育种途径进行高粱遗传改良的依据。     

小麦株高发育动态QTL定位

【目的】检测小麦生长发育过程中控制株高的条件QTL和非条件QTL,揭示株高发育的分子遗传机理,获得更多调控株高的遗传信息。【方法】以两个主栽小麦品种花培3号和豫麦57的F1获得的含有168个株系的DH(双单倍体)群体为材料,自拔节至开花期,每隔7d取样测定株高(分蘖节至穗顶端)。根据3个环境下株高的表型数据和含有323个位点的分子遗传图谱,采用条件复合区间作图法进行小麦株高的发育动态QTL分析。【结果】共检测到18个非条件QTL和10个条件QTL。在18个非条件QTL中,Qph5D-1在前4个取样期(3月9日—4月23日)均能检测到,Qph4D-1在后3个取样期均能检测到,分别是挑旗前、后阶段影响株高的主效QTL,其它非条件QTL在少数几个取样期发现或效应很小。10个条件QTL中,Qph5D-1在两个阶段均能检测到,总贡献率为30.1%。Qph4B在5月1日—5月8日检测到,贡献率为20.3%,对后期株高的净增长量起主要作用。其它条件QTL只在一个阶段出现或效应较小。【结论】影响株高的QTL数目及其QTL表达效应在株高形成的过程中有很大的变化,说明控制株高生长的数量性状基因以一定的时空方式表达。在小麦育种中,本研究结果可为株高的分子标记辅助选择提供理论依据。     

甜玉米株高的多世代遗传分析与QTL定位

【目的】研究甜玉米株高的遗传模式和QTL定位,为玉米高产、耐密和抗倒伏育种提供理论依据。【方法】以株高有显著差异的甜玉米自交系T14和T4为亲本配制杂交组合,采用主基因+多基因混合遗传模型和P1、P2、F1、B1、B2和F26个世代联合分析的方法,对甜玉米株高性状进行遗传分析;以330个F2单株为作图群体,采用复合区间作图法和群体分离分析法(BSA法),在F2和F2:3家系中检测株高QTL。【结果】玉米株高受2对加性-显性-上位性主基因控制,在各个分离世代都以主基因遗传为主;在F2群体中,检测到的3个QTL位于第1染色体,2个QTL位于第5染色体上,对表型变异的贡献率为7.8%~28.8%;在F2:3家系中,检测到的4个QTL位于第1染色体,4个QTL位于第5染色体上,对表型变异的贡献率为4.8%~27.4%。【结论】在F2和F2:3家系中检测到的株高QTL都集中在第1和第5染色体上,形成了2个明显的株高QTL簇,这一结果与2对主基因+多基因的遗传模型相吻合。     

油菜株高QTL定位、整合和候选基因鉴定

【目的】通过对油菜株高进行多环境QTL定位并与已报道的油菜株高QTL和植物株高基因分别进行整合和比对分析,揭示油菜株高的遗传结构和候选基因并为其分子改良提供依据。【方法】以油菜优良品种中双11(测序)和No.73290(重测序)衍生的含184个单株的Bna ZNF2群体为试验材料。首先,对Bna ZNF2群体进行基因型分析,利用Joinmap 4.0软件构建了一张含803个分子标记的高密度遗传图谱。其次,对F2:3和F2:4家系进行连续两年(2010—2011)两点(武汉和西宁)田间试验和表型鉴定。然后,利用Bna ZNF2群体的基因型数据和F2:3以及F2:4家系的株高表型数据,采用Win QTLCart 2.5软件的复合区间作图法进行QTL检测。最后,利用元分析的方法采用Bio Mercator软件对不同环境中检测到的株高QTL进行整合。【结果】对两年两点环境下分别检测到的株高QTL进行整合总共得到5个株高QTL的位点:q PH.A2-1、q PH.A2-2、q PH.C2-1、q PH.C3-1和q PH.C3-2,分布于A2、C2和C3染色体上,解释2.6%—55.6%的表型方差。其中,q PH.A2-1和q PH.A2-2只在武汉检测到,而q PH.C2-1、q PH.C3-1和q PH.C3-2只在西宁检测到。位于C2连锁群的主效QTL-q PH.C2-1只在西宁被重复检测到,而且LOD值、加性效应和贡献率(分别为23.4、-16.0和55.6%)均高于前人报道,是目前发现的效应最大的一个油菜株高QTL。基于油菜基因组物理图谱对本研究和已报道的油菜株高QTL和植物株高基因分别进行整合和比对分析,获得了一个由183个QTL和287个候选基因组成的相对完整的油菜株高遗传结构图。其中,有18个株高QTL簇能在不同研究中被共同检测到,分布在A1、A2、A3、A6、A7、A9、C6和C7染色体上。另外,本研究定位到的5个油菜株高QTL的物理位置和已报道的油菜株高QTL均不重叠,因而是新的株高QTL位点。其中,q PH.A2-2、q PH.C3-1和q PH.C3-2物理区间内总共找到了15个株高同源基因,而11个在2个亲本中存在序列变异,被选作候选基因进行进一步研究。【结论】QTL定位和整合获得5个油菜株高QTL,均为首次报道而且都只在武汉或西宁被检测到。其中位于C2连锁群的主效QTL效应值超过以往报道,表现出极强的QTL与环境的互作。通过与已报道的油菜株高QTL和植物株高基因分别进行整合和比对分析,较为全面地揭示了油菜株高的遗传结构和候选基因,生物信息学分析还鉴定到11个位于本研究定位到的3个株高QTL区间内的候选基因。     

玉米株高和穗位高的QTL定位

为了鉴定株高、穗位高QTL的主效位点,利用高密度的SNP(单核苷酸多态性)连锁图谱和包含共同亲本的2个BC_2F_5群体,采用完备区间作图法对2个环境下的玉米株高和穗位高QTL进行分析。结果表明,BC_2F_5群体株高和穗位高存在广泛的变异;株高和穗位高性状受基因控制,同时受环境、基因型×环境互作的影响。在2个BC_2F_5群体中共检测到6个株高QTL和7个穗位高QTL,表型贡献率为8.36%～33.28%。影响株高、穗位高的主效QTLqPH2-2、qEH2-5均位于第2染色体Bin2.03～2.04区,表型贡献率分别为29.55%、31.86%。     

大豆株高QTL定位及Meta分析

以溧水中子黄豆和南农493-1杂交衍生的504个正反交F2:4家系为研究对象,于2008年在江苏南京和山东临沂两地种植,鉴定其株高表型。采用多QTL联合分析方法进行QTL分析,检测到株高存在环境效应和细胞质效应,定位了15个主效QTL、2个与环境互作的QTL和6个与细胞质互作的QTL。将Soybase数据库中信息完全的90个株高QTL和本研究检测的株高QTL映射到大豆公共图谱soymap 2上,利用BioMercator 2.1软件进行Meta分析。结果表明:分布于C2、F、L和M染色体上的18个较小置信区间存在一致性QTL,其中包括本研究发现的C2染色体上的qPH-6-2、qPH-6-3和M染色体上的qPH-7-1、qPH-7-2、qPH-7-3共5个QTL。     

大豆株型与产量相关性状QTL定位及候选基因预测

为探究与大豆株型和产量相关QTL位点及候选基因,对以东农42（♀）和东农50（♂）为亲本,与168个家系构建的F2:12、F2:13重组自交系（Recombination inbred lines,RILs）群体的株高、分枝数、四粒荚数、百粒重性状测定表型数据,运用IBM SPSS Statistics、R语言进行统计和相关性分析,并利用完备区间作图法（Inclusive composite interval mapping,ICIM）进行加性效应及上位效应分析,共计定位到43个QTL位点,贡献率超过10%的主效位点为14个,包括株高3个、分枝数8个、四粒荚数1个和百粒重2个;其中11个位点与前人已报道位点重合,分别位于4、6、8、16和19号染色体上;qBN-6-2(13.21%)、qBN-6-5(19.96%)和qBN-6-6(13.69%)为3个环境重复定位到的位点,qHSW-19-1与多个已报道位点均有重合。通过上位性分析,获得株高、分枝数、四粒荚数和百粒重位点分别为3、6、6和62对。根据所定位到的物理区间和定量预测,筛选到Glyma.04G238800、Glyma.03G1...     

不同环境条件下水稻株高的QTL定位分析

用水稻测序品种培矮64s和Nipponbare为亲本构建的含137个SSR标记的连锁遗传图谱和(培矮64s/Nipponbare)F2、F2∶3群体的180个单株(株系)对水稻的株高性状进行了2年2点的QTL定位分析。2年2点共检测到8个QTL分别位于第1、2、3、4、5、7、10染色体,表型贡献率6.9%～47.7%。F2群体(成都试点)共检测到6个QTL,分布在第1、1、3、4、5、7染色体上,F2∶3群体(海南试点)共检测到4个QTL,分布在第1、2、4、10染色体上,其中位于第1、4染色体上的qPH1-2和qPH4为重复检测到的QTL。对所定位QTL的价值、用QTL定位预测基因的功能等进行了探讨。     

多环境下玉米株高和穗位高的QTL定位

【目的】通过对玉米株高和穗位高进行多环境的QTL分析,寻找能够稳定表达的株高和穗位高主效QTL,以为玉米理想株型的分子育种提供理论依据。【方法】以优良玉米自交系许178×K12衍生的150个F7代重组自交系（recombinant inbred lines,RILs）群体为试验材料。首先,从MaizeGDB中选取495个SSR标记进行亲本间多态性筛选,利用具有多态性的标记进行群体基因型分析,使用MapMaker V3.0软件划分标记的连锁群并构建遗传连锁图谱。其次,采用IciMapping V4.0软件的完备区间作图法（inclusive composite interval mapping,ICIM）进行2年3点（陕西榆林、陕西杨凌、辽宁葫芦岛,2014-2015年）表型值及育种值的株高和穗位高QTL分析。最后,对株高和穗位高进行条件QTL分析,对照非条件QTL分析的结果,探讨株高和穗位高在QTL水平上的遗传关系。【结果】构建的遗传连锁图谱共包含191个SSR标记,图谱全长2 069.1 cM,平均图距10.8 cM。6种环境和育种值中,共检测到10个株高QTL和8个穗位高QTL,分布于第1、3、4、5、6、7、8和10染色体上,LOD介于3.25-8.36,加性效应值介于-6.41-8.70,单个QTL贡献率在6.96%-27.41%。这些QTL中有6个能在3种及以上环境中被检测到,且贡献率大于10.00%,是控制株高和穗位高的主效QTL。位于染色体Bin5.01/5.02区域同一位置的2个QTL在6种环境中被检测到,LOD介于3.25-6.48,加性效应值介于4.05-8.70。位于染色体Bin3.03/3.04区域同一位置的2个QTL在5种环境中被检测到,LOD介于4.71-8.36,加性效应值介于4.93-6.36。位于染色体Bin6.02区域同一位置的2个QTL在3种环境中被检测到,LOD介于3.52-5.21,加性效应值介于4.38-8.16。它们的增效等位基因均来自母本许178。条件QTL分析和非条件QTL分析的结果表明,这3个染色体区域的6个QTL是3个同时控制株高和穗位高的一因多效位点。【结论】玉米株高和穗位高的遗传受环境影响较大,大部分QTL只能在1种或2种环境中被检测到,3个主效QTL可以在3种及以上环境中被检测到,能够稳定地遗传,且贡献率高,有望在分子育种上得到应用。     

高油玉米突变体穗位高与株高的QTL定位

以EMS诱变获得的高油玉米(Zea mays L.)突变体ce03005为材料,对植株的穗位高和株高进行了遗传分析.通过随机区组试验设计,分析玉米167个BC1S1家系的穗位高和株高的变化.利用101对共显性引物构图,构图长度为1611.7cM,标记间平均距离为15.9 cM.用复合区间作图法进行数量性状位点(QTL)分析,共检测到3个控制稳位高的主效QTL和1个微效QTL,分别位于1号和2号染色体上,单个控制穗位高QTL的贡献率变幅为4.42％～15.42％;检测到2个控制株高的主效QTL和1个微效QTL,分别位于1号和4号染色体上,单个控制株高QTL的贡献率变幅为7.89％～12.53％.     

小麦单株产量与株高的QTL分析

 【目的】在QTL水平上揭示株高与产量的遗传关系及株高对产量的影响,为小麦高产育种株高的选择提供参考依据。【方法】利用分别包含229和485个家系的2个关联重组自交系群体（recombinant inbred lines,RIL）潍麦8号/烟农19（WY）和潍麦8号/济麦20（WJ）,绘制2个较高密度遗传连锁图谱。在3个环境下对单株产量和株高性状进行测量评价及非条件和条件QTL分析,研究株高与产量QTL的相互关系及排除株高影响后单株产量QTL效应的变化,探讨群体大小对QTL定位精度和准确性的影响。【结果】在WY群体中检测到5个单株产量QTL和15个株高QTL,其中,8个QTL解释大于10%的表型变异,3个为一因多效QTL;条件QTL分析表明,3个单株产量QTL与株高QTL无关,2个单株产量QTL的效应完全或部分由株高QTL所贡献,1个单株产量QTL的效应被株高QTL抑制。在WJ群体中检测到7个单株产量QTL和11个株高QTL,其中1个主效株高QTL加性效应值为8.82 cm,可解释20.68%的表型变异;条件QTL分析表明,5个单株产量QTL与株高QTL无关,2个单株产量QTL的效应完全由株高QTL所贡献。大群体WJ检测到的QTL效应值比小群体WY小,但LOD值高。【结论】株高与产量的关系是多重因素共同作用的结果,包括一因多效或紧密连锁、株高QTL对产量QTL表达的贡献与抑制、环境效应以及与其它性状的互作等。不同遗传背景、不同生态环境下株高对产量的贡献是各个因素相协调的结果,高产育种中对株高的选择在不同背景下应该有所区别;与小群体相比,大群体检测QTL的精度和准确性更高。     

调控玉米株高和穗位高候选基因Zmdle1的定位

【目的】株高是玉米株型育种的重要目标性状之一,不仅与玉米籽粒的机械化收获及抗倒伏相关,也与玉米产量密切相关。因此,挖掘玉米株高 QTL/基因并解析其功能具有重要的理论和育种价值,定位一个新的玉米矮秆基因 ZmDLE1,阐明其生物学功能,为加速改良玉米的株型提供重要的理论依据和基因资源。【方法】利用化学诱变剂甲基磺酸乙酯(EMS)诱变甘肃省农业科学院作物研究所自育玉米骨干自交系 LY8405,M₂后代分离获得一个单基因调控隐性遗传的玉米矮秆低穗位突变体,M₃、M₄后代能稳定遗传,命名为 dwarf and low ear mutant1(Zmdle1),通过与 Mo17 杂交构建 F₂分离群体,借助极端性状混池测序分析法(BSA-seq)及目标区段重组交换鉴定的方法,基于 Mo17 参考基因组对目标区段内的基因进行挖掘和功能注释,定位候选基因。【结果】开展了 Zmdle1 表型鉴定,突变体 Zmdle1 苗期表型与对照 LY8405 无显著性差异,成熟期植株株高和穗位高较 LY8405 分别降低 87...     

普通小麦株高的遗传分析

利用小麦扬麦9号和CI12633构建了184个重组自交系群体,利用双亲间多态的212个SSR标记绘制分子连锁图谱,图谱总长1 567.2 CM,标记间平均距离8.2 CM。在3年9次条件下对株高性状进行鉴定,利用复合区间作图法监测到6个株高QTL,它们分别位于1D、2A、2B、3A和5A染色体上,其中位于2B染色体上的QTL来自品种CI12633,其余5个QTL均来自矮杆亲本扬麦9号,单个QTL能够解释4.13%~17.44%的表型变异,每个环境条件下检测到的所有QTL能解释29.46%~46.46%的表型变异,5A染色体上的QTL在9次试验环境下均能被检测出来,同时其效应也是最大的QTL,说明这个QTL能够在育种中被利用。     

小麦株高相关性状的QTL分析

为探索小麦株高及其相关构成性状的遗传基础,以小麦品系"0911-46"与品系"42"杂交获得的F2及其衍生F2∶3群体为材料,应用SSR标记构建连锁图谱,在杨凌和乾县2种环境条件下对株高、穗下节长、基部第Ⅰ节长、基部第Ⅱ节长进行QTL定位研究。结果表明:所构建的连锁遗传图谱覆盖小麦全基因组的1 423.54cM,标记间的平均遗传距离为8.09cM。共检测到47个QTLs,涉及小麦1A、1D、2A、2B、2D、3A、4B、4D、5A、5B、5D、6B、6D、7A、7B、7D染色体。其中,有16个株高QTL,15个穗下节长QTL,8个基部第Ⅰ节长QTL,8个基部第Ⅱ节长QTL,单个QTL可解释0.29%~63.42%的表型变异。4D染色体上Xwmc473-Xwmc285标记区间内距Xwmc473标记2.07cM处,在F2和F2∶3的2种环境中都能检测到株高QTL,表现出世代间和环境稳定性。此外,在该标记区间还能同时检测到分别控制株高、穗下节长、基部第Ⅰ节长、基部第Ⅱ节长的QTL,表明这一标记区间是一个株高及其构成性状QTL富集区。     

QTL Analysis for Plant Height with Molecular Markers in Maize

Plant height has become one of important agronomic traits with the increase of planting densityrecently and the rapid developments of molecular markers have provided powerful tools to localize importantagronomic QTL at the genomic level. The purposes of this investigation are to map plant height QTL with mo-lecular markers and to analyze their genetic effects in maize. An F2:3 population from an elite combination(Zong3 × 87-1) was utilized for evaluating plant height in two locations, Wuhan and Xiangfan, with a ran-domized complete block design. The mapping population included 266 F2:3 family lines. A genetic linkagemap, containing 150 SSR and 24 RFLP markers, was constructed, spanning a total of 2 531.6 cm with an av-erage interval of 14.5 cm. Totally 10 QTL affecting plant height were mapped on six different chromosomeswith the composite interval mapping. Seven of 10 QTL were detected in two locations. The contributions tophenotypic variations for the single QTL varied between 5.3 and 17.1%. Additive, partial dominance, domi-nance, and overdominance actions existed among all detected QTL affecting plant heights. A large number ofdigenic interactions for plant height were detected by two-way analyses of variance. 107 and 98 two-locus com-binations were found to be significant at a 0.01 probability level in two locations respectively. 23 of them weresimultaneously detected in both locations. They accounted for phenotypic variations of 4.5 -11%. It was no-ticed that a locus, umc1122, had digenic interactive effects with other four different loci for plant height,which distributed on three chromosomes. A few of plant height QTL was involved in significant digenic inter-actions, but most significant interactions occurred between markers that are not adjacent to mapped QTL.These results demonstrated that epistatic interactions might play an equal importance role as the single-locuseffects in determining plant height of maize.     

亚麻快速生长期细胞壁形成相关基因的表达分析

【目的】亚麻在快速生长期其韧皮纤维细胞发育在SP(the snap point)点上下端分别经历细胞伸长和次生细胞壁加厚2个不重叠时期。研究亚麻快速生长期不同组织、不同时期、不同器官中与细胞壁形成相关的β-半乳糖苷酶(Lu BGALs)、纤维素合酶(Lu CESAs)等家族基因的表达谱,探讨快速生长期亚麻韧皮纤维细胞细胞壁的发育模式,为改善亚麻纤维产量提供理论依据。【方法】以生长45 d的亚麻根、茎韧皮纤维、叶为材料,用透射电镜观察并测量茎韧皮纤维细胞细胞壁结构和厚度,采用实时荧光定量(q RT-PCR)方法,研究亚麻快速生长期Lu BGALs和Lu CESAs等细胞壁形成相关的基因在亚麻韧皮纤维不同阶段的表达特点。【结果】在SP点上部TOP端纤维细胞细胞壁薄,约110 nm;紧邻SP点茎中部的MID区(约500 nm)和茎下部的BOT区(约650 nm),细胞壁厚度明显增厚,细胞壁质地均一,没有明显的分层现象,说明SP点中部和下部韧皮纤维细胞细胞壁已经开始加厚但还未进入次生壁加厚阶段,与TOP明显不同。亚麻Lu BGAL1在TOP区的表达显著低于MID区和BOT区,表明其主要参与纤维细胞细胞壁加厚过程。而Lu BGAL3、Lu BGAL6、Lu BGAL9在TOP区表达最高,MID区次之,表明此类基因主要参与亚麻韧皮细胞伸长和细胞壁重建过程。Lu BGAL5在幼嫩的TOP区表达量高,在亚麻茎较为成熟的MID区较低,说明Lu BGAL5在细胞壁形成过程中起作用。其他BGALs基因的表达量均较低。在亚麻茎幼嫩的TOP区纤维细胞中,亚麻纤维素合酶基因Lu CESA1、Lu CESA3、Lu CESA7、Lu CESA8、Lu CESA9和Lu CESA10都检测出较高的表达量,且明显高于其在MID区和BOT区的表达。其中Lu CESA3和Lu CESA10在MID区的表达显著低于BOT区,其他几个CESAs基因在MID和BOT的表达并无明显差异。结合这些基因在亚麻快速生长期不同器官中的表达模式,结果说明,亚麻中6个CESA(Lu CESA1、Lu CESA3、Lu CESA7、Lu CESA8、Lu CESA9和Lu CESA10)主要促进亚麻韧皮纤维细胞的伸长。Lu Su Sy在幼茎韧皮纤维细胞中表达量高,表明亚麻茎伸长和加粗需要大量能量。Lu XTH4在亚麻细胞壁发育过程中发挥作用。【结论】快速生长期亚麻茎韧皮纤维细胞细胞壁没有次生加厚过程;Lu BGAL3、Lu BGAL5、Lu BGAL6、Lu BGAL9、Lu CESA1、Lu CESA3、Lu CESA9和Lu CESA10在亚麻细胞壁细胞伸长过程中起作用;Lu BGAL1主要促进亚麻细胞壁加厚过程;Lu Su Sy和Lu XTH4在亚麻细胞壁发育中发挥作用。