基于F_1家系关联群体的野生大豆优异基因挖掘方法研究

为了研究F_1家系关联群体在野生大豆优异基因挖掘中的效果,以大豆Hap Map数据为基础,以大豆食心虫抗性为例,分别考虑不同遗传模型、基因数目、群体大小及遗传力大小,模拟自交系群体基因型及表型,并采用顶交的方式模拟生成F_1家系关联群体,模拟其表型,在基因型与表型模拟的基础上,采用全基因组关联分析的方法比较二者的检测效力。经比较,F_1家系关联群体在4种遗传模型条件下的平均检出数目分别为3.82,3.82,3.80和3.78,均显著高于自交系群体的平均检出数目(2.08,2.09,2.08和1.87)。分别在一定的群体大小、目标基因数目及遗传力大小下,比较自交系群体和F_1家系关联群体的检测效力,结果表明,二者均随群体大小增大、基因数目的减少及遗传力的增大而提升,且在相同条件下,F_1家系关联群体的检测效力高于自交系群体。通过顶交的方式构建F_1家系关联群体,可有效降低不良基因干扰,因此可大幅提高检测效力,从而使F_1家系关联群体检测效果优于野生大豆资源群体。     

玉米种子休眠性数量遗传体系的判别

运用植物数量性状主基因 多基因混合遗传模型的方法对普通玉米自交系R08与A318杂交组合的P1、P2、F1和F2∶34个世代群体的种子休眠性进行了分析。结果表明:R08×A318组合种子休眠性的遗传符合一对加性-显性主基因 加性-显性-上位性多基因模型(D-0模型)。在F2∶3家系世代,主基因方差为0.9455,多基因方差为0.1196。主基因遗传率在F2∶3家系群体中为72.49%,多基因遗传率为9.17%。     

大豆对豆卷叶螟抗性的主基因+多基因混合遗传

豆卷叶螟为南京地区大豆的主要食叶害虫.研究大豆对豆卷叶螟抗性的遗传规律,为其抗性机理研究、QTL初级与精细定位、抗虫育种和分子标记辅助选择育种奠定基础.为此,在田间自然虫源条件下,以溧水中子黄豆和南农493-1正反交组合的F2群体为材料,F2单株叶片损失率为抗性鉴定指标,应用亲本、F1和F2四个世代的数量性状主基因 多基因混合遗传分析方法,分析了大豆对豆卷叶螟抗性的遗传规律.结果表明,大豆对豆卷叶螟的抗性由两对加性-显性-上位性主基因 多基因混合遗传模型控制,主基因遗传率为62.93%,且两对主基因间存在互作.因此,大豆对卷叶螟抗性符合2对主基因 多基因的遗传模式,说明大豆对不同虫源的抗虫性性状存在相似的遗传规律.     

低氮胁迫下大麦苗期株高和根长的遗传特性

为指导大麦耐低氮育种,以耐低氮大麦材料BI-04与低氮敏感材料BI-45衍生的F3群体为供试材料,利用主基因十多基因混合遗传模型,对低氮胁迫下大麦苗期的株高和根长性状进行了遗传分析.结果表明,低氮胁迫下,F3群体株高表现为13-4遗传模型,即2对主基因的等加性遗传模型,遗传率为30.99％,说明选育株高性状可以在相对较早的世代进行.F3群体根长则表现为A-0遗传模型,即无主基因遗传模型,说明选育根长性状需要在较晚世代进行.     

大豆抗食叶性害虫遗传的初步研究

在田间自然虫源条件下,大豆对食叶性害虫综合抗性的遗传表现为一对主基因＋多基因的遗传模式,抗性表现为显性。Ｆ２群体与Ｆ２：３家系抗虫性分离相当明显,根据Ｆ２·３家系估计的主基因遗传率比根据Ｆ２群体估计的主基因遗传率要高,分别是６５．３８％和４８．１９％。对Ｆ２个体和Ｆ２·３家系的主要基因基因型分类作了估计。     

大豆耐铝毒的鉴定和相关根系性状的遗传分析

选取黄淮海和长江中下游地区代表性材料51份,在苗期以株高、叶龄、根干重和茎叶干重隶属函数的平均值为指标进行耐铝毒性鉴定,从中筛选出惠民铁竹杆、齐黄1号、长垣范屯小天鹅蛋、汝南平顶豆、油91-11、上海大青豆(选)和新昌六月豆等强耐性材料(1级)和5-5、大乌豆、南农1138-2×86-53等强敏感性(5级)材料.相关分析表明,一级侧根数、主根长、总根长、根体积和根干重的相对值与耐铝毒隶属函数值均呈极显著相关,可作为耐铝毒性的根系性状指标.利用"波高×NG94-156"衍生的重组自交家系群体为材料,采用主基因 多基因混合遗传模型分离分析方法对耐铝毒相关根系性状进行遗传分析.结果表明,该两亲本间(4级与2级间)一级侧根数比、主根长比、总根长比和根干重比的遗传为3对主基因加多基因模型,主基因遗传率为80.22%-91.81%,多基因遗传率为3.52%-11.39%;根体积比的遗传为3对主基因模型,主基因遗传率为93.44%.耐铝毒相关根系性状主要由主基因控制.     

大豆抗烟粉虱的遗传分析

利用高抗烟粉虱种质滑皮豆和高感种质齐黄26,组配滑皮豆×齐黄26杂交组合,分别在山东济南、冠县构 建了F_1、F_(2:3)遗传群体,调查亲本、F_1群体和F_(2:3)群体各个家系单叶感染烟粉虱的平均数,采用植物数量性状主基因+多基因混合遗传分离分析方法,分析各遗传群体抗烟粉虱的遗传模式.结果表明:大豆对烟粉虱抗性的遗传符合一对主基因+多基因的混合遗传模式,主基冈的遗传率较高,分别为61.86%和97.43%;多基冈的遗传率较低,分别为23.76%和0.88%;而且不同地点的主基因和多基因遗传率差异较大.说明大豆抗烟粉虱既受主基因控制,又存在多基因效应,同时受环境因素影响.改良大豆品种对烟粉虱的抗性应重点利用主基因,同时兼顾多基因的积累.     

花生种子长宽比性状遗传分析和相关SSR标记筛选

本研究以‘花育36号’ב高油613’构建重组自交系(recombinant inbred line,RIL)群体为试验材料,考察2个环境下(E1、E2)RIL群体种子长宽比表型数据,采用数量性状主基因+多基因混合遗传模型联合分离分析方法进行遗传分析。结果表明,E1环境下花生种子长宽比符合B_1_8模型(即2对存在重叠作用的独立主基因遗传模型),主基因间互作效应为-0.19,主基因遗传率为89.86%;E2环境花生种子长宽比符合B_1_7模型(即2对存在互补作用的独立主基因遗传模型),主基因间互作效应为-0.22,主基因遗传率为92.04%。通过对多态性SSR标记筛选和相关性分析,发现标记AGGS1325在2个环境下均与种子长宽比显著性相关。本研究将为深入开展花生粒型分子机制研究和推进花生外观品质育种提供重要理论基础。     

大豆苗期耐盐性的遗传及QTL定位分析

利用重组自交系群体NJRIKY进行大豆苗期耐盐性的遗传及QTL定位分析。以每个家系的平均存活时间为耐盐指标,采用主基因+多基因混合遗传模型进行RIL遗传分析,结果表明,NJRIKY群体的耐盐性遗传符合F-3模型,即由3对主基因控制,没有多基因修饰,主基因遗传率是64.4%。利用Cartographer V.2.5进行QTL定位。结果显示,共检测到3个耐盐QTL,它们分别位于B1、G和K三个连锁群上,分别解释8.4%、17.9%和11.3%的表型变异。     

野生大豆和抗草甘膦转基因大豆杂交后代的适合度分析

野生大豆是大豆遗传改良的重要资源.转基因大豆可能对野生大豆资源存在潜在的农业和生态风险.外源基因从抗草甘膦转基因大豆向野生大豆材料的逃逸不仅需要成功的杂交,还要依赖于杂交后代的适合度.因此野生大豆和抗草甘膦转基因大豆杂交后代的适合度分析,对评价抗草甘膦转基因逃逸引起的生态风险非常必要.在网室条件下,4个野生大豆材料和抗草甘膦转基因大豆RR能够杂交结实,获得有抗草甘膦基因杂交后代群体F1和F2(江浦野生豆-5×RR).对杂交后代及其母本野生大豆材料的7个农艺性状进行调查,计算适合度并进行t测验分析.结果表明:在没有草甘膦的选择压力下,杂交后代在一些性状上的相对适合度高于母本野生大豆材料;江浦野生豆-5和RR杂交F2代敏感株与抗性株在7个农艺性状有相对适合度上均差异不显著.     

花生晚斑病抗性遗传分离分析

选用高抗晚斑病种质ICGV86699与高感花生品种中花5号作亲本构建重组近交系XA-RIL群体,采用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型分析晚斑病抗性的遗传特性。结果表明,XA-RIL群体家系间晚斑病抗性差异极显著,抗性受2对加性-上位性主基因+加性-上位性多基因控制,主基因遗传率为60.10%~86.61%,微效多基因遗传率为6.65%~32.77%。相关分析表明,晚斑病抗性与晚熟、结果数少、小籽粒等性状连锁。鉴定出家系XA006为一个综合农艺性状优良的高产、高抗晚斑病材料。     

花瓣色素定量法对甘蓝型油菜白花性状的质量-数量遗传模型分析

采用无水乙醇提取油菜花瓣色素,在439nm波长下测定提取液的吸光度,实现对甘蓝型油菜白花性状的量化观察,并应用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型多世代联合分析法,对甘蓝型油菜杂交组合(HW 243×HZ 21-1)和(HW 243×中油821)的P1、P2、F1、F2、B1和B2世代群体进行分析,研究花瓣颜色的遗传特性。结果显示:甘蓝型油菜白花性状表现为数量性状,其遗传符合2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因遗传模型(E-O),以主基因作用为主,多基因的作用相对较小;2对主基因的加性、显性和上位性效应均具有较大的作用;主基因的遗传力较高;受环境影响较小。在F2群体中主基因的遗传率为95.51%和96.35%,多基因遗传率为3.65%和2.43%;在B1群体中主基因的遗传率为53.00%和49.59%,多基因遗传率分别为39.93%和39.84%;在B2群体中主基因的遗传率为97.38%和95.51%,多基因遗传率分别为2.17%和1.57%。     

不同遗传背景下大豆百粒重的遗传模型分析

以1个共同亲本(合丰25)衍生的3个重组自交系(合丰25×Bayfield杂交衍生的144个F2∶12,合丰25×Conrad杂交衍生的140个F2∶11,合丰25×Mapple Arrow杂交衍生的117个F2∶12)为研究材料,利用主基因+多基因遗传体系对这3个群体在2013年哈尔滨环境条件下的百粒重遗传模型进行分析。结果表明:合丰25×Conrad群体后代大豆百粒重遗传呈现2对主基因+多基因遗传模型,合丰25×Mapple Arrow群体后代大豆百粒重遗传呈现主基因+加性多基因的遗传模型,合丰25×Baybield杂交群体后代大豆百粒重遗传呈现2对主基因+多基因遗传模型,表明有相似的遗传背景的重组自交系群体在相同环境条件下,具有类似的遗传模型,为大豆高产育种提供了有益的参考。     

野生大豆和抗草甘膦转基因大豆杂交后代的适合度分析（英文）

野生大豆是大豆遗传改良的重要资源。转基因大豆可能对野生大豆资源存在潜在的农业和生态风险。外源基因从抗草甘膦转基因大豆向野生大豆材料的逃逸不仅需要成功的杂交,还要依赖于杂交后代的适合度。因此野生大豆和抗草甘膦转基因大豆杂交后代的适合度分析,对评价抗草甘膦转基因逃逸引起的生态风险非常必要。在网室条件下,4个野生大豆材料和抗草甘膦转基因大豆RR能够杂交结实,获得有抗草甘膦基因杂交后代群体F1和F2(江浦野生豆-5×RR)。对杂交后代及其母本野生大豆材料的7个农艺性状进行调查,计算适合度并进行t测验分析。结果表明:在没有草甘膦的选择压力下,杂交后代在一些性状上的相对适合度高于母本野生大豆材料;江浦野生豆 －5 和 RR 杂交 F2代敏感株与抗性株在 7 个农艺性状的相对适合度上均差异不显著。     

不同盐分胁迫对野生大豆种子发芽的影响

一年生野生大豆是栽培大豆的野生近缘种和基因资源,具有耐盐碱、抗寒、抗病等优良性状.研究其种子萌发的耐盐性,为利用盐碱地资源和野大豆的引种驯化供依据.以山东德州一年生野大豆为材料,研究NaCl、Na2SO4、Na2CO3及三者的混合盐的胁迫对野大豆种子的发芽率、发芽势、发芽指数及胚生长的影响.随盐溶液浓度的增加,野大豆种子的发芽率、发芽速度、发芽指数均呈下降趋势,而低浓度的Na2SO4(10～50 mmol·L-1),Na2CO3(0～10 mmol·L-1)促进种子萌发,高浓度的NaCl(＞200 mmol·L-1)、Na2SO4(≥200 mmol·L-1)、Na2CO3(≥75mmol·L-1)抑制种子萌发;10 mmol·L～Na2SO4处理下,其胚根胚轴长度都大于未经盐处理的,低浓度的盐分促进了胚根和胚轴的生长.结果表明低浓度的盐分促进一年生野生大豆胚的生长,野生大豆的胚根比胚轴对盐分更敏感.     

小麦赤霉病抗源H35的遗传模式分析

为加强对小麦赤霉病抗源H35抗赤霉性(简称“抗赤性”)遗传机制的了解,应用植物数量性状主基因 多基因混合遗传模型对抗赤霉病品种H35与感赤霉病品种安农8455杂交组合P1、F1、P2、B1、B2和F2的6家系世代群体抗赤性进行了多世代联合分析。结果表明,H35/安农8455组合抗赤性受两对主基因 多基因的加性-显性-上位性多基因控制(E-1-0模型),该组合的B1、B2和F2群体抗赤性主基因遗传率为79.14%~93.93%,多基因遗传率为0.32%~16.09%,表明该组合抗赤性是由2对主基因 多基因相互配合控制遗传的。     

冬瓜种子千粒重主基因+多基因混合遗传分析

利用主基因+多基因混合遗传模型对冬瓜组合B214(小籽粒)×B227(大籽粒)的6世代群体(P1、P2、F1、B1、B2及F2)种子千粒重进行遗传分析.结果表明,冬瓜组合B214×B227种子千粒重性状为1对加性主基因+加性-显性多基因遗传,主要受主基因和多基因的加性效应控制,不存在杂种优势.主基因+多基因在B1、B2及F2群体的遗传率分别为68.82％、75.70％和76.29％.因此,可通过选择较高千粒重的材料为亲本,利用加性效应对冬瓜种子千粒重性状进行品种改良.     

甘蓝型油菜DH群体种子活力性状的遗传分析

高种子活力是决定后期植株优良形态建立和作物高产的基础。为明确甘蓝型油菜种子活力的遗传规律,本研究选用两个发芽势差异较大的甘蓝型油菜中双11号和R11配制杂交组合,构建了包含280个株系的甘蓝型油菜DH群体。利用建立的室内种子萌发检测系统,对4个种子活力评价指标,包含萌发曲线下面积（area underthe germination curve AUC)、平均发芽时间（mean germination time MGT)、发芽率达到50%所用的时间（time taken for 50% seeds to germinate, T50）、发芽率从16%至84%所用的时间（time between 16% and 84% germination, U8416）,采用主基因+多基因混合遗传模型及偏度和峰度分析方法对种子活力评价指标进行遗传分析。结果表明,萌发曲线下面积受3对主基因+9对微效多基因控制,决定该性状的基因间存在着重叠作用,主基因的遗传率达74.88%,受环境影响较小;平均发芽时间和T50均受2对主基因+微效多基因控制,微效基因的数目分别为13和14对,主基因的遗传率分别为64.20%和64.53%,受环境影响偏大;U8416受4对主基因+8对微效多基因的控制,4对主基因的加性效应均表现为正效应,且决定该性状的基因间存在着互补作用,表明当这些基因同时存在时,基因的加性效应可以增强。主基因遗传率高达87.57%,表明主基因的遗传效应明显,受环境影响较小。研究表明,决定种子活力水平各萌发性状均是由主基因+多基因调控,并且各萌发性状的基因间均表现互作效应,为了使互作的基因间有更多的重组机会,在低世代的选择强度均不宜太大。     

甘蓝型油菜萌发期耐盐性QTL定位及耐盐种质资源筛选

油菜是修复利用盐碱地的优势大田作物，为解析油菜耐盐性的遗传基础、获得耐盐新种质，本研究利用不同浓度的NaCl溶液（200、250、300 mmol/L）对前期构建的重组自交系群体（RIL）的种子进行处理，分别统计第3 d和第7 d的发芽率，结合高密度SNP遗传图谱，进行QTL定位及候选基因分析。结果表明，RIL群体在不同盐浓度下的发芽率呈连续分布。QTL定位结果显示，6个处理条件下共定位了17个QTL，单个QTL解释的表型变异范围为3.75%～17.57%，其中4个位于C3染色体的QTL(cqST.C3-1、cqST.C3-2、cqST.C3-3和cqST.C3-4)解释的表型变异率大于10%，且能够被重复检测到，是本研究定位的主效QTL。根据RIL群体两个亲本的重测序结果，结合拟南芥同源基因的功能注释，在4个主效QTL置信区间内，筛选获得了5个与耐盐性相关的候选基因。此外，根据发芽率的鉴定结果，认为250 mmol/L NaCl溶液处理7 d的发芽率，可作为油菜种子萌发期耐盐性鉴定的指标，并在此条件下筛选获得了5份耐盐优异种质，发芽率为82.2%～100.0%。     

玉米穗上叶与主茎夹角性状的数量遗传研究

以两个株型不同的玉米自交系自330和PH4CV构成的6世代群体为试验材料,利用量角器测定玉米穗上叶基部与主茎自然夹角角度。通过P1、P2、F1、F2、B1和B26个世代联合分析法,研究玉米穗上叶与主茎夹角性状的基因遗传分离规律。结果表明,该性状在F2分离世代群体呈多峰分布,B1和B2群体分离世代呈双峰分布,说明玉米穗上叶与主茎夹角性状遗传由多基因数量性状控制,且符合一对加-显主基因+加-显-上位性多基因遗传模型(即D模型),主基因遗传率为27.55%～52.60%,多基因遗传率为47.40%～72.45%,两者在后代遗传方面都具有重要作用。