多亲本杂交衍生的多个相关群体QTL作图的通用方法

对多亲本杂交衍生的多个群体的联合分析将有助于QTL的定位和基于QTL分析的育种实践,但目前还没有一个可对这类群体进行联合分析的通用方法。在以往发展的双亲杂交衍生的多个相关群体QTL图谱的联合构建方法的基础上,进一步拓展为可以对多个亲本杂交衍生的多个相关群体进行联合分析。首先建立了多亲本杂交衍生的多个相关群体QTL联合作图的通用遗传模型,然后根据混合分布理论建立基于EM(expectation maximization)算法实现的QTL作图的极大似然估计方法。以循环杂交设计的3个F2群体为例用计算机模拟数据研究了QTL遗传力和样本容量2个因素对方法的影响。结果表明,无论是统计功效,还是参数估计的准确度和精确度,相同遗传力下,对循环杂交设计的3个F2群体联合作图均优于对其中的任2个F2群体联合作图。该方法的主要优点：一是可以比较和综合已有的对单个作图群体的定位结果,提高QTL检测的功效和定位的精度;二是在多亲本涉及的等位基因数更多的情形下,可以扩大和发掘有关数量性状的基因资源,从而为育种学家改良相应的数量性状奠定重要基础。     

大豆QTL作图群体与定位方法研究进展

随着农作物数量性状研究的逐渐深入,作图群体的选择越来越科学,遗传图谱的构建越来越密集,QTL定位水平越来越准确。文中全面系统的综述了大豆遗传作图群体的种类、方法及优缺点,QTL定位的发展、改进与创新,为大豆数量性状的研究提供参考。     

大豆群体构建杂交技术的研究

大豆群体构建通常采用回交与自交交替进行的方法,杂交技术是一个关键环节,作者系统地论述了大豆群体构建杂交技术的全套程序和经验积累,总结出了有利于群体构建的较好的取花标准、授粉条件和操作技巧,为构建理想的遗传育种材料平台奠定基础。     

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F2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...     

利用宁粳1号/R254的CSSL群体定位水稻产量相关性状QTL

为进一步提高宁粳1号的产量潜力和定位水稻产量相关性状QTL的准确性,利用粳稻恢复系R254为供体亲本、粳稻品种宁粳1号为受体亲本,构建了以宁粳1号为基因组背景的R254染色体片段置换系群体NR-CSSL。利用QTL IciMapping4.1软件中CSL程序对NR-CSSL群体产量相关性状采用基于逐步回归分析的极大似然比检测方法进行了QTL检测,共检测到9个产量相关性状的39个QTL。这些QTL分布在第1～11号染色体上,其中有12个在2 a中重复地被检测到。它们是2个抽穗期QTL、2个株高QTL、2个穗长QTL、1个每穗总粒数QTL、1个每穗实粒数QTL、3个单穗重QTL和1个单位面积稻谷产量QTL。研究发现,qHD-3、qHD-5b和qSPW-3为3个新检测到的QTL。研究还获得了2个优良的置换系材料R-26和R-39。R-26含有来自R254控制每穗实粒数的qGPP-2 QTL增效片段;R-39含有来自R254控制每穗总粒数的qSPP-10、控制每穗实粒数的qGPP-2和qGPP-10以及控制单穗重的qSPW-10等QTL增效片段。R-26和R-39比宁粳1号分别增产4%和10%。研究表明,从单产差异不显著的供体亲本中发掘和置换优异等位基因改良受体亲本产量是可行的。     

利用F2:3群体对玉米花期相关性状的QTL分析

以玉米自交系四287与四144为亲本的188个F_2:3家系为材料, 考察玉米花期相关性状, 并利用该群体的分子遗传连锁图谱进行QTL分析。结果表明, 共检测到11个与玉米花期相关的QTL, 包括与抽雄期相关的2个QTL, 位于第3和第8染色体上, 贡献率分别为21.9%和13.6%;与散粉期相关的3个QTL, 位于第1、3和第8染色体上, 贡献率分别为14.8%、21.0%和18.5%;与吐丝期相关的2个QTL, 位于第3和第8染色体上, 贡献率分别为16.5%和20.1%;与散粉-吐丝间隔期相关的4个QTL, 位于第1、6、7和第8染色体上, 贡献率分别为23.5%、25.3%、28.9%和20.9%。这些QTL的基因效应以部分显性和显性为主。     

栽培稻与普通野生稻BC2F2群体产量相关性状的QTL分析

以广陆矮4号(Oryza sativa ssp. indica)为母本及轮回亲本,普通野生稻（Oryza rufipogon）为父本,分单株连续回交2次,构建BC2F2群体。首先用241对具有双亲多态性的SSR标记对BC2F1单株进行代换片段分析,在此基础上,根据BC2F1的表型选产量较优的单株自交获得BC2F2群体,用代换片段上具有双亲杂合型基因型的24对SSR标记进行QTL定位。在所选的BC2F1单株上,共检测到分布于7条染色体上的20个野生稻的代换片段,平均每条染色体上有2.86个;代换片段长度最小为0.55 cM,最大为33.00 cM,平均长度为12.36 cM,总覆盖长度为247.20 cM,覆盖率为16.21%。利用BC2F2群体对14个产量相关性状进行QTL定位,共检测到控制8个性状的20个QTL。对性状表型值起增效作用的有11个,占总检出数的55%。控制产量相关性状的QTL存在簇状分布现象,这与表型相关分析结果相符合。     

A General Method for QTL Mapping in Multiple Related Populations Derived from Multiple Parents

It’s well known that incorporating some existing populations derived from multiple parents may improve QTL mapping and QTL-based breeding programs. However, no general maximum likelihood method has been available for this strategy. Based on the QTL mapping in multiple related populations derived from two parents, a maximum likelihood estimation method was proposed, which can incorporate several populations derived from three or more parents and also can be used to handle different mating designs. Taking a c...     

小麦株高和旗叶相关性状的QTL定位

合理的株型对提高小麦产量、品质、抗性以及光能利用效率具有重要作用。为了实现小麦株型相关QTLs的精细定位和定向改良,本研究以普通小麦品系Shanghai 3/Catbird和Naxos为亲本创制的F10代重组自交系(recombinant inbred lines,RILs)为材料,于2016年和2017年分别在郑州和原阳两地进行表型鉴定,对株高、旗叶长和旗叶宽等株型相关性状进行QTL定位。结合覆盖全基因组的基因型检测结果,利用基于完备区间作图法的QTL IciMapping软件进行遗传连锁图谱构建及QTL分析,共鉴定到3个在多个环境下稳定存在的株型相关性状的新QTLs,分别位于6A和2B染色体上,命名为Qph-6A、Qfll-6A和Qflw-2B,单个QTL在不同环境中可分别解释表型变异的8.33%~13.93%、8.10%~8.18%和9.14%~9.46%。     

多个环境下小麦千粒重QTL定位的稳定性分析

为尽可能多的探寻千粒重的重要遗传位点并验证其在不同生态条件下的稳定性,以142个和尚麦/豫8679的F9:10重组自交系(RIL)及其亲本为试验材料,分析了千粒重在北京(2006、2007)、安徽合肥(2007、2008)、四川成都(2007、2008)和山东泰安(2009、2010)8个环境下的性状表现,并利用已构建的含有170个SSR标记和2个EST标记的遗传图谱对该性状进行了QTL定位分析。结果共检测到35个QTLs,可解释表型变异的4.36%～16.80%;涉及小麦1A、1B、2A、2D、3A、3B、4A、4D、5A、5B、6D和7D染色体,特别是1B、2A、3B染色体上(Xwmc269、Xgwm33、Xwmc419、Xbarc124、Xgwm636、Xgwm359、Xgwm533、Xwmc307、Xwmc418)的QTL可在多个环境下稳定的表达,为千粒重的QTL精细定位和分子标记辅助选择奠定了基础。     

冰草蛋白质含量等4个重要性状的QTL定位研究

为深入开展冰草优异基因的图位克隆、精细定位及标记辅助育种,以四倍体杂交冰草246个F2群体分离单株及其亲本为材料,在前期已构建出的冰草高密度分子遗传连锁图谱基础上进行了粗蛋白质含量、粗脂肪含量、茎叶比及单株产量4个重要性状的QTL定位分析。结果发现,在连锁系数LOD阈值>2.0条件下,4个被测性状共检测到37个QTLs,14个连锁群上均有分布,其遗传贡献率变化范围为6.1%~37.8%。在37个QTLs中,控制粗蛋白质含量性状的有6个,控制粗脂肪含量性状的有9个,控制茎叶比性状的有12个,控制单株产量性状的有10个。     

利用籼粳交RIL群体对水稻耐寒性及再生力的QTL分析

 以粳糯稻糯89 1与籼稻蜀恢527构建的籼粳交F7代RIL群体169个家系为作图群体,构建了一张含105个微卫星（SSR）标记的分子连锁图谱。在5℃低温条件下,对亲本及RIL群体进行芽期耐寒性鉴定;在冬季自然低温条件下,对亲本及RIL群体进行再生稻桩越冬耐寒性鉴定;对亲本及RIL群体进行再生力鉴定。利用SSR标记对水稻耐寒性、再生力进行QTL检测。结果表明,水稻耐寒性和再生力在RIL群体呈连续分布,表现为数量性状遗传特征。共检测到控制芽期耐寒性的QTL 2个(qCtg3、qCtg5),分布在第3和第5染色体上,对表型变异的贡献率分别为75.57%和79.04%;检测到控制再生稻桩越冬耐寒性的主效QTL 1个（qCtr5）,在第5染色体上;检测到控制再生力的QTL 2个（qRa4、qRa5）,分布在第4和第5染色体上,对表型变异的贡献率分别为8.17%和7.09%。qCtg5、qCtr5和qRa5同时与第5染色体上标记RM153连锁,在分子水平上表明水稻芽期、越冬耐寒性与再生力具有相关性。     

基于高密度遗传图谱的玉米雄穗分枝数QTL定位

利用PD80和PHJ65组配的包含310个家系的重组自交系群体为材料,结合在3个单环境条件下的雄穗分枝数表型值和最佳线性无偏预测值,经完备区间作图法在包含8 384个SNP标记的连锁图谱上共检测到11个QTLs,分别位于1、2、4、5、7、8染色体上,LOD值为4.99～11.42,表型贡献率为4.62%～11.80%。在2个以上单环境和BLUP值下重复检测到5个QTLs(qTBN1.1、qTBN2.1、qTBN4、qTBN5、qTBN7)。其中,qTBN1.1、qTBN5表型贡献率大于10%,属于稳定的主效QTLs,物理区间分别位于第1染色体303.01～304.87 Mb(B73_RefGen_v4_genomic)、第5染色体168.16～170.97 Mb。基于生物信息学分析及基因功能注释在2个主效QTL位点筛选出19个高表达的候选基因。     

QTL Mapping for Rice Hull Thickness and Related Traits in Hybrid RiceXieyou 9308简

We conducted a quantitative trait locus (QTL) analysis of 165 rice recombinant inbred lines derived from a cross between Zhonghui 9308 (Z9308) and Xieqingzao B (XB) in Hainan and Hangzhou, China. Grain thickness (GT), brown rice thickness (BRT), hull thickness (HT) and milling quality were used for QTL mapping. HT was significantly and positively correlated with GT and BRT. Twenty-nine QTLs were detected with phenotypic effects ranging from 2.80% to 21.27%. Six QTLs, qGT3, qBRT3, qBRT4, qHT6.1, qHT8 and qHT11, were detected repeatedly across two environments. Inherited from XB, qHT6.1, qHT8 and qHT11 showed stable expression, explaining 9.92%, 21.27% and 10.83% of the phenotypic variances in Hainan and 9.61%, 6.40% and 6.71% in Hangzhou, respectively. Additionally, the QTL cluster between RM5944 and RM5626 on chromosome 3 was probably responsible for GT and milling quality. The cluster between RM6992 and RM6473 on chromosome 4 played an important role in grain filling. Three near isogenic lines (NILs), X345, X338 and X389, were selected because they contained homozygous fragments from Zhonghui 9308, corresponding to qHT6.1, qHT8 and qHT11, respectively. The hull of XB was thicker than those of X345, X338 and X389. In all the lines, qHT6.1, qHT8 and qHT11 that regulated rice HT were stably inherited with obvious genetic effects.     

利用单片段代换系群体定位玉米株型性状QTL

以优良玉米自交系许178背景的综3单片段代换系群体为基础材料,通过一年两点的田间试验,对株高、穗位高、总叶片数、穗上叶片数、叶面积等植株性状进行QTL分析。结果表明,利用显著性检验方法在两点共检测到5个株型相关性状的72个QTL,包括23个株高QTL、12个穗位高QTL、6个总叶片数QTL、15个穗上叶片数QTL、16个叶面积QTL,其中,有10个株高QTL、3个穗位高QTL、3个总叶片数QTL、2个穗上叶片数QTL和1个叶面积QTL在2个试验环境中同时检测到。