大豆分枝数相关分子标记开发及qBN-18位点精细定位

分枝数是影响大豆产量的重要因素之一,与植株结荚率直接相关;同时也是决定大豆株型的重要组成因子,并通过调节群体结构、种植密度等进一步影响产量。目前关于大豆分枝数QTL(quantitative trait loci)精细定位与图位克隆的报道极少。因此,发掘参与调控大豆分枝的基因/QTL对于株型建成的基础研究和高产品种培育的应用研究都具有重要意义。本研究在少分枝品种垦丰19 (KF19)与多分枝品种垦农24 (KN24)组合F2的基础上,培育出由606个株系组成的F7:8重组自交系(recombinant inbred lines,RIL)群体,以及由1486个单株KF19-BC₃F₂和1150个单株KN24-BC₂F₂组成的2个回交群体。在18号染色体分枝数QTL新位点(qBN-18)的定位区间内筛选出多态性SSR标记11个,利用RIL群体将qBN-18的定位区间由1.6Mb缩小到113kb。在定位区间内开发了2个InDel标记BR69与BR77。进一步利用回交群体筛选交换单株,将qBN-18定位区间...     

玉米穗行数主效位点qKRN5.04精细定位与遗传效应解析

穗行数是影响玉米产量的重要因素之一,其遗传机制解析和关键基因精细定位对开展分子育种具有重要的意义。本研究以穗行数仅有4行的"四路糯系选"和多穗行自交系"农531"(18~22行)为亲本,构建了高代回交群体和次级定位群体(四路糯选系为供体亲本,农531为轮回亲本)。通过对不同类型试验群体的多环境表型鉴定和基因型鉴定,利用完备区间作图法(ICIM)进行穗行数主效QTL定位分析,将穗行数主效位点q KRN5.04定位到第5染色体136.3~140.0 Mb的区间之内;遗传效应分析发现,该位点在不同环境条件下最大可解释的表型变异为21.76%,效应值为0.80~1.76行。通过次级分离群体重组事件分析可将其进一步定位到~300 kb区间内。本研究结果不仅为分子标记辅助选择提供了实用的In Del标记,而且为玉米穗行数主效位点q KRN5.04的图位克隆和候选基因挖掘奠定了重要的基础。     

玉米耐深播主效QTL qMES20-10的精细定位及差异表达基因分析

干旱是影响玉米(ZeamaysL.)产量最主要的环境因素之一,具有耐深播特性的玉米种质材料能够吸收土壤深层水分,具有较强的耐旱性,因此研究玉米耐深播性状的遗传机制具有重要的理论和应用价值。本实验室前期已利用耐深播玉米自交系3681-4与普通自交系X178构建的F_2:3群体,在玉米10号染色体上定位到了一个耐深播主效QTLqMES20-10。本研究在此基础上,以X178为轮回亲本,结合前景选择和背景选择,构建了BC₃F_3:4家系,对qMES20-10迚行了确证;幵迚一步利用分子标记辅助选择构建了高代回交群体,将其精细定位于133.3～136.0Mb的区间之内。同时,利用从BC₃F_3:4家系中筛选出的两个近等基因系,迚行差异表达基因分析,发现差异表达基因主要参与了化学性应激反应、氧化还原反应和对氧化胁迫的应激反应。本研究结果为迚一步兊隆耐深播主效QTL qMES20-10奠定了基础。     

基于高密度遗传图谱定位大豆蛋白质含量相关的QTL

大豆是重要的粮食作物和经济作物,其籽粒蛋白约为40%,是优质植物蛋白主要来源之一。挖掘控制大豆高蛋白数量性状位点(Quantitativetraitloci,QTL)以及分子标记育种对高蛋白大豆培育具有重要的意义。本研究利用蛋白含量存在明显差异的中黄35 (Zhonghuang 35, ZH35)和中黄13 (Zhonghuang 13, ZH13)杂交构建的包含192个株系的重组自交系群体为供试材料,通过对两亲本及RIL群体重测序,构建了包含4879个bin标记的高密度遗传图谱,总遗传距离为3760.71 cM,相邻标记间的遗传距离为0.77 cM。RIL群体及亲本分别于北京顺义和河南濮阳种植, 2个环境共检测到15个蛋白含量相关QTL位点,分布于5号、12号、15号、17号、18号、19号和20号染色体,贡献率为4.36%～11.39%。其中,北京顺义和河南濮阳检测到qPro-20-1和qPro-20-3, 2个QTL贡献率分别为7.65%和7.58%,重叠区域包括33个基因。本研究有助于精细定位和图位克隆大豆蛋白含量相关基因,并为进一步培育高蛋白大豆品种提供基因资源。     

大豆粒形性状QTL的精细定位

在溧水中子黄豆×南农493-1衍生的504个F_2:6家系中选择Satt331~Satt592目标区间7个杂合单株和168个重组单株,衍生成356株RHL-F₂个体(群体I)和168个重组体家系(群体II)。群体II来自142个F_2:6家系,若每个F_2:6家系只保留1个重组家系则构成群体III。采用lasso和复合区间作图(CIM)法检测3个群体粒形性状2种指标的QTL。结果表明, lasso法检测到的粒长关联标记是O19和S21/Satt331,而CIM检测到的QTL区间是S21~S22和O23~O19;lasso法检测到的粒宽关联标记是O19/O21,而CIM检测到的QTL区间是O23~O19/O19~O21;长宽比与S21~S22关联是由于粒长QTL引起的,与O23~O19 /O19~O21关联是由于粒长和粒宽QTL引起的。将原Satt331~Satt592目标区间的粒长QTL剖分为与标记S21~S22和O23~O19/O19~O21关联的2个多效性QTL。根据大豆基因注释数据库,Glyma10g35240和Glyma10g34980可能是控制粒形性状发育的候选基因。     

大豆籽粒蛋白质含量相关QTL定位研究进展

籽粒蛋白质含量是大豆品质性状改良的主要目标之一。笔者介绍了大豆遗传图谱的构建与基因组测序发展历程,从基于分离群体的连锁分析和基于自然群体的关联分析两方面阐述了大豆籽粒蛋白质含量QTL定位研究进展,进而讨论了大豆蛋白质含量MAS育种存在的问题,最后展望了大豆蛋白质含量分子遗传改良的研究趋势。以期为大豆高蛋白育种提供参考。     

美洲黑杨×小叶杨杂交F1代驻芽时间QTL定位分析

生长和休眠是多年生植物生命周期中两个重要的生物过程,研究休眠相关的性状对认识林木生长适应性以及提高植物分子育种效率具有重要意义.为了揭示杨树驻芽的遗传机制,本研究以美洲黑杨(Populusdeltoides)和小叶杨(Populus simonii)杂交的F1代群体为实验材料,基于该群体已构建的高密度遗传图谱,利用Ma...     

利用种子性状QTL定位高油玉米蛋白质含量QTL

利用普通玉米自交系8984与高油玉米自交系GY220为亲本构建了284个F2∶3家系群体及含有185个SSR标记的玉米遗传连锁图谱。通过包含母体效应的种子性状QTL作图方法对玉米子粒蛋白质含量进行定位和效应分析,共检测到4个QTL,位于第5和第8染色体上。除qPRO8-2遗传作用方式表现为加性外,其余QTL作用方式均为部分显性。单个QTL贡献率为3.86%~5.17%,累计贡献率为18.54%。所有QTL的增效基因均来自高油亲本GY220。     

栽培种花生单仁重QTL定位分析

花生(ArachishypogaeaL.)是我国重要的油料作物和经济作物,单仁重是决定花生产量和商品性的重要性状之一。本研究以大粒品种山花15号(母本)与小粒品种中花12号(父本)杂交构建的RIL群体为材料,基于高密度遗传图谱,在6个种植环境下进行单仁重QTL定位。在A04、A06、A07、B05、B07、B09和B10等7个染色体上共检测到9个与单仁重相关的QTL,这些QTL的LOD值为3.01～33.97、表型贡献率为2.61%～34.28%、加性效应值为-0.03～0.15 g、定位的物理区间为0.03～4.32 Mb,其中, qSSWA07.1是在6个种植环境下重复检测的单仁重主效QTL,qSSWA06.1和qSSWB09.1均在4个种植环境下重复检测到。qSSWA07.1和qSSWA06.1的加性效应为正,增效位点来自山花15号,qSSWB09.1的加性效应为负,增效位点来自中花12号,利用与qSSWA06.1、qSSWA07.1和qSSWB09.1紧密连锁的3个bin标记(A06:Block3344、A07:Block3373和B09:Block10032)的基因型分析了3...     

大豆蛋白质和油分含量及种子大小的数量性状位点

大豆（Glycine max L．）是一种重要的作物，因为它具有较高的油分和蛋白质含量。然而，种子蛋白质和油分含量问存在一种相反关系，这使得很难同时改良这两种性状。分子育种有助于促进希望等位基因的平衡积累。本研究的目的是鉴定控制大豆蛋白质、油分和种子大小的数量性状位点（QTL），因此，使用101个F6代衍生的重组自交系（RLL）进行了试验。     

大豆油分蛋白质含量相关QTL的实用性验证

本文利用己发表的一些与油分、蛋白质含量主效QTL相连锁的SSR标记,对72份全国各地高油、高蛋白种质资源进行蛋白质和油分含量的分析。通过对9个SSR位点各等位变异的蛋白质和油份含量的方差分析,检测到4个与油分含量相关的等位变异,以及4个与蛋白质含量相关的等位变异。其中satt193、satt491、satt030和satt331分别在DNA片段长度为210～280bp之间检测出与油分含量相关的等位变异。Satt523、satt321、satt231和satt578在DNA片段长度为170-320bp之间检测出和蛋白质含量相关的等位变异。实验证实了与这些位点相连锁OTL的通用性及实用性。     

栽培大豆×半野生大豆高密度遗传图谱构建及株高QTL定位

采用中SNP160K芯片对丰收24×通交83-611 F2群体252个植株及其亲本进行基因分型,构建了一张由5861个SNP标记组成的全长为3661.46 cM的高密度遗传连锁图谱。利用完备区间作图法(ICIM)定位到7个株高QTL,每个QTL可解释2.56%～10.41%的株高变异。qPH-6-1具有最高的表型变异贡献率和显性效应,可解释10.41%的株高变异,加性效应和显性效应分别为–1.72和18.94; qPH-18-1贡献率次之,可解释9.64%的株高变异,但具有最高的加性效应,达-12.42。在F2群体中筛选出11个qPH-6-1和qPH-18-1基因型为Q6Q6/Q18Q18的单株,平均株高167.00 cm;筛选出16个基因型为q6q6/q18q18的植株,平均株高为91.25 cm。在qPH-18-1定位区间内外增加23个SNP标记,将定位区间由766.97kb缩小至66.03kb,包含8个基因,结合基因注释和相对表达量差异分析,推测Glyma.18G279800和Glyma.18G280200可能与大豆的株高相关。本研究为大豆株型的改良提供了分子参考依据和遗传基础。     

大豆蛋白及百粒重 QTL 研究进展

大豆在我国有悠久的种植历史,是重要的粮油作物。传统的大豆育种方法耗时长,随着分子遗传学的不断发展以及分子标记技术的不断改进,分子标记辅助育种为加快育种进程提供新的思路。综述了 QTL 在农作物研究中的应用、不同大豆QTL 定位方法的优点与不足、大豆 QTL 作图群体的不断探索与应用以及不同作图群体的优缺点、大豆重要的品质蛋白和产量性状百粒重 QTL 的研究进展以及应用现状,并且对 QTL 定位技术以及研究存在的不完善之处进行讨论与展望,为未来更加深入的研究提供参考。     

一个水稻苗期耐冷性的主效QTL精细定位研究

苗期耐冷性是影响水稻生长发育的重要因素之一。此实验以低温导致叶片卷曲的卷曲度作为水稻苗期耐冷性指标,采用182个越光（粳型）/kasalath（籼型）//越光回交重组自交系（backcross recombinant inbred lines,BILs）和162个RFLP分子标记,对苗期耐冷性进行QTL（quantitative trait loci,QTL）定位分析。结果表明,BIL群体中苗期耐冷性均呈连续分布,属于数量性状遗传,并检测到4个控制苗期耐冷性的QTL,分布在第1、3、11、12染色体上,其贡献率为7.4%～21.9%,所有能增强耐冷性等位基因均来自越光;并在其目标区域内进一步设计分子引物把位于第12染色体上的主效qCTS-12定位在约77kb区域内。此研究结果及其检测到的QTLs两侧的连锁分子标记可为水稻苗期耐冷性分子育种以及相关基因克隆提供理论依据。     

大豆四向重组自交系群体蛋白质含量与油分含量QTL定位

蛋白质和油分含量是大豆重要的育种目标,蛋白质和油分含量QTL定位和优异等位变异的发掘对大豆分子设计育种具有重要意义。本研究以(垦丰14×垦丰15)×(黑农48×垦丰19)衍生的后代株系为材料,构建含有204个株系的大豆四向重组自交系群体,利用区间作图法,应用前期构建的SSR遗传图谱,对2013、2014和2015年在哈尔滨和克山2地共8个环境下的蛋白质和油分含量进行QTL定位分析。结果表明,8个环境中检测到29个蛋白质含量QTL和39个油分含量QTL。在所定位的蛋白质含量QTL中,有5个能够在2个以上环境被定位到,这些蛋白质含量QTL分布在 A1、D2、J、N和O等6个连锁群上,对表型效应的贡献率为 7.65%~20.08%,其中qPC-A1-1、qPC-D2-1、qPC-J-1和qPC-O-2的贡献率在10%以上。在39个油分含量QTL中,有10个在多环境下被重复检测到,这些QTL分布在8个(A1、A2、B1、D1b、G、I、J、N)连锁群上,对表型效应的贡献率为7.30%~25.68%,其中qOC-A2-1、qOC-B1-1、qOC-G-1和qOC-J-1的贡献率在10%以上。     

玉米穗部性状QTL定位与候选基因分析

本研究以热带玉米骨干自交系T32和QR273为亲本构建的150份F₂、F_2∶3分离家系为材料,利用简化基因组测序技术(GBS)对F₂单株的基因型鉴定,同时分别在甘肃张掖和贵州贵阳两环境条件下对F_2∶3家系的穗长、穗粗、穗行数、行粒数和秃尖长等5个穗部相关性状进行表型评价,采用完备区间作图法进行QTL定位。结果表明,两个环境下共检测到46个穗部相关性状QTL,分布于10条染色体上,可分别解释表型变异范围为1.89%～17.18%,可解释穗部性状表型变异大于10%的QTL有6个。结合公共数据库,利用生物信息学分析策略,预测出6个控制穗部性状变异的候选基因(Zm00001d041072,Zm00001d053048,Zm00001d011355,Zm00001d041073,Zm00001d030086,Zm00001d030088),这些基因所编码的蛋白具有植物生长发育、激素合成、营养成分转运和其他许多生物学功能,可作为后续基因图位克隆和分子辅助育种的候选靶标。     

蓖麻有效穗数QTL定位及候选基因鉴定

有效穗数是蓖麻产量的重要构成因子。为揭示蓖麻有效穗数的遗传基础及挖掘其候选基因,利用表型差异显著的2个亲本杂交构建F₂和BC₁(F₁×P₂)群体,通过SSR引物基因分型以及CIM和ICIM-ADD 2种检测方法对单株有效穗数和一级分枝有效穗数进行QTL定位,并以相同方法在S₁群体进一步验证QTL重复性。在F₂群体中共检测到9/5(CIM/ICIM-ADD,下同)个QTL,其中,单株有效穗数和一级分枝有效穗数QTL分别为3/2,6/3个,分别解释了6.70%/11.87%和25.15%/13.87%的表型变异。BC₁群体的定位结果与F₂群体基本一致。其中,qESNPP3.1和qEPBSN3.1为稳定QTL,贡献率都接近10%,后者在S₁群体中再次检测到,贡献率为13.27%;它们在RCM915～RCM950标记区间内重叠分布,共同构成1个调控蓖麻有效穗数的主效QTL簇。从RCM915～RCM9...     

大豆品质及农艺性状的QTL分析

以河北省粮油作物研究所选育的高蛋白大豆冀豆12号为母本,高油大豆冀黄13为父本所获得的F9重组自交系的148个株系为试验材料,构建该群体的连锁图谱,并对品质性状(蛋白质含量、油分含量),产量相关性状(株高、底荚高、分枝数、主茎节数、有效荚、无效荚、单株粒重、单株粒数)进行调查及QTL分析,结果表明,10个性状共检出15...     

大麦籽粒蛋白质含量的QTL定位分析

通过栽培大麦Karl与Lewis杂交构建的重组自交系F10代60个骨干家系,种植于贵州高海拔地区,并对其F11代籽粒蛋白质含量(GPC)进行测定及其QTL分析后,发现2个单一QTL(GPC1和GPC2),LOD值分别为3.63和2.93,贡献率分别为49％和26％,加性效应分别为+2.9％和+1.9％.在自交系群体中发现极端表现型家系,分别为高GPC的R9、R 15、R32、R7及低GPC的R121、R 34、R 110、R 136,两极端表现型家系GPC相差高达10％.以上结果均为大麦GPC基因研究及品种改良提供了极具价值的依据和材料.