玉米株型相关性状的QTL定位与候选基因分析

以玉米自交系ZNC442和SCML0849为亲本构建的131份F2:3家系为材料,结合简化基因组测序(GBS)的基因型鉴定结果与该群体在多环境下的株型评价数据,利用完备区间作图法对株高、穗位高、叶夹角、穗上叶片数、雄穗分枝数、雄穗主轴长等株型相关性状进行QTL定位。结果表明,2个环境下共检测到98个株型相关QTL,分布于10条染色体上。结合已公开的QTL定位信息,利用生物信息学分析筛选出5个控制株型相关性状的候选基因。Zm00001eb037290、Zm00001eb033500、Zm00001eb033600、Zm00001eb033610与株高相关,其编码的PosF21转录因子、E3泛素蛋白连接酶ATL6、丝氨酸/精氨酸丰富剪接因子和MYB102转录因子,分别通过参与赤霉素的合成、调节C/N反应、调控细胞分裂素变化等过程调控节间生长发育与植株大小。     

基于高密度SNP标记对玉米穗部相关性状的QTL定位及候选基因分析

以T32和齐319为亲本构建118份F2∶3家系的双亲分离群体为材料,通过对不同家系的穗部性状进行评价,结合高密度SNP标记的基因型鉴定结果,利用IciMapping4.2软件中的复合区间作图法对5个穗部相关性状(穗长、穗粗、穗行数、行粒数和秃尖长)进行QTL定位。结果表明,共检测到16个QTL,其中,控制穗长、穗粗、穗行数、行粒数和秃尖长的QTL分别为3、2、4、2和5个,单个QTL可解释2.92%～13.53%的表型变异。结合公共数据库,利用生物信息学分析筛选出4个控制穗部相关性状的候选基因Zm00001d031906、Zm00001d027721、Zm00001d002762和Zm00001d002768。     

大豆抗胞囊线虫病潜在基因Meta-QTL和Overview分析

为整合分析在不同遗传遗传群体中研究发现的数百个大豆胞囊线虫病抗性QTL,进一步挖掘大豆抗胞囊线虫病潜在基因,采用BioMercator 4.2软件将遗传背景和来源不同的QTL整合到大豆公共遗传图谱上,通过元分析法获取一致性QTL,并进行Overview分析。通过QTL元分析得到12个抗性候选QTL区段,主要分布在8、15、16、18和20号染色体上;通过Overview分析方法获得19个QTL,分别位于3、6、8、11、12、15、16、18和20号染色体上。2种方法挖掘到5个重叠QTL,共包含13个SCN抗性候选基因,6个LRR类型、2个LRR-TM类型和5个TIR-NBS-LRR类型抗性基因。QTL元分析和Overview分析方法可为抗大豆胞囊线虫病基因精细定位提供更确切的位点信息,进而为抗胞囊线虫病大豆分子辅助育种提供可靠的基因资源。     

基于BSA-Seq技术鉴定大豆耐荫性状相关候选基因

间套种是我国南方大豆种植的重要模式,而高秆作物的遮荫胁迫导致大豆产量和品质难以提升,是制约大豆间套种发挥潜力的限制因素,因此对大豆耐荫性的解析尤为重要。本研究以强耐荫材料矮脚早和极不耐荫材料齐佩华为亲本构建RILs群体,根据耐荫指数表型鉴定RIL群体的耐荫性,从RIL群体中挑选出强耐荫和极不耐荫家系各30个,分别构建成两个极端性状DNA子代混合池,对子代混合池和亲本池分别开展平均60×和30×覆盖深度的全基因组重测序,通过计算两个子代池的SNP-index,比较SNP-index在耐荫池与不耐荫池染色体各区段的差异,定位耐荫性状的关联区域;根据基因注释信息,预测候选基因。结果表明4个样本共得到11 963 077个单核苷酸多态性（SNPs）标记,发现控制耐荫相关性状的基因主要集中在1号染色体51 942~505 708 bp区段、4号染色体50 972 768~51 854 631 bp区段、9号染色体48 778 767 ~50 178 743 bp区段和18号染色体40 858 027~43 909 456 bp区段内,共包含408个基因,通过基因注释和功能分析发现ACC氧化酶5、生长素诱导蛋白5NG4、光敏色素相关丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶、转录因子MYBJ6和MYB128等5个基因可能在大豆耐荫过程中起着重要作用,确定为大豆耐荫性的候选基因。本研究结果将为解析大豆耐荫的分子机理奠定重要的基础,同时为大豆耐荫基因的图位克隆奠定坚实的理论基础。     

大豆荚皮厚性状QTL定位及候选基因挖掘

大豆(Glycine max L.)的荚皮厚是影响大豆产量的重要因素,同时,大豆荚皮内含有丰富的蛋白质和纤维素等营养物质,是植物饲料的重要来源.因此,大豆荚皮厚性状的相关研究,对大豆的专用品种育种以及大豆深加工都具有重要意义.本研究利用ICIM法对CSSLs群体进行QTL定位,同时构建高低混池,利用ICIMapping...     

土壤磁处理对玉米苗期生物学性状及磷素吸收的影响

初步探讨了磁处理土壤对磷素利用状况的影响。结果表明,外加磁场处理棕壤、草甸土后,玉米苗期的生物学性状均有所改善,且玉米植株对磷素的吸附能力提高,促进了肥料磷素的利用。低场强处理效果较好。     

玉米种子耐储性的全基因组关联分析及候选基因预测

以197份玉米自交系为试材,人工加速老化后进行标准发芽试验,检测种子耐储性相关表型性状,结合平均分布于玉米基因组的SNP标记进行关联分析,挖掘关联SNP位点和候选基因.结果 表明,共检测出8个与相对发芽势(RGE)、相对发芽指数(RGI)、相对活力指数(RVI)和相对简易活力指数(RSVI)等性状呈显著关联的SNP位点...     

小麦粒形QTL元分析及候选基因预测

粒形是影响小麦籽粒产量和品质的重要参数,是由多基因控制的复杂数量性状。为发掘控制小麦粒形相关的真实主效数量性状位点(quantitative trait loci, QTL),本研究利用BioMercator 4.2软件,以小麦高密度分子标记遗传图谱为参考图谱,对来自不同遗传作图群体的113个控制小麦粒长的QTL和86个控制粒宽的QTL进行图谱整合、映射以及QTL元分析。通过建立QTL一致性图谱,获得18个控制小麦粒长和8个控制粒宽的一致性QTL(meta quantitative trait loci, MQTL)位点,置信区间最小可达到0.57 cM,主要分布在2B、2D、3A、3B、4B、5A、5B和7D染色体上。在5A染色体Xgwm293～Xgwm304和Xgpw2120～Xgpw2273a标记区间内,预测到7个与小麦粒长和粒宽相关的候选基因。本研究为小麦粒形QTL精细定位以及分子标记辅助选择育种提供理论依据。     

大豆开花期性状QTL定位和候选基因挖掘

大豆对光周期极为敏感,单一品种的适应范围狭窄。大豆品种在不同纬度间的适应性与开花期密切相关。为了获得更多的大豆开花期相关QTL,了解在豆适应机制,利用开花主效位点E1~E4基因型均相同的滑皮豆和齐黄26（E1e2asE3-HaE4）杂交衍生的重组自交系群体及前期基于特异长度扩增片段测序（Specific Length Amplified Fragment-sequencing, SLAF-seq）构建的高密度遗传图谱,对大豆开花期性状进行了QTL定位。共获得了分布在7条染色体上的11个QTL位点,其中4个位点（qFT8,qFT20-2,qFT14和qFT16）为本研究新发现的QTL。同时,研究发现6个QTL（qFT6-1,qFT8,qFT11-1,qFT19,qFT20-1和qFT20-2）在2013年和2014年两个环境中稳定存在。对稳定QTL位点间的基因进行生物信息学分析,筛选出4个可能参与开花期调控的候选基因。本研究结果能够为阐明大豆适应性分子机制和广适性分子育种提供一定的理论基础。     

玉米耐旱相关候选基因dhn2的等位变异与表型性状的关联分析

以95份玉米核心自交系组成的关联作图群体为试验材料,进行耐旱相关候选基因dhn2(编码脱水素蛋白)的序列多样性和连锁不平衡结构分析,挖掘不同种质资源中的等位变异。在考虑群体结构影响的基础上,进行dhn2基因多样性与耐旱相关表型之间的关联分析。结果表明：该基因编码区序列多样性较高,但LD水平较低,并检测出7个多态性位点与表型性状显著关联。     

两种磷水平下玉米苗期根系性状的QTL定位

以耐低磷性状具有明显差异的玉米自交系X178和9782为亲本构建的重组自交系为研究材料,在正常供磷与低磷胁迫下对玉米苗期根系和地上部分干重等性状进行表型鉴定和QTL定位分析。结果表明,低磷胁迫下重组自交系地上部分干重下降最多,显示低磷胁迫下玉米苗期优先确保根系生长发育。两种磷水平下共检测到9个性状的16个QTL,主要位于第1染色体上,其中,正常磷水平下富集了5个QTL的bin1.06区域、低磷胁迫下集中了3个QTL的bin1.03区域可能是含有控制根系或磷利用相关性状基因的重要染色体区域。在定位的16个QTL中,位于第7染色体的根冠比QTLqRRS7_LP可解释表型贡献率高达14.06%,且增效等位基因来源耐低磷亲本X178,表明若对该位点进行分子标记辅助选择,可能会对耐低磷性状改良具有明显的选择效果。     

玉米品种根系性状和产量不同年代的演替规律及其对深松响应研究

以1970～2010年10个玉米主栽品种为试材,在深松增密条件下,研究玉米品种演替过程中根系性状和产量的变化情况。结果表明,随着年代推进,玉米单株根系性状指标(根系干重、根长、根表面积以及根系平均直径)均呈先升后降的变化趋势,1980年各指标达到最大值。根系性状指标在20～50 cm土壤中根系所占比例随着品种更替而增加,根系不断向深层土壤延伸。深松增密措施更有利于玉米新品种形成横向紧缩、纵向延伸的根系构型,不仅通过改变根系空间分布实现结构性增产,而且通过改善耕层环境实现功能性增产。     

低氮胁迫对不同基因型玉米根部性状的影响

By using pot cultivation,an elite hybrid Nongda 108 and its parents as well as its three F2:4 family lines were grown under nitrogen applied(N+) and no N applied(N-) conditions to analyze the root traits of maize with variance genotypes on different stages.The results showed that significant or highly significant differences existed in the 4 root traits among genotypes at elongation stage,flowering stage and grain filling stage.Beside for the hybrid Nongda108 appearing obviously heterosis,the inbred line Xu178 was higher or significant higher in the 4 root traits than any other lines which ranked unstably in the root traits over stages,such as the line 2 was the poorest in root activity among the 5 lines,but its root volume was more larger,only smaller than that of Xu178,also the inbreed line Huang C was small in root volume but with more main root numbers.Obviously,keeping co-regulation among the root traits was the key for Xu178 to maintain excellence.The root traits appeared more higher over the 3 stages under N+ than N-condition,while the increasing rate varied with genotypes,Nongda108 and Xu178 with little increasing rates which referred that Xu178 was insensitive to low nitrogen stress,and was a high nitrogen using efficiency genotype under low nitrogen condition and also which was the genetic basis for Nongda108 to be a high nitrogen using efficiency hybrid.     

玉米叶片保绿性数量遗传分析

采用数量遗传方法,选用两个保绿性强的玉米自交系（齐319、178）和两个保绿性差的自交系（Mo17、BM）组配4套F1、F2和回交群体,研究保绿性的遗传规律,分析保绿性的基因效应。4套组合6个世代的保绿鉴定结果表明,玉米叶片保绿基因的加性、显性和互作效应普遍存在。玉米保绿性状广义遗传力变化范围为59.93%～76.82%,加性方差占遗传方差的比值变化范围为40.70%～60.10%。以齐319为保绿亲本的组合至少存在两对保绿基因,而以178为保绿亲本的组合至少由一对基因控制。     

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。     

联合QTL定位和转录组分析揭示玉米开花期的遗传基础

开花期对玉米适应不同环境具有决定性作用,是重要的育种目标,对玉米开花期进行QTL定位是进行花期性状改良的基础工作。以玉米自交系黄早四和1462为亲本构建的F_2:3群体为材料,结合高密度SNP标记对玉米抽雄期和散粉期进行QTL定位。结果表明,F_2:3群体的抽雄期和散粉期呈正态分布,且两性状之间呈极显著相关。利用WinQTLcart 2.5软件的复合区间作图法共检测5个控制抽雄期的QTL,分别位于3、5、6、7、9号染色体上,贡献率在6.19%～26.39%;同时检测到4个控制散粉期的QTL,位于3、5、6、7号染色体上,贡献率7.48%～28.28%,这些QTL的基因作用方式以部分显性和超显性为主。共计发现3个主效QTL(贡献率超过10%),分别位于3号和6号染色体上。利用两个亲本的V6时期的茎尖进行转录分析,在主效QTL置信区间内共发现21个差异表达基因,其中包含可能控制玉米花期的候选基因。     

低磷胁迫下玉米幼苗生理响应及相关基因表达研究

以玉米品种合344为试验材料,对低磷胁迫下玉米幼苗叶片生理表型指标与玉米叶片转录组差异基因表达数据联合分析,探究低磷胁迫下与玉米幼苗叶片生理表型变化相关的关键响应基因及其调控规律.结果表明,低磷胁迫下玉米叶片的叶绿素荧光参数(FV/FM)以及叶绿素含量均有不同程度的降低,并且叶绿素合成相关基因大部分为下调表达,叶绿素降...