籼稻C84和粳稻春江16B重组自交系遗传图谱构建及籽粒性状QTL定位与验证

【目的】本研究旨在挖掘水稻粒型新基因、探索其分子机理,解析籽粒发育调控遗传网络奠定基础,并为通过分子标记聚合有利基因开展超级稻分子设计育种提供理论依据。【方法】以植株和籽粒形态差异较大的晚粳稻品种春江16B(CJ16B）和广亲和中籼稻背景恢复系C84为亲本构建含有188个家系的重组自交系为作图群体,利用158对在双亲中存在多态性差异的分子标记,构建了遗传连锁图谱,总遗传距离为1428.40cM,平均标记间距为9.04cM。在构建遗传图谱的基础上,完成RIL188个株系籽粒的粒长、粒宽、粒厚、长宽比和千粒重等5个性状考查并进行QTL定位。【结果】在海南陵水和浙江杭州两地共检测到籽粒相关主效QTL30个,包括籽粒QTL新座位18个,解释遗传变异3.51%~17.25%。其中粒长、粒宽、粒厚和长宽比QTL位点分别为9个、5个、5个和6个,千粒重QTL位点5个。经基因座位比对,发现有5个QTL区间与已克隆的调控籽粒形态相关基因座位相近,我们通过对双亲目标基因的测序并根据差异位点设计dCAPs分子标记进行验证。【结论】该RIL群体及其遗传图谱可用于水稻重要农艺性状主效QTL基因的定位和克隆,新定位的18个粒型QTL可以为水稻籽粒发育调控网络提供补充和资料积累。     

花生遗传图谱构建与QTL定位研究进展

遗传图谱构建与QTL定位对花生分子育种具有十分重要的意义.随着分子标记与测序技术的快速发展,极大地促进了花生重要数量性状的研究进程,并获得了一些与抗病、产量等重要性状相关联的分子标记.本文对国内外花生的分子标记开发、遗传图谱构建以及QTL定位的研究进展进行了综述,为花生分子标记辅助选择,提高花生育种效率,加速育种进程提供了理论参考.     

大豆高密度遗传图谱的构建及产量相关性状QTL定位

大豆是重要的粮油作物,而我国大豆主要依靠进口,提高大豆产量对保障国家粮油安全意义重大。为定位大豆产量相关性状,本研究以产量差异显著的东农42和东农50作为杂交亲本,构建了包含168个家系的重组自交系（recombination inbred lines,RILs）群体,对其进行全基因组重测序,构建高密度遗传图谱,并利用R/qtl软件的复合区间作图法（composite interval mapping,CIM）结合两年六点的大豆产量相关性状表型数据,进行QTL定位。结果表明：利用测序获得的660 316个SNP标记构建了一张分布在20个连锁群的包含6227个bin标记的大豆高密度遗传图谱,总图距和平均图距分别为2739.15 cM,0.44 cM。在12个染色体上定位到22个大豆产量相关性状QTL,四粒荚数、单株荚数、单株粒重和百粒重性状定位到的QTL分别为5、4、5和8个。在3号和19号染色体上各有一段基因组区域在两年间重复定位,涉及6个主效QTL,分别为qNFSP-19-1(22.976%）、qNFSP-19-2(11.977%）、qNFSP-19-3(17.203%）、qHSW-...     

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。     

基于高密度大豆SNP遗传图谱的蛋白质和脂肪含量QTL定位及基因注释

为构建脂肪和蛋白含量上存在显著差异的大豆高密度遗传图谱,并对其进行基于SNP标记的QTL定位及定位区间内的基因注释,本研究以吉农45为母本、绥农76为父本杂交获得的F2代分离群体为基础,通过靶向测序基因型分型技术获得SNP标记,构建高密度遗传图谱,结合群体籽粒脂肪和蛋白含量,采用复合区间作图法(CIM)和完备区间作图法...     

大豆光合性状QTL的初步定位

光合速率的提高对大豆产量改良具有重要作用.本研究利用波高和南农94-156杂交所构建的RIL群体对4个光合性状QTL进行了初步定位.结果表明,大豆籽粒与光合速率间存在微弱的正相关,而4个光合性状间除光合速率与胞间CO2浓度外均为极显著的正相关.分别检测到1、2、1和2个QTL位点与光合速率(O连锁群)、气孔导度(A1和D1b W连锁群)、胞间COz浓度(G连锁群)和蒸腾速率(H和M连锁群)有关,相互间均不共位,前3个QTL解释的表型变异略低于10%,而后3个QTL可解释表型变异的10%以上.     

完备区间作图法定位大豆含油量QTL及标记辅助选择

以高油大豆吉农18和高蛋白大豆吉育47杂交后获得的F2及F2∶3衍生群体为材料,采用QTL Ici-Mapping v2.2完备区间作图法在F2及F3群体中共检测到7个高含油量QTL,分布于4个遗传连锁群,可解释3.60%~20.98%的遗传变异。Satt636在10份大豆材料中的标记辅助选择检测,发现其符合度最高为83.33%。     

大豆四向重组自交系群体生育进程稳定QTL定位

以垦丰14、垦丰15、垦丰19和黑农48为亲本,构建了含160个株系的四向重组自交系群体(four-way recombinant inbred lines,FW-RIL)为试验材料,通过构建分子遗传连锁图谱,对大豆四向重组自交系群体生育期各阶段进行QTL定位,旨在为大豆生育期性状的分子辅助育种提供理论基础和技术支撑,在分子水平探索与大豆生育期相关基因的遗传机理。通过区间作图法等分析方法,应用275个SSR分子标记对2013、2014与2015年在克山和哈尔滨3年3个环境下的生育期各阶段进行QTL定位,结果表明:大豆四向杂交群体的各生育期阶段易受到环境条件的影响,生育期相关性状在Fw-RIL群体中存在真实的遗传变异。76个与生育期各阶段相关的QTL分布在18个连锁群上,分别是A1、A2、B1、B2、C1、C2、D1a、D1b、D2、F、G、H、J、K、L、M、N和O连锁群;17个与生育期各阶段相关的QTL能够在2个以上环境中被重复定位到,分别为qST-B2-1、qST-C1-1、qST-C2-1、qST-C2-2、qST-D1b-1、qST-D1b-2、qST-G-1、qST-H-1、qST-K-1、qST-K-2、qST-L-1、qST-L-2、qST-M-1、qST-M-2、qST-M-3、qST-N-1、qST-O-1。其中,新发现10个与生育期相关的QTLs,qST-C2-2,qST-D1b-1,qST-k1,qST-M2和qST-N1是高效QTL。     

芝麻含油量及脂肪酸含量QTL分析

本研究以较高含油量芝麻品种“中芝13”（56.31%）和低含油量芝麻材料ZZM2748（48.75%）为亲本构建包含548个株系的RIL群体,采用近红外法对群体在2个不同环境下的含油量、油酸、亚油酸、棕榈酸和硬脂酸含量进行分析,发现群体含油量及脂肪酸含量存在较大变异,其中含油量变化在42.43%~58.38%,其与油酸和亚油酸含量无显著相关关系,但与棕榈酸显著负相关;应用软件WinQTLCart2.5和ICIMapping3.0基于构建的遗传连锁图共定位到50个相关QTL,分布在芝麻11个连锁群上,贡献率变化在1.59%~40.62%。其中,有21个QTL被两个软件同时检测到,有7个QTL在2个环境下被重复检测到。位于连锁群LG10上的qSOC_10.3和位于连锁群LG11上的qSOC_11.1遗传贡献率较大,分别为34.38%和40.62%,为控制芝麻含油量的主效QTL,其中qSOC_11.1与定位到的油酸、亚油酸、棕榈酸和硬脂酸位点重合,表现一因多效特征。通过基因组注释和差异表达分析,在两个主效位点发掘出24个候选基因。研究发现的芝麻含油量及不同脂肪酸含量遗传变异特征和获得的QTL及候选基因对相关性状的遗传改良具有指导意义和应用价值。     

大豆蛋白质含量的QTL定位

以高蛋白的大豆品种齐黄26和低蛋白的滑皮豆为亲本,杂交获得含170个单株的F2代分离群体,采用SSR分子标记技术,构建了一张包括18个连锁群的分子连锁图谱,覆盖大豆基因组长度1 035.6 cM,标记间平均距离为16.44 cM。利用复合区间作图法,对在济南和冠县衍生出的F2∶3群体的蛋白质含量的进行QTL分析。结果表明:济南试验点定位到3个与蛋白质含量有关的QTL,分布于D2、E和K连锁群上,分别可解释14%、11%和2%的变异;冠县试验点定位到1个与蛋白质含量有关的QTL,位于E连锁群上,可解释3%的变异。通过遗传作图找到3个与所定位的QTL相连锁的SSR标记,这些标记可为大豆分子标记辅助育种提供参考。     

东北地区大豆主栽品种油份蛋白含量的关联分析

为探寻与大豆油份含量、蛋白含量相关的关键位点,本研究选取中国东北地区92份大豆主栽品种及常用种质资源品种群体基于蛋白含量和油份含量的Meta分析,进行基于数学模型的类群划分评价,估测样本群体的结构,应用简单线性模型分析与大豆油份含量、蛋白含量相关的的位点。结果表明,通过多次迭代测试,当K=5时,即该资源群体可以分为5个亚群时,为最稳定的分类结果,并在显著水平下（p<0.05）,贡献率大于1%的标记中,得到与大豆油份含量相关标记有Sat_412,Sat_195,Satt317,Sat_187,Sat_195,Satt255,Satt713,Satt468,Satt267,Satt686,Sat_294和AZ302047,对油分含量的总贡献率为39.54%。蛋白质含量相关标记有Satt683,Sat_311,Satt578,Satt181,Satt317,Satt700,Satt713,Satt255,Sat_242和Satt720对蛋白质含量总贡献率为48.39%。这些重要的标记位点为大豆油份含量和蛋白含量的分子辅助育种提供重要基础。     

两种方法定位5个地点大豆蛋白质含量QTL

利用CIM和MIM法,对大豆Charleston×东农594的154个重组自交系在5个不同地点进行蛋白质含量测定和QTL定位分析。共检测到25个QTL,分别位于A1、B1、C2、D1a、D1b、E、J、L和N连锁群上。用CIM法定位到了20个与蛋白质含量相关的QTL,用MIM法定位到了9个与蛋白质含量相关的QTL。在C2连锁群上多次定位的ProC2-4,标记区间为Sat_092-Satt460,与前人找到的QTL位点一致。     

多环境条件下大豆蛋白质含量稳定性QTL分析

为定位大豆蛋白质含量稳定性QTL,从而为培育高蛋白大豆品种提供依据,本研究利用源自美国大豆Charleston和中国品种东农594杂交获得的147个株系组成的重组自交系群体,利用三种生态环境下三年数据估算的Shukla稳定性方差对大豆蛋白含量进行了遗传和QTL分析。结果表明,利用复合区间作图法（CIM）检测大豆蛋白稳定性QTL得到2个QTL,分别为qPRO1-1和qPRO17-1,位于连锁群A1和L上,贡献率分别为4.70%和5.73%,共解释10.43%的表型变异。利用混合区间作图法MIM检测到2对上位性QTL,互作染色体为A1×G和A1×A2,上位效应分别为0.19**和-0.22,贡献率为12.82%和17.42%,共解释30.24%表型变异。本实验分析多个环境下的数据,考虑到了QTL 与环境的互作效应,在三种环境条件下分析QTL,检测到了在不同环境下可以稳定出现的QTL位点。控制大豆蛋白含量的QTL位点,都表现出明显的上位性效应和GE互作效应。其中稳定性较好的QTL和公共图谱上定位的调控大豆蛋白质含量的QTL prot 1-7、cq oil003、oil8-1, prot 17-5、prot 2-1、prot 12-1等在区间上一致。     

野生大豆回交导入系蛋白质含量性状的QTL分析

以野生型大豆ZYD00006（供体亲本）与黑龙江省主栽品种绥农14（轮回亲本）所构建的回交导入系（1204株）为研究材料,利用WinQTL2.5的复合区间作图法(CIM)在9个连锁群定位了16个与蛋白质含量相关的QTL（14个正效应,2个负效应）;导入系群体经过严格的蛋白质含量筛选鉴定,得到10个蛋白质含量性状明显大于轮回亲本的导入系株行。利用这10个高蛋白含量株行（选择群体）结合随机对照群体,通过基于遗传搭车原理的卡方分析,检测到分布于10个连锁群上的17个与大豆蛋白质含量相关的标记位点,对蛋白质含量表现为正效应。两种方法共同检测到7个QTL。这些材料和位点将为高蛋白含量相关基因克隆及分子辅助育种提供重要的材料基础和标记信息。     

高油大豆新品种中黄20(中作983)的选育和提高大豆含油量的育种研究

利用高油大豆和高产大豆进行杂交,专门配制高油组合,同时大量分析了亲本、杂交后代、辐射后代和品系的含油量,早代测产并在高肥水条件下进行多点鉴定。与此同时,在海南岛进行繁育,加快了育种进程。分析了1168份材料的含油量,表明含油量呈常态分布,离中越远样本越少,含油量在18．50％～19．00％的材料最多,占13．20％。育成的新品种中黄20(中作983)含油量3年平均达23．50％,2002年辽宁、北京和天津品种审定委员会已审定推广,2003年2月经全国品种审定委员会审定推广。此外,我们还育成一大批高油大豆品系,正在参加各地的试验。     

大豆定向选择群体耐旱性位点基因型分析及QTL定位

利用Clark导入到红丰11为背景的回交导入系进行萌芽期和苗期的连续性耐旱鉴定,经萌芽期鉴定,获得36个耐旱定向选择导入系。对耐旱选择导入系进行全基因组SSR标记扫描,并以随机群体作为对照,计算供体基因型的导入频率,利用卡方测验检测显著偏分离的SSR标记位点,并结合GGT图示基因型软件对各染色体连锁群进行分析。其中在L连锁群的Satt398和Satt156两个位点有显著的供体片段“超导入”现象,供体基因型导入频率为0.9167和0.9583,卡方值高达182和201.5。另外,在F连锁群的Satt423,K连锁群的Satt167以及N连锁群的Sat_084等位点也出现供体导入片段的偏分离现象。同时,对萌芽期耐旱鉴定中相对发芽率表现超亲的35个株系采用性状－标记间的单向方差分析(P<0.01)和QTL定位, 共检测到14个控制相对发芽率的QTL,分布在4个连锁群上,其中与卡方测验检测的结果相比较,在Satt156,Satt423,Sattt167等位点具有一致性,说明这些位点是与大豆耐旱性紧密相关的QTL位点。以上结果为进一步开展大豆耐旱性有利基因的精细定位、克隆和分子设计育种奠定了基础。     

地理位置及气候条件对大豆脂肪含量的影响

大豆在生长发育过程中,所处生态环境的不同,气候条件的差异是引起大豆品种化学成分变化的重要外因。研究表明,东北地区的气候条件及地理位置适合大豆脂肪的形成和积累,东北大豆品种的脂肪含量较高,东北地区为大豆高脂肪生态区。     

多环境下大豆单株荚数性状的QTL分析

利用Charleston×东农594重组自交系构建的SSR遗传图谱,采用WinQTLCart2.5软件的CIM和MIM分析方法对2006年-2010年连续5年的大豆荚数的数据进行QTL定位,在11个连锁群上共定位了43个QTLs。检测到15个控制一粒荚数的QTLs,分别位于A1、A2、C2、D1a、D1b和N连锁群;检测了10个控制二粒荚数的QTLs,分别位于A1、B1、D1a、I、J和N连锁群上;检测了10个控制三粒荚数的QTLs,分别位于A1、B1、C2、D1a、D1b和I连锁群;检测到8个四粒荚数的QTLs,分别位于A1、D1a、E和H连锁群。在2007年和2009年检测到3个QTLs位点,Qspntws-J-2、Qspntws-N-1、Qspnfs-D1a-2均为多年稳定遗传的QTL位点;分别在A1、D1a、D1b连锁群上各检测到一个QTL位点,同时控制多个性状。     

论大豆蛋白质与油分含量品质的变化及影响的因素

1　大豆优质高效的重要性 　　中国农业已进入战略性结构调整的关键时期。在由数量型农业向质量效益型农业发展的过程中,大豆的优质高效被提到日程上来。 　　大豆以其蛋白含量和油分含量分别达40％和20％、蛋油总计达60％的高含量,而成为容易实现优质高效的作物。但是中国大豆近年却出现了价低滞销的困难局面,究其原因,劳动生产率低,成本高,售价较国外高而造成大量进口,以及中国大豆品质不高,没有专用品种,缺少市场竞争力是重要原因[1]。 　　目前大豆品质较差是多年数量型农业注重产量,忽视优质的必然结果。为了贯彻实现向质量效益型农业的发展,大豆品质问题突出,解决大豆品质问题具有明显的紧迫性和现实性。