饲用型小黑麦遗传图谱构建及草产量相关性状QTLs初步定位

本研究以饲用型小黑麦杂交F₂代为作图群体,利用ISSR分子标记构建了遗传连锁图谱,并对小黑麦草产量相关性状（株高,分蘖数,单株生物量）进行了QTLs定位,可为小黑麦草产量相关主效QTL挖掘、功能基因定位以及分子标记辅助育种奠定基础。结果表明：521个F₂代单株草产量相关性状的田间表型数据呈连续变异,分布频率大致接近正态分布,可用于QTLs定位。该遗传图谱包含7个连锁群,图谱总长度为542.9 cM,标记间平均距离为5.90 cM,共有92个位点。对草产量相关性状基因进行QTL定位分析,共检测到17个QTLs,分布在6个连锁群上,控制株高的QTLs有5个,贡献率为6.7%~13.2%;控制分蘖数的QTLs有7个,贡献率为5.4%~15.4%;控制单株生物量的QTLs有5个,贡献率为7.4%~12.4%。其中QPH7-2,QNT2-2和QBS2分别对小黑麦株高、分蘖数和单株生物量的贡献率最大,为主效QTLs,可对其进行进一步克隆、转化及利用。     

基于小黑麦RIL群体的草产量相关性状QTL分析

为解析调控小黑麦(Triticosecale Wittmack)草产量的遗传机制,本研究以‘甘农7号’小黑麦与‘石大1号’小黑麦构建的F₆代重组自交系(RIL)群体为材料,利用小黑麦RIL群体分子图谱,结合株高、分蘖数、穗下节间长和单株鲜重的表型值,进行QTL分析。共检测到5个株高QTL,分布在连锁群LG1,LG3,LG4,LG6上,遗传贡献率为6.56%～12.86%;4个分蘖数QTL,分布在连锁群LG2,LG5,LG6,LG7上,遗传贡献率为7.11%～12.44%;3个穗下节间长QTL,分布在连锁群LG1,LG2,LG5上,遗传贡献率为7.69%～9.63%;4个单株鲜重QTL,分布在连锁群LG2,LG5,LG6,LG7上,遗传贡献率为9.65%～13.63%。其中,株高和分蘖数的主效位点为qPH6-1和qNT5-1,表型变异解释为12.86%和12.44%;单株鲜重的主效位点为qBS2-1和qBS6-1,表型变异解释率为12.17%和13.63%,二者累加对单株鲜重具有增加效应。本研究为饲用小黑麦生物产量的精细定位和分子辅助育种提供了重要理论支撑。     

饲用小黑麦重组自交系群体草产量的相关性状分析

【目的】探究饲用小黑麦草产量的主要影响因素。【方法】以石大 1 号小黑麦与甘农 7 号小黑麦构建的重组自交系（RIL）群体为材料,对 F₆代 273 个单株的 6 个草产量相关性状（株高、分蘖数、旗叶长、旗叶宽、穗下节间长和单株鲜重）进行表型鉴定和统计分析。【结果】6 个性状变异系数范围为 9. 68%~64. 10%,其中单株鲜重最大,其次是分蘖数、穗下节间长和株高,最后是旗叶长和旗叶宽;单株鲜重与分蘖数的相关系数最大（0. 764）,与穗下节间长的相关系数最小（0. 052）。【结论】主成分分析将草产量相关性状综合为生物量构成因子和株高构成因子,累积贡献率为 70. 81%。本研究可为饲用小黑麦新品种选育提供参考。     

高丹草SRAP和SSR分子遗传连锁图谱的构建

为了定位高丹草低氢氰酸含量、产草量及抗逆性等重要性状的QTLs,以高丹草杂种F2为作图群体,利用SRAP和SSR两种分子标记技术对305个F_2分离单株及其亲本基因组DNA进行PCR扩增得到427个多态性分子标记位点(253个SRAP、174个SSR),采用Joinmap4.0作图软件构建了一张含SRAP和SSR两种标记的高丹草分子遗传连锁图谱。图谱有10个连锁群,各连锁群的长度变幅72.9cM~168.2cM,覆盖基因组总长度1273.4cM,含427分子标记,标记间的平均距离2.98cM。     

紫花苜蓿开花性状的遗传特性分析与QTL定位

通过构建紫花苜蓿杂交F1代遗传分离群体,研究紫花苜蓿早熟性状的遗传特性,确定始花期性状的最适遗传模型,同时定位始花期相关的QTL位点。以低产早熟紫花苜蓿(父本)和高产晚熟紫花苜蓿(母本)为亲本构建杂交群体,以亲本和二者杂交产生的152个F1代单株为研究对象。于2015和2016年调查始花期性状,运用主多基因遗传模型分析始花期性状的最适遗传模型。通过GBS测序技术对154个单株进行基因分型,利用测序产生的SNP标记构建连锁图谱,同时结合表型数据进行QTL定位。结果表明:2MG-A为始花期性状的最适遗传模型,2015年的主基因遗传率为99%,2016年的主基因遗传率为98.5%。父本连锁图覆盖图距为1386cM,平均标记密度3.2cM;母本连锁图覆盖图距为798.73cM,平均标记密度8.07cM。对两年的数据进行QTL定位分析得到2个主效QTL位点,表型贡献率分别为12.1334%和11.0157%。表明始花期主要受两对主效基因控制,同时具有加性作用。始花期性状主要由2个QTL位点控制。     

紫花苜蓿开花性状的遗传特性分析与QTL定位

通过构建紫花苜蓿杂交F1代遗传分离群体,研究紫花苜蓿早熟性状的遗传特性,确定始花期性状的最适遗传模型,同时定位始花期相关的QTL位点。以低产早熟紫花苜蓿(父本)和高产晚熟紫花苜蓿(母本)为亲本构建杂交群体,以亲本和二者杂交产生的152个F1代单株为研究对象。于2015和2016年调查始花期性状,运用主多基因遗传模型分析始花期性状的最适遗传模型。通过GBS测序技术对154个单株进行基因分型,利用测序产生的SNP标记构建连锁图谱,同时结合表型数据进行QTL定位。结果表明:2MG-A为始花期性状的最适遗传模型,2015年的主基因遗传率为99%,2016年的主基因遗传率为98.5%。父本连锁图覆盖图距为1386cM,平均标记密度3.2cM;母本连锁图覆盖图距为798.73cM,平均标记密度8.07cM。对两年的数据进行QTL定位分析得到2个主效QTL位点,表型贡献率分别为12.1334%和11.0157%。表明始花期主要受两对主效基因控制,同时具有加性作用。始花期性状主要由2个QTL位点控制。     

四倍体鸭茅产量及其构成因素的QTL定位

产量相关性状是复杂的数量性状,对鸭茅的单株产量及构成因素进行QTL分析,可提高育种中对产量性状优良基因选择的效率,同时为鸭茅遗传改良、基因克隆及分子标记辅助育种提供理论依据。以四倍体鸭茅"楷模"和"01436"为亲本杂交而成的作图群体为试验材料,于2014年对洪雅、宝兴两个不同生境下鸭茅株高、旗叶长、倒二叶长、旗叶宽、倒二叶宽、茎粗、花序长、分蘖数、单株干重等9个产量相关性状进行了表型鉴定及相关性分析。此外,在已构建的高密度鸭茅分子遗传图谱的基础上,采用MapQTL 5.0进一步对这些性状QTL定位分析。结果表明,绝大多数性状在亲本间呈显著差异且都整体表现出连续变异,符合数量性状遗传的特征;相关性分析表明,大多数产量相关性状均与干重极显著正相关,与单株干重相关性最好的依次为分蘖、株高;QTL分析发现,控制该9个农艺性状的QTL共60个,洪雅38个,宝兴22个,这些QTL分别定位于分子连锁图谱的1、2、3、4、5共5个连锁群上,单个QTL的贡献率为5.7%～24.7%,单个性状QTL个数为2～15个。其中,控制株高、花序长的QTL各12个,控制倒二叶长、茎粗的QTL各4个,控制旗叶宽、倒二叶宽的QTL各2个,控制单株干重的QTL有6个,影响分蘖的QTL为3个,与旗叶长相关的QTL最多15个。     

四倍体鸭茅产量及其构成因素的QTL定位

产量相关性状是复杂的数量性状,对鸭茅的单株产量及构成因素进行QTL分析,可提高育种中对产量性状优良基因选择的效率,同时为鸭茅遗传改良、基因克隆及分子标记辅助育种提供理论依据。以四倍体鸭茅“楷模”和“01436”为亲本杂交而成的作图群体为试验材料,于2014年对洪雅、宝兴两个不同生境下鸭茅株高、旗叶长、倒二叶长、旗叶宽、倒二叶宽、茎粗、花序长、分蘖数、单株干重等9个产量相关性状进行了表型鉴定及相关性分析。此外,在已构建的高密度鸭茅分子遗传图谱的基础上,采用MapQTL 5.0进一步对这些性状QTL定位分析。结果表明,绝大多数性状在亲本间呈显著差异且都整体表现出连续变异,符合数量性状遗传的特征;相关性分析表明,大多数产量相关性状均与干重极显著正相关,与单株干重相关性最好的依次为分蘖、株高;QTL分析发现,控制该9个农艺性状的QTL共60个,洪雅38个,宝兴22个,这些QTL分别定位于分子连锁图谱的1、2、3、4、5共5个连锁群上,单个QTL的贡献率为5.7%~24.7%,单个性状QTL个数为2~15个。其中,控制株高、花序长的QTL各12个,控制倒二叶长、茎粗的QTL各4个,控制旗叶宽、倒二叶宽的QTL各2个,控制单株干重的QTL有6个,影响分蘖的QTL为3个,与旗叶长相关的QTL最多15个。     

利用SSR分子标记构建四倍体杂交冰草的遗传连锁图谱

为构建四倍体杂交冰草分子遗传连锁图谱,对深入开展冰草产量、抗性等重要性状的QTL定位及分子标记辅助育种提供依据,以四倍体杂种F₂分离群体的347个单株及亲本蒙古冰草和航道冰草为材料,采用SSR分子标记技术和Joinmap 4.0软件进行了遗传作图研究。试验从256对SSR引物中筛选出条带清晰稳定、多态性丰富的适宜引物30对,PCR扩增得到224个SSR标记位点,平均每对引物扩增出7.47个位点,其中多态性标记位点185个,占82.6%。偏分离分析显示,在185个SSR多态性标记位点中有24个标记产生偏分离,占13.0%,符合植物遗传作图时通常偏分离标记比率<30%的要求,可用于遗传作图。构建了1张四倍体杂交冰草的分子遗传连锁框架图谱,该图谱包含14个连锁群、185个标记,其长度范围在123.0~202.6 cM之间,连锁群LG4最长、LG12最短,各连锁群的平均长度167.32 cM,覆盖基因组总长度2342.5 cM,标记间的平均距离12.66 cM。     

高丹草茎叶等农艺性状的QTL定位

以散穗高粱×红壳苏丹草杂种F2代305个分离单株群体为材料,在前期已构建出的高丹草高密度AFLP分子标记遗传图谱上,采用MQM模型法对茎粗、叶片数、叶长、叶宽、穗长、穗宽、分蘖数共7个农艺性状进行了QTL定位分析。结果表明:7个性状三年一点测定的平均值均呈正态分布,适合于QTL定位分析;在LOD2.5条件下,7个性状共定位了63个QTL,分布在10个连锁群上,其遗传贡献率变幅在8.8%~44.4%之间。在63个QTL中,控制茎粗的QTL有13个,控制叶长的有11个,控制分蘖数的有10个,控制穗宽的有16个,4个性状的QTL在10个连锁群上均有分布;控制叶宽的QTL有2个,分布在LG4连锁群上;控制穗长的有2个,分别位于LG2和LG3连锁群上;控制叶片数的QTL有9个,其分别位于LG1、LG2、LG3、LG4、LG6、LG8、LG10连锁群上。     

高丹草低氢氰酸含量性状主效QTL PA7-2的精细定位

为了精细定位高丹草低氢氰酸含量性状主效数量性状基因座QTL PA7-2,对进一步开展低氰性状相关候选基因挖掘、功能解析及分子标记辅助育种等研究提供理论依据。本试验在前期研究工作基础上,从高丹草（散穗高粱Scattered ear Sorghum bicolor×红壳苏丹草Red shell Sorghum sudanense）F₂代1 200个分离群体单株中筛选出121个QIRs（Quantitative trait locus（QTL）isogenic recombinants）植株,选出低氰和高氰极端株套袋自交获得F₃代分离群体,选出QIRs群体植株130个,利用BSA-SSR（Bulked segregation analysis（BSA）and simple sequence repeats）技术构建了长度为230.7 cM、密度为4.81 cM的遗传连锁图谱,通过定位分析明确了QTL PA7-2的位置在38 cM处,位于SSR标记Sobic.8 g1-600和XM00242-400之间。经与高粱基因组比对分析,首次将低氰QTL PA7-2精细定位至高粱8号染色体3.77 Mb（51.415 Mb~55.182 Mb）的物理区间,并发现SSR标记SORBI4G3-600与其紧密连锁。     

水稻饲料营养含量的QTL定位分析

应用85个SSR标记,对普通野生稻与粳稻台中65为亲本建立的F₂群体进行基因检测,构建了覆盖水稻基因组12条染色体的SSR分子标记连锁图,采用Mapmaker/QTL1.0统计软件对决定水稻饲用营养价值的粗蛋白、粗纤维、粗脂肪、粗灰分、硅酸和可溶性糖含量的基因座位进行了定位分析。结果定位了影响粗蛋白含量的3个QTLs,影响粗脂肪含量的1个QTL,影响可溶性糖含量的3个QTLs,影响硅酸含量的2个QTLs,这9个QTLs分别位于第1,2,4,7,8,9,10和11染色体上。其中主效QTL4个,分别是影响粗脂肪含量的qCEE-1(贡献率56.8%),影响可溶性糖含量的qCWSC-4(贡献率23.1%)和qCWSC-7(贡献率25.0%),影响硅酸含量的qCS-9(贡献率15.9%),其余5个为微效QTL。没有检测到影响粗纤维含量和粗灰分含量的QTL。     

基于SRAP分子标记构建的菊苣遗传连锁图谱

基于SRAP标记,以遗传关系和表型差异大的菊苣亲本PI 651947和PI 652007杂交获得的84个F₁单株为作图群体,进行连锁图谱的构建。采用Map Manager QTX b20软件进行连锁分析,分别构建了PI 651947和PI 652007的分子连锁框架图,共获得77个SRAP标记,其中父本遗传图谱涉及4个连锁群,包含19个标记,图谱总长为450.9 cM,标记间平均图距为23.7 cM。母本遗传图谱涉及13个连锁群,包含58个标记,图谱总长为1404.8 cM,标记间平均图距为24.2 cM。研究结果可为菊苣重要农艺性状QTL定位奠定基础,为菊苣分子育种研究提供了基础信息。     

四倍体马铃薯SRAP分子遗传连锁图谱的构建

为了给后期马铃薯块茎高淀粉、高干物质及产量等重要数量性状基因座(QTL)定位和分子标记辅助育种奠定基础,以四倍体马铃薯YSP-4×MIN-021杂种F1的182个分离单株为作图群体,利用相关序列扩增多态性(SRAP)分子标记进行了遗传图谱构建研究。试验从357对SRAP引物中筛选出适宜引物36对。用这些引物对马铃薯杂种F1的182个分离单株及其亲本的基因组DNA进行PCR扩增得到598个SRAP标记。卡方检验显示偏分离标记数为127个,其中母本连锁群59个,父本连锁群68个,偏分离比率均小于30%,符合遗传作图的要求。用软件JoinMap4.0建立了2张四倍体马铃薯双亲的SRAP遗传图谱。母本YSP-4的连锁群总长度为1572.2cM,标记数目为274个,平均间距为5.74cM,12个连锁群的长度范围为14.03~214.44cM;父本MIN-021的连锁群总长度为1932.23cM,标记数目为324个,平均间距为5.96cM,各连锁群的长度范围为93.65~242.06cM。     

四倍体彩色马铃薯花青素含量及产量性状的QTL定位

为确定彩色马铃薯薯块花青素含量、单株产量和商品薯率3个重要性状的QTL位点,以四倍体彩色马铃薯‘黑美人’בMIN-021’杂种F₁代分离群体的210个单株无性株系及其亲本为材料,通过对这3个重要性状进行两年一点的观测试验,以及亲本间和杂种株系间的差异显著性分析,用TetraploidMap软件在已构建出的2张双亲的高密度彩色马铃薯分子遗传连锁图谱上分别定位其QTL。结果显示,这3个性状在亲本间和杂种株系间差异显著,且F₁群体单株株系间各性状观测值均呈正态分布,适合QTL分析。在母本‘黑美人’的遗传连锁图谱上检测到13个QTL,其中控制花青素含量的有5个、单株产量和商品薯率各有4个,遗传贡献率变幅为7.98%~19.62%。在父本‘MIN-021’的遗传连锁图谱上检测到11个QTL,其中花青素含量和单株产量各有4个、商品薯率有3个,遗传贡献率范围在8.70%~21.62%之间。     

芒属植物分蘖数性状的QTL定位

芒属植物是一种多年生C₄高大禾草,是一种重要的生物能源作物。分蘖是芒属植物重要的农艺性状之一,在调控其产量方面具有极其重要的作用。以五节芒和荻的种间杂交群体为材料,利用前期已构建的五节芒和荻的种间基因组遗传连锁图谱,结合2014年泰安、2015年泰安和东平3次重复调查的分蘖数表型数据,进行该重要性状的QTL遗传定位研究。结果表明:分蘖数频率分布呈现正态连续分布,符合数量性状遗传的特征;采用MQM复合区间作图法共定位到16个与分蘖数性状相关的QTL,单个QTL可解释的表型变异范围为11.4%~21.5%,LOD值为3.06~6.09。其中,3个QTL在3次定位分析中可重复检测到,qmfTI-2可分别解释12.7%、12.0%和15.5%的表型变异,qmsTI-1可分别解释12.0%、12.1%和19.8%的表型变异,qmsTI-2可分别解释21.5%、20.2%和13.4%的表型变异;3个QTL在2次定位分析中可重复检测到,qmfTI-1、qmfTI-3和qmsTI-4分别解释12.4%和11.4%、13.8%和13.2%、12.1%和14.3%的表型变异。通过对芒属植物分蘖数性状QTL分析,为芒属植物种质资源改良、分子标记辅助选择以及遗传学研究奠定基础。     

芒属植物分蘖数性状的QTL定位

芒属植物是一种多年生C_4高大禾草,是一种重要的生物能源作物。分蘖是芒属植物重要的农艺性状之一,在调控其产量方面具有极其重要的作用。以五节芒和荻的种间杂交群体为材料,利用前期已构建的五节芒和荻的种间基因组遗传连锁图谱,结合2014年泰安、2015年泰安和东平3次重复调查的分蘖数表型数据,进行该重要性状的QTL遗传定位研究。结果表明:分蘖数频率分布呈现正态连续分布,符合数量性状遗传的特征;采用MQM复合区间作图法共定位到16个与分蘖数性状相关的QTL,单个QTL可解释的表型变异范围为11.4%～21.5%,LOD值为3.06～6.09。其中,3个QTL在3次定位分析中可重复检测到,qmfTI-2可分别解释12.7%、12.0%和15.5%的表型变异,qmsTI-1可分别解释12.0%、12.1%和19.8%的表型变异,qmsTI-2可分别解释21.5%、20.2%和13.4%的表型变异;3个QTL在2次定位分析中可重复检测到,qmfTI-1、qmfTI-3和qmsTI-4分别解释12.4%和11.4%、13.8%和13.2%、12.1%和14.3%的表型变异。通过对芒属植物分蘖数性状QTL分析,为芒属植物种质资源改良、分子标记辅助选择以及遗传学研究奠定基础。     

龙眼SNP高密度遗传图谱的构建及单果重QTL定位

本研究以‘凤梨朵’ב大乌圆’的F1群体（FD）200 株杂交后代作为作图群体,结合父母本,利用RAD-seq技术开发大量SNP标记。采用Joinmap4.1软件构建遗传图谱,使用Mergemap进行整合获得整合图谱。并采用MapQTL软件对单果重进行QTL定位,确定QTL位点的数量、位置。结果表明：使用MergeMap软件对父母本连锁群进行整合,整合图谱共形成15个连锁群,总的遗传距离为2 873.39 cM,平均遗传距离为0.36 cM,包含8 014个SNP位点。在该图谱上监测到65 个与单果重性状相关的QTL位点,分布于lg1,lg3,lg4,lg5,lg8,lg10,lg14 连锁群上。本研究所构建的遗传图谱是目前龙眼上所建立的标记数量最多,密度最高的遗传图谱,为未来龙眼数量性状精细定位、图位克隆以及功能基因挖掘等研究提供了有力的依据。     

红三叶遗传图谱构建及抗白粉病基因QTL定位

本研究以感(岷山红三叶)、抗(澳大利亚红三叶品种♀Sensation×Renegade♂杂交新品系“甘农PR1”)白粉病红三叶材料为父母本杂交并种植成苗经人工接菌后筛选出抗、感白粉病的F₁群体为作图群体,利用AFLP标记构建红三叶高密度遗传图谱,并利用区间作图法对抗白粉病QTL进行了定位分析,可以为红三叶抗白粉病基因克隆和转基因等分子辅助育种奠定基础。结果表明,149个AFLP标记构建得到的遗传图谱包含7个连锁群(LG1,LG2,LG3,LG4,LG5,LG6和LG7),遗传图谱的总距离为640.5 cM。其中,LG1连锁群的遗传距离(140.6 cM)和标记间平均距离(9.4 cM)均最大;LG4连锁群的遗传距离(55.2 cM)和标记间平均距离(1.8 cM)最小。应用区间作图法对红三叶抗白粉病基因进行QTL分析定位,共检测到5个抗白粉病相关QTL位点(qrp-1,qrp-2,qrp-3,qrp-4和qrp-5),其中qrp-1、qrp-2、qrp-3和qrp-4位于LG4连锁群上,qrp-5位于LG5连锁群上。5个QTL位点对抗白粉病的贡献率为29%~90%,qrp-1对红三叶白粉病抗性的贡献率最大(90%),为主效QTL。     

不同标记数对家蚕茧质性状的QTL定位比较

分析了家蚕茧质性状不同标记数的QTL定位效果 :6 92个标记和 5 4 2个标记的全茧量都是以基因互作效应为主 ,而茧层量、茧层率以及蛹体重性状既有加性也有显性和互作效应 ,且与全茧量、茧层量、茧层率和蛹体重之间的基本相关性相吻合 ;392个标记的分析结果与前两种类型有别 ,定位的总QTL组合数、QTL总数 ,以及效应显著的QTL数都表现最多 ,表明标记数减少反而定位出更多的QTL ,但 392个标记定位的QTL在连锁群的分布同全茧量与蛹体重、茧层量与茧层率之间的显著正相关不符合。分析认为 6 92个标记数的定位结果比较可靠。QTL的效应与贡献率之间的关系分析结果显示 :QTL效应值与QTL贡献率的相关系数达 0 95以上 ,表现为显著的正相关关系 ;但QTL的效应值和贡献率的大小与QTL效应的显著性并无直接关系。