大豆抗菌核病位点挖掘及一致性QTL分析

利用离体叶柄接种法和活体茎接种法对以感病大豆品种合丰25和抗病大豆品种Maple Arrow为亲本构建的128份后代群体进行鉴定,通过复合区间作图法结合表型鉴定数据定位到7个抗大豆菌核病相关的QTL位点。收集整理在B1连锁群上关于大豆抗病虫害的QTL位点,通过元分析构建大豆抗病虫害相关的一致性QTL图谱,并得到了2个一致的QTL,缩小了置信区间并发掘了21个候选基因,其中3个与抗病相关。本研究得到的QTL在B1连锁群上定位的QTL位点附近,这为抗大豆菌核病精细定位和基因克隆奠定了基础。     

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。     

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.     

大豆分子标记遗传图谱的整合及其应用

图谱整合是弥补单个作图群体因分子标记多态性的局限性而难以构建高密度图谱的有效方法.利用具明显农艺性状差异的大豆品种间杂交组合(科丰1号×南农1138-2、南农87-23×NG94-156、苏88-M21×新沂小黑豆和皖82-178×通山薄皮黄豆甲)所衍生的重组自交系群体分别构建了含有560,223,195,133个分子标记的遗传连锁图谱.以各图谱共有SSR标记作为锚定标记,使用JoinMap3.0进行图谱整合,得到一张包含20个连锁群,795个分子标记,总遗传距离2 772.9 cM,平均间距3.49 cM的整合图谱.各连锁群的标记个数在24～69之间,遗传距离在77.1～224.7 cM之间.与Song等的公共图谱比较,标记在连锁群上的分布和位置高度吻合,并增加了5个公共图谱上没有的SSR标记,另有6个SSR标记定位在不同的连锁群上.通过整合图谱可将关联分析所获基因/QTL定位到连锁群区间;便于不同群体定位结果间的比较;并找寻与之连锁更紧密的邻近标记.鉴于本图谱所用作图群体的亲本与国内育种常用材料的遗传来源相近,将更便于国内育种性状的QTL定位研究.     

小麦BNS雄性不育中国春恢复基因的连锁群检测和QTL初步定位

BNS是一个新发现的温敏小麦雄性不育系,有良好的不育性和自身转换性,在杂交小麦利用和不育资源研究中有重要价值。为定位BNS的恢复基因,首先以BNS的高恢复系中国春为材料,创建BNS×中国春F2作图群体,建立自交结实率和花粉可育率两个表型BSA池;然后用中国春缺体-四体系检测恢复相关连锁群;最后用这些连锁群上的SSR分子标记筛选BSA池,用检测的连锁标记筛选F2作图群体,进一步定位恢复基因的QTL位点。结果表明,用BNS与中国春缺四体杂交,根据F1不育性检测到4个相关连锁群,分别是1A、1B、2B和7B;利用4个相关连锁群和4个非相关连锁群共8个染色体上的222对SSR分子标记筛选2对共4个BSA池,结果在3个相关连锁群上检测到8对连锁标记;用这8对连锁标记筛选F2群体210个个体植株,检测到5个QTL位点,位于1A、1B和2B染色体上。这些位点中,1个与自交结实率相关,2个与两个表型均相关,是主效QTL位点,另2个与花粉可育率相关,是微效QTL位点。这些结果为BNS恢复基因分子标记选择和精细定位奠定了基础。     

大豆底荚高度QTL定位及候选基因挖掘

底荚高度是衡量大豆品种是否适宜机械收获的关键指标。底荚高度较低的品种在机械收割过程中可能造成植株部分被切断或漏割,引起总产量损失。因此,大豆底荚高度候选基因对大豆机械化育种至关重要。本研究利用完备区间作图法(Inclusive Composite Interval Mapping, ICIM)对208染色体片段代换系群体(chromosome segment substitution lines, CSSL)进行大豆底荚高度QTL定位,获得9个与大豆底荚高度相关的QTL,分布在8条连锁群上。结合BSA重测序结果,将与大豆底荚高度相关的QTL定位到C1连锁群上1.1Mb和L连锁群上0.05Mb的区间内,并对其进行基因注释。通过基因注释数据库和信息学分析,在两个共识QTL区间内获得5个可能与大豆底荚高度相关的候选基因。这些结果可以为大豆底荚高度QTL精细定位以及机械化优质高产大豆品种的选育提供理论依据。     

大豆遗传图谱的构建和含油量的QTL分析

以大豆重组自交系soy01群体中的255个家系为作图群体,利用225个分子标记和2个形态标记构建了一张包含27个连锁群的大豆遗传连锁图谱,总遗传距离1315.46cM,平均标记间距5.79cM。在构建遗传图谱的基础上,采用复合区间作图法,检测到10个与含油量相关的QTL。这些QTL分别位于大豆遗传图谱的A2、C2、D1b、M和N连锁群,解释的遗传变异范围为4.0%～12.2%。这些QTL中,4个与soybase数据库中的QTL有可能是相同的位点,2个可能是新的位点,其余4个是否是新的位点还有待进一步验证。亲本中豆29和中豆32中均有增效基因分布,通过遗传重组可以提高大豆含油量。     

利用选择回交导入群体定位大豆蛋白质含量QTL

大豆是重要的植物蛋白来源,定位大豆蛋白质含量QTL,可为分子标记辅助育种和基因挖掘提供依据。本研究以我国综合性状优良的黄淮海主栽品种中黄13为轮回亲本,日本品种东山69为供体亲本,构建了BC2F2回交导入系群体;利用性状–标记间的单向方差分析和卡方测验检测BC2F2随机群体(RP)及选择回交导入群体(BSP、PSP和NSP)中影响大豆蛋白质含量的QTL。2种方法在4个群体中定位到蛋白质含量相关的QTL 42个,5个位点在随机群体和极端选择群体中被多次重复检测到,分别为Sat_202、Satt170、Satt282、Sat_074、和Satt146;单向方差分析在随机群体和双向选择群体中同时检测到Sat_077、Sat_202、Satt282、Satt146和Satt712等5个效应值较大(10%)的蛋白质含量QTL,分别位于C1、C2、D1b、F和J连锁群上,位于D1b和J连锁群上的Satt282和Satt712效应最大,F值达到8.77、7.80和9.01、11.61,与其连锁的QTL能解释的表型变异分别达13.55%、21.40%和13.85%、28.82%;卡方测验在极端选择群体中检测到的8个QTL与单向方差分析在随机群体中检测到的位点一致,其中双向选择群体检测到4个(Sat_202、Satt301、Sat_074和Satt146)、正向选择群体检测到2个(Satt250和Satt485)、负向选择群体检测到5个(Sat_202、Satt170、Satt282、Sat_074和Satt146)。定位到42个蛋白质相关QTL,结果表明单向方差分析对双向选择群体有一定的应用价值,卡方测验更适合单向选择群体的QTL检测。     

大麦DH群体在耐低氮相关遗传连锁图谱初步构建中的运用

为给大麦耐低氮基因的发掘提供参考,以耐低氮品种BI-04和氮敏感品种BI-45为亲本,用通过花药离体培养方法得到的84个单倍加倍体(DH)后代作为作图群体进行耐低氮性遗传图谱的构建。利用376对SSR引物对亲本BI-04和BI-45进行多态性检测,共筛选出76对多态性引物,多态性频率为20.2%。利用Joinmap 4.0作图软件构建BI-04×BI-45 DH群体分子标记连锁图谱,取LOD>3.0进行分子标记连锁分析,构建了含有7个连锁群、27对标记的分子标记连锁图谱,连锁群总长度为303.6 cM,标记之间的平均遗传距离为11.24 cM。这7个连锁群包含了大麦的7条染色体,为大麦耐低氮的QTL分析奠定了一定的基础。     

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。     

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。     

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。     

东北春大豆推广品种蛋白质脂肪含量变化分析

对东北三省自 50年代至 90年代 3 2 0份大豆推广品种的蛋白质脂肪含量变化进行了分析。结果看出 ,三省大豆推广品种的平均蛋白质含量以辽宁省品种最高为 42 .45% ,吉林省品种蛋白质含量最低为 3 9.87%。平均脂肪含量吉林省最高为 2 0 .49% ,辽宁省最低为 1 9.48% ,黑龙江省品种平均蛋白质脂肪含量均居中 ,分别为 40 .57%和 2 0 .2 0 %。五十年来 ,三省大豆推广品种蛋白质含量均有不同程度的提高 ,提高的幅度吉林 >辽宁 >黑龙江。平均脂肪含量吉林辽宁两省品种 50年代至 90年代均呈下降趋势 ,黑龙江品种平均脂肪含量略有提高。吉林辽宁两省不同熟期品种蛋白质含量均从早熟组至晚熟组呈逐渐上升趋势 ,脂肪含量则从早熟组到晚熟组依次降低 ,黑龙江品种蛋白质含量从早熟组到晚熟组逐渐降低 ,脂肪含量从早熟组到晚熟组呈上升趋势     

高油玉米突变体子粒油分QTL定位

以EMS诱变获得的高油玉米突变体ce03005为材料,对子粒油分含量进行遗传分析,并以B73×ce03005的BC群体构建连锁图谱,考察玉米167个BC1S1家系的油分含量的变化。结果表明,利用101个SSR标记,所构建遗传图谱总长度为1 611.7 c M,标记间平均距离为15.9 c M。用复合区间作图法进行QTL分析,共检测到5个控制子粒油分含量的主效QTL和6个微效QTL,分别位于第1、6、7染色体上;所有QTL位点的含油量正向贡献均来自高油突变体;单个油分QTL的贡献率变幅为4.58%~18.62%。     

大豆种子脂肪和蛋白质形成及积累规律的初步研究

以 8个脂肪和蛋白质含量不同的大豆品种为试材,探索了大豆种子脂肪和蛋白质形成与积累规律。结果是:在种子成长过程中,大豆种子干重呈递增的曲线。脂肪相对含量是:中晚熟品种在开花后13～23天迅速增加,脂肪形成高峰在开花后33～36天,以后多数品种稍有下降,少数品种下降后稍有回升。脂肪绝对含量呈递增的曲线。熟期相同的品种,凡在初期脂肪含量高者,成熟时亦高。 蛋白质相对含量呈“前急、后缓”的下降曲线,少数品种下降后又稍有回升。中熟品种在开花后17～37天下降陡度大。蛋白质绝对含量呈“前急、后缓”的递增曲线。同熟期品种,凡初期蛋白质含量高者,成熟种子亦高。 脂肪与蛋白质含量不仅在成熟种子呈负相关,而是始终呈负相关。     

不同生态条件重迎茬对大豆化学品质的影响

本文通过不同生态条件下大豆不同轮作方式的定位试验，研究了重迎茬对大豆的蛋白质含量，脂肪含量和二者总量的影响，结果表明，在不同试验点，迎茬对蛋白质含量及蛋白脂肪总量的影响没有规律性，迎茬大豆的脂肪含量略有增加，并且不同迎茬轮作方式的影响幅度不同，重茬大豆的蛋白质含量有所增加，并且增加幅度随着重茬年限增长而加大，在短期内（重茬2年），重茬对脂肪含量的影响没有规律性，在重茬3年以后，重茬使脂肪含量降低，并且降低幅度随重茬年份增长而加大，重茬使蛋白质与脂肪总量增加，增加幅度随重茬年份增长而加大（重茬2年以后）。     

大豆生育期相关的QTL分析

采用来自Charleston×东农594的143个重组自交系(RILs),构建了1个含有20条连锁群的大豆遗传连锁图谱,对大豆营养生长期、生殖牛长期、发育期进行QTL分析,以期探索大豆生育期相关基因的遗传机理.结果表明:采用复合区间作图法共定位了 6个显著影响营养生长期的QTL位点,分布在A1、H、K、N连锁群上;定位了6个显著影响大豆生殖生长期的QTL位点,其中4个,reA1-2、reH、reK、reN也同时控制营养生长期的长短;在整个生育期定位到8个QTL位点,有5个位点能解释20%以上的表型变异.     

大豆种子脂肪和蛋白质积累规律的研究

用８－１０个公演成分不同的大豆品种为试材，研究了大豆“蛋脂”形成及积累规律。在种子形成的过程中，干重的积累是递增的曲线。中早熟品种脂肪相对含量在开花后１６－２６天迅速增加，脂肪形成高峰在开花后３６－４６天。以后多数品种略有下降，或降后稍有回升，少数品种在个别年份一直缓升。蛋白质含量呈现前高，中降或降后稍有回升趋势，少数品种在个别年份稳定上升或缓降。脂肪含量初期高，成熟时亦高，蛋白质含量变化亦如此。     

基于Meta分析的大豆磷效率相关QTL的整合

在搜集已经报道大豆磷效率相关的96个QTL基础上,利用BioMercator2.1软件和公共标记将这些QTL映射整合到大豆公共遗传图谱soymap2上,并利用Meta分析在16个连锁群上提取29个“真实”QTL区间,其中16个位点由控制1个性状的QTL组成,另13个位点由控制多个性状的QTL组成。经Meta分析后QTL置信区间缩小,平均置信区间由原来的9.95cM降到7.62cM,其中有4个“真实”QTL的置信区间小于1cM,另有8个“真实”QTL的置信区间在1~5 cM之间。这些“真实”QTL区间中,D1b-2和G-2与大豆磷吸收效率、磷利用效率和多个干重性状相关,D2-1与大豆磷含量和多个干重性状相关。这些QTL两侧标记可用于大豆磷效率的分子标记辅助选择。