白菜与甘蓝型油菜—萝卜F染色体附加系回交BC_1中萝卜F染色体的精准鉴定

参考萝卜染色体定位序列标记连锁图谱中F染色体连锁群的SSR分子标记,利用21个已知萝卜染色体组成的甘蓝型油菜—萝卜附加系材料,确定了萝卜F染色体特异的2个SSR标记RM-59-293和Rs1SSR3694-220,应用两个标记对白菜‘559’与甘蓝型油菜—萝卜F染色体附加系FF回交的BC_1进行鉴定,筛选出10个含有萝卜F染色体的BC_1单株。利用萝卜基因组特异探针pURsN对该10个含有萝卜F染色体的BC_1单株的基因组进行荧光原位杂交,结果显示10个BC_1均得到1个杂交信号,含有1条萝卜F染色体。进一步对该10个BC_1单株进行主要农艺性状鉴定,筛选出形态接近白菜亲本‘559’的BC_1-15单株和形态偏向白菜类的BC_1-8、BC_1-16、BC_1-31和BC_1-35单株。     

番茄黄化基因Netted Viresce(NV)的遗传定位及生理特性研究

以玛娜佩尔为受体亲本,以野生番茄潘那利LA0716为供体亲本,通过多代回交构建近等基因系。对近等基因系中黄化突变(nv)植株和野生型植株的表型性状和主要农艺性状进行分析,并测定叶绿素含量、净光合速率等;利用透射显微镜观察叶绿体超微结构。以回交系BC6为母本与nv植株进行回交,同时BC_6植株进行自交,观察并统计BC_7及BC_6S_1群体植株的表型,分析遗传规律;利用BC_7S_1分离群体进行基因精细定位,结合高通量基因组重测序,筛选仅在黄化突变位点目的区域内的SNP位点,并结合基因注释分析候选基因。结果表明:与正常植株相比,黄化植株表现植株矮小、叶片窄小、叶色黄化,叶片的叶绿素含量、净光合速率显著降低,气孔导度、胞间CO_2浓度、蒸腾速率显著升高。叶绿体超微结构观察显示,黄化植株叶绿体数目减少,类囊体的基粒片层和基质片层未完全分化,垛叠不整齐。遗传分析表明,玛娜佩尔黄化性状受1对隐性核基因控制;利用CAPS和In Del分子标记将NV基因定位于9号染色体标记In D-09-4-1和HP63/64之间,物理距离为51 Mb。玛娜佩尔基因组重测序数据可利用率高,数据比对分析得到7个与光合作用相关的基因。     

番茄长花柱性状遗传规律与QTL分析

以长花柱番茄‘J59’为材料对其长花柱性状的温度敏感性、遗传规律以及相关QTL进行分析:对两叶一心幼苗分别进行昼夜18/10℃、25/18℃和35/25℃处理,发现雌蕊长度、雄蕊长度、花柱长度和柱头外露长度无显著差异,表明‘J59’番茄不是温度敏感型长花柱材料;以长花柱番茄‘J59’和短花柱番茄‘M82’为亲本,构建了6个世代遗传分析群体P_1、P_2、F_1、BC_1P_1、BC_1P_2和F_2,结果显示长花柱性状遗传规律符合MX2-ADI-AD模型,以主基因遗传为主,BC_1P_1、BC_1P_2和F_2群体的主基因遗传率分别为65.51%、90.76%和89.10%;以F2世代为分析群体构建了遗传连锁图谱,其包含121个SSR,12个连锁群,覆盖基因组长度2108.71cM,平均标记间距为17.43cM;共检测到10个与长花柱性状相关的QTL,分布于Chr1、Chr2、Chr3、Chr4、Chr5、和Chr12,LOD值介于2.53～26.85之间,可解释1.28%～20.22%的表型变异率,其中高于10%的位点有3个,占QTL总数的30%。     

甜瓜白粉病抗病基因的定位及候选基因分析

以甜瓜高抗白粉病自交系MR-1为母本,易感白粉病自交系Top Mark为父本,构建BC_1P_2和F_2群体,经13个国际通用的甜瓜白粉病生理小种鉴别寄主鉴定,2015年东北农业大学设施园艺工程中心的白粉病发病病菌为P.xanthii生理小种1,甜瓜MR-1对P.xanthii生理小种1的抗性由单显性基因控制。通过对266个F2分离群体的抗病性鉴定和CAPS标记分析,采用复合区间作图法对甜瓜抗白粉病性状进行QTL分析,最终构建了1张包含203个CAPS标记的甜瓜遗传连锁图谱,并将抗病基因PXR定位在第12号染色体上M12-GH和M12-TE 2个标记之间,该基因与两侧翼标记间的距离分别为0.63 c M和0.42 c M,两侧翼标记间在甜瓜参考基因组上对应的物理距离为303 kb,该区域内含有60个预测基因,其中10个基因含有非同义单碱基突变。10个基因荧光定量分析结果显示,在抗病与感病甜瓜表达量存在较大差异的4个基因MELO3C002434、MELO3C002437、MELO3C002441、MELO3C002457为甜瓜白粉病抗病候选基因。     

番茄果实硬度遗传规律研究

番茄果实硬度是番茄重要商品性状之一,为了辅助选育高硬度番茄品种,该试验选用高硬度番茄品种‘14803’与低硬度番茄品种‘14630’构建了6个世代遗传群体,测量了P_1、P_2、F_1、F_2、BC_1、BC_2的6个世代番茄果实的硬度,通过6个世代联合分析的方法,研究了番茄果实硬度的遗传规律。结果表明:番茄果实硬度遗传模型为1对加性-显性主基因+加性-显性-上位多基因混合遗传模型,番茄果实硬度的主基因加性效应、显性效应、势能比分别为17.146 8、0.873 1、0.050 9,加性效应为增效,显性效应为部分显性,主基因在BC_1、BC_2、F_2中的遗传力分别为1.64%、1.45%、0.88%,多基因在BC_1、BC_2、F_2中的遗传力分别为26.75%、69.05%、60.98%。     

茄子果顶形状数据采集方法比较和遗传分析

以圆顶茄子和尖顶茄子为亲本构建6世代群体(P_1、P_2、F_1、BC_1P_1、BC_1P_2、F_2),在春露地和秋大棚两个茬口分别种植6世代群体,利用目测法和Tomato Analyzer软件分析法采集茄子果顶形状数据,应用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型多世代联合分析方法,对茄子果顶形状进行遗传分析。结果表明:目测法和软件法都可以用来描述茄子果顶形状,Tomato Analyzer软件分析法获取的果顶数据计算出的AIC值完整性好、适应性检测中的统计量差异显著个数少,对茄子果顶形状的数据测量更为准确,更加适用于茄子果顶形状的采集。茄子果顶形状表现为数量性状,受2对加性-显性-上位性主基因控制,同时也受环境条件的影响。在分离群体中F_2群体主基因遗传率高、稳定性好,主基因遗传率达到72%以上,育种过程中适合在F_2群体进行果顶形状的选择。     

基于极端混合池全基因组重测序的茄子萼下果色基因预测

以茄子萼下紫色稳定遗传的圆茄自交系Y5与萼下绿色圆茄自交系Y73杂交,结果发现F2代的萼下果色分离呈正态分布.在F2群体中选取30个萼下紫色和30个萼下绿色单株构建极端混合池,对混合池和双亲开展30×和10×覆盖度的全基因组重测序,定位萼下果色性状关联区间,并根据其对应的参考基因组共线性区段和基因注释信息预测候选基因....     

甜瓜果实酸性性状的遗传分析

正以果实口感无酸味的甜瓜材料60和酸甜味的材料61为亲本,构建P_1、P_2、F_1、BC_1、BC_2及F_2六世代群体,利用主基因+多基因混合遗传模型的六世代联合分析法,分析甜瓜果实柠檬酸含量、可滴定酸值(TA)和pH值的遗传效应。结果表明:柠檬酸含量的遗传模型为1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因模型,F_2群体的主基因遗传率     

黄瓜种子采前发芽性状的数量遗传分析

以黄瓜种子采前不发芽自交系Q12和采前极易发芽自交系P60为亲本,构建P_1、P_2、F_1、B_(1:2)、B_(2:2)、F_(2:3)群体,利用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型方法对黄瓜种子采前发芽性状的遗传规律进行分析。结果表明,黄瓜种子采前发芽性状的遗传符合D-1遗传模型,即1对加性-显性主基因+加性-显性多基因混合遗传。在B_(1:2)、B_(2:2)、F_(2:3)群体中,主基因的遗传率分别为76.38%、45.59%、87.54%,多基因的遗传率分别为3.12%、41.18%、3.36%,表明主基因对黄瓜种子采前发芽性状的遗传起到重要作用。环境方差所占比例较小,说明黄瓜种子采前发芽性状主要受遗传基因的控制。     

马铃薯短花药基因sa1的定位与候选基因预测

在前期研究中,从二倍体马铃薯中鉴定了1个短花药突变体sa1,是培育不育系的良好材料。在本研究中,构建了sa1的BC_1F_2分离群体,通过混池测序的方法发现该性状由1个单基因控制,位于6号染色体0～33.9 Mb的区间。为了精细定位sa1,进一步扩大遗传群体,通过对重组单株进行基因型和表型分析,最终将sa1定位到1.4 Mb的区间。根据马铃薯参考基因组的注释信息,该区域包含40个基因,并通过转录组测序对候选基因进行了预测。     

甜瓜幼苗下胚轴长度多世代联合遗传分析

为了探明甜瓜幼苗下胚轴长度的遗传规律,以下胚轴长度差异明显的2个自交系329-1(P_1)和Afgsnake(P_2)为亲本构建1个F_2和2个BC_1群体(B_1和B_2分别为F_1与P_1和P_2的BC_1),通过多世代联合分析法研究幼苗下胚轴长度的遗传方式。结果表明,甜瓜幼苗下胚轴长度表现出明显的数量性状特征,其最佳遗传模型为E-0,即2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因模型。2个主基因的加性效应较弱,其显性效应和互作效应较强,且易受环境因素的影响。春季B_(1:2)、B_(2:2)和F_(2:3)世代主基因遗传率分别为30.56%、67.56%和85.93%,秋季其主基因遗传率分别为77.01%、78.35%和83.95%,多基因遗传率(43.93%)主要存在春季B_(1:2)世代。研究结果明确了甜瓜幼苗下胚轴长度遗传方式,可为幼苗株型遗传改良提供理论依据。     

大白菜紫心性状遗传规律分析及其基因初步定位

以大白菜[Brassica rapa(Lour.)ssp.pekinensis]紫心纯系‘14S839’和橙色纯系‘14S162’为亲本,构建F_2群体,对大白菜紫色基因(BrPur)进行遗传连锁分析。性状分离调查结果显示,在F_2群体中紫心与非紫心单株符合3︰1分离比例,说明大白菜紫心性状的有、无符合单基因显性遗传模式,紫心性状是一种显性性状。采用改良的BSA方法对紫色基因BrPur进行定位,经过对白菜全基因组297个SSR标记的筛选,得到了BrPur的两个侧翼标记A710和A714,同时结合白菜基因组信息,将BrPur定位于大白菜A07连锁群上。结合前人关于花青素代谢相关基因的研究报道,通过分析Br4CL3和Bra004214的序列、开发新的标记,得到了两个特异共显性标记CL-12和B214-87。利用F_2群体扩增验证筛选到的所有标记,结果表明,经Join Map 4.0作图得到的遗传连锁图与非紫色交换单株"基因型矩阵"显示的结果完全一致,标记CL-12和B214-87位于BrPur两侧,遗传距离分别是3.1 cM和3.5 cM。     

黄瓜果刺大小遗传分析

以大果刺黄瓜自交系CNS5和小果刺黄瓜自交系RNS4为亲本,构建P_1、F_1、P_2、B_1、B_2和F_26世代群体,利用主基因+多基因混合遗传模型多世代联合分析法,对连续两季的黄瓜果刺大小的表型值(基座直径)进行遗传分析,以探究黄瓜果刺大小性状的遗传规律。结果表明,黄瓜果刺大小的遗传符合C-0模型,即加性-显性-上位性多基因混合遗传模型。多基因加性和显性效应均为正向,基因上位性效应累计为正向。2016~2017年连续两季F_2群体中多基因遗传率分别是79.21%和71.25%,相对较高,环境效应分别为20.79%和28.75%,影响较小。在基因定位策略上,选择高代回交群体效果会更好。     

白菜类作物叶片长宽性状QTL定位分析

利用2套白菜类作物双单倍体（DH）群体与分别包含230、143个分子标记的遗传图谱,运用复合区间作图法对叶长、叶宽、叶片形态指数（叶宽/叶长）3个叶片形态学性状进行QTL定位及遗传效应分析。结果表明：两个DH群体中,在6个连锁群上共检测到9个QTLs位点,其中6个QTLs与叶长相关,2个QTLs与叶片形态指数相关,1个QTL与叶宽相关。这些QTLs分别位于连锁群A01、A03、A05、A06、A09和A10上。各位点的遗传贡献率介于7.1%～28.1%之间。其中,叶长与叶片形态指数的QTLs在两个群体中定位于同一染色体上相近的位置。通过亲本重测序数据对Z16_SZQ F1 DH群体进行标记加密,最终将叶片形态指数QTL定位于标记BrID111431位点处,对该位点白菜注释基因分析发现在距BrID111431标记54 Kb处存在可能的候选基因BrXTH9。95份白菜类作物构成的自然群体转录组数据表明该基因的表达量与叶片形态指数存在极显著相关性,BrXTH9可能在白菜类作物中参与了叶片形态指数的调控。     

甜瓜F2代群体果实性状的遗传分析

以果实性状差异较大的来源于美国的厚皮甜瓜ms-5和黑龙江省薄皮甜瓜HM-1为亲本,构建P_1、P_2、F_1和F_2群体,采用植物数量性状主基因-多基因混合模型对甜瓜果实单果重、果肉厚度和果肉颜色进行遗传分析。结果表明:单果重受到2对加性-显性多基因模型控制;果肉厚度受到1对主基因控制;果肉颜色受到2对加性-显性-上位效应多基因控制。主基因在F_2代群体中遗传率分别为73.79%、73.90%、88.85%。控制这3个性状的遗传率在F_2代中表现较高,说明适合早代进行选择,受环境影响小。     

黄瓜成熟瓜网纹基因H遗传定位及候选基因分析

正目的:有无网纹是黄瓜果实生理成熟后的重要表型性状之一,对其控制基因进行遗传定位和候选基因分析,为黄瓜果实性状改良提供理论依据和技术支撑,同时也可为网纹基因的精细定位及克隆奠定基础。方法:利用成熟瓜无网纹黄瓜自交系PI205996(P_1)和成熟瓜有网纹自交系PI263079(P_2)为亲本构建不同遗传群体,进行网纹性状遗传分析。以     

西瓜果皮覆纹调控基因的定位与候选基因分析

【目的】精细定位调控西瓜果皮覆纹类型基因,开发分子标记。【方法】以选育的果皮覆齿条西瓜材料H2和覆网纹西瓜材料H9的2个高代自交系为亲本,构建F1、BC1P1、BC1P2和F2群体。利用两亲本和F2群体中的果皮覆齿条单株和覆网纹单株分别构建2个亲本DNA混池和2个F2混池,开展全基因组混池重测序分析。基于重测序数据,初步定位候选基因,之后在初定位区间内开发和筛选多态性InDel标记,利用F2分离群体对候选基因进行进一步定位,筛选连锁标记,并分析区间内候选基因的序列。【结果】西瓜果皮覆纹性状是由1对显性基因控制的,西瓜果皮覆齿条对网纹为显性。通过混池重测序分析,初步将候选基因定位在6号染色体24.3～29.4 Mb的区间。在初定位区间内开发和筛选多态性InDel标记,利用全部368个F2单株将ClRs(Citrullus lanatus rind stripe)基因定位在28 252 905～28 558 579 bp约305.7 kb的区间内,该区间内有35个基因,根据功能注释发现有4个基因（Cla97C06G126560、Cla97C06G126680、Cla97C06G126710...     

西瓜果实番茄红素含量的遗传分析

以高番茄红素含量的自交系‘花贝雷’(P_1)和低番茄红素含量的自交系‘13-3-3’(P_2)为亲本材料,构建了包括P_1、P_2、B_1、B_2、F_1及F_2的6个世代群体,采用数量性状主基因+多基因混合遗传的六世代联合分析法,对西瓜果实番茄红素含量的遗传规律进行研究。结果表明,番茄红素含量的遗传符合"一对加性—显性主基因+加性—显性—上位性多基因"模型,其中主基因的加性效应为6.43,显性效应为-4.00,主基因在B_1、B_2和F_2世代的遗传率分别为21.76%、3.99%、27.28%;多基因的遗传率分别为77.65%、94.64%、72.09%。研究结果将为西瓜果实高番茄红素优异基因的挖掘和优质新品种选育提供理论依据。     

大白菜橘红心类胡萝卜素组分及其基因分析

利用高效液相色谱法（HPLC）,根据二极管阵列检测器和标准品的检测结果对橘红心和白心大白菜内叶类胡萝卜素组分进行鉴定;以橘红心大白菜自交系‘A21530’和白心大白菜自交系‘A21445’为亲本构建了一个269 单株的F2 分离群体,进行橘红心基因精细定位;根据大白菜基因组注释信息,筛选橘红心候选基因并克隆测序分析;基因内部开发标记,在F2 群体进行候选基因验证。研究结果表明,橘红色是由于前番茄红素（7, 9, 7′, 9′–四顺式–番茄红素）、9–顺式–β–胡萝卜素、前链孢红素（7, 9, 9′–三顺式–链孢红素）和其他胡萝卜素组分积累造成的。通过精细定位将橘红心基因定位于A09 号染色体末端,其两侧紧密连锁的标记是SB13037 和SB13049,这两个标记各有一个重组单株,与橘红色基因分别相距0.3 和1.1 cM,物理距离为98.904 kb。根据大白菜基因组注释信息,分析定位区域的23 个基因,筛选出1 个编码类胡萝卜素异构酶的基因CRTISO,基因编号Bra031539。测序结果表明,Bra031539 的编码区有53 个SNP 和6 个碱基缺失,造成12 个氨基酸突变和2 个谷氨酸的缺失。根据缺失突变位点设计标记,在F2 群体中进行验证,结果表明候选基因与橘红心性状共分离。     

大白菜抗根肿病基因BraA.Pb.8.4的定位及KASP标记开发

以大白菜1E519BC_1F_2和4E511BC_1F_2两个群体为试材,分别构建根肿病抗病和感病池,进行集团分离群体测序(Bulked Segregant Analysis Sequencing,BSA-seq)和分析。结果发现,两个群体中检测到1个共同的根肿病抗性基因候选区间,位于A08染色体7.40～8.85 Mb,命名为BraA.Pb.8.4。该基因在物理位置上和已经报道的根肿病抗性基因Crr1、Rcr9和CRs均不同,并且Crr1和Rcr9连锁的标记在抗病和感病材料中不具有多态性,CRs连锁的4个标记中只有1个标记(Probe60)在抗病和感病材料中存在多态性,表明BraA.Pb.8.4不同于已经报道的基因,可能为1个新的根肿病抗性基因。在BraA.Pb.8.4候选区间开发了3个KASP标记(BraA.Pb.8.4-K1、BraA.Pb.8.4-K2和BraA.Pb.8.4-K3),均可以有效将纯合抗病、纯合感病和杂合抗病材料区分开,为共显性标记。利用标记BraA.Pb.8.4-K1在5个群体共257个单株中进行验证,发现各单株的基因型和抗病性表型平均一致率高达96.13%。因此,本研究鉴定的BraA.Pb.8.4基因及开发的KASP标记可以高效用于根肿病的分子标记辅助育种。