基于SNP标记桃抗蚜性状的基因定位

【目的】挖掘与桃抗蚜性状紧密连锁的SNP位点及候选基因,为桃抗性分子标记辅助选择育种奠定基础,并为进一步揭示桃抗蚜性状的遗传基础和分子机制提供依据。【方法】以来源于‘粉寿星’的抗蚜桃‘01-77-3’为母本,栽培品种‘中油桃13号’为父本,杂交获得F1代分离群体进行基因定位。以‘96-5-1’(抗蚜)为母本,‘10-7’(感蚜)为父本杂交获得F1分离群体作为验证定位位点准确性的材料。参考桃基因组序列(Prunus persicaGenome v2.0.a1)开发基于Sanger测序的SNP标记,在亲本(‘01-77-3’‘中油桃13号’)及各4个子代中PCR扩增后进行Sanger测序,获得候选SNP后,扩大群体验证,实现对抗性基因的初步定位。对亲本(‘01-77-3’‘中油桃13号’‘96-5-1’‘10-7’)进行覆盖度约为70×的全基因组深度测序,并基于重测序数据,在初定位区间内开发基于Sanger测序与HRM分析的SNP标记,筛选多态性标记,对‘01-77-3’ב中油桃13号’杂交后代141株实生苗进行基因分型,以获得与桃抗蚜型基因紧密连锁的分子标记。通过双亲(‘96-5-1’‘10-7’)表型与基因型一致,在精细定位区间内开发与桃抗蚜性状紧密连锁的In Del位点,以验证In Del标记与抗蚜表型是否连锁。最后,参考桃基因组分析定位区间的候选基因。【结果】通过人工接种观察蚜虫对桃F1后代单株新梢危害表明,抗蚜与感蚜比例接近1﹕1(P值为0.556;χ~2为0.348),符合孟德尔遗传规律。基于Sanger测序结果,初步将抗蚜基因定位在桃基因组Pp01_38011783与Pp01_47231340之间,物理距离约为9.22 Mb。亲本全基因组深度测序分别产生Clean data 17.109 Gb,平均覆盖度为75.19×,在Pp01初定位区间内开发基于HRM与Sanger测序的SNP标记共29对,筛选后得到11对紧密连锁的标记。基因分型结果表明,与桃抗蚜基因紧密连锁的标记位于桃基因组Pp01的45.66 Mb和46.12 Mb处,Pp01_45.66处等位基因为T和C,Pp01_46.12处等位基因为G和C,遗传距离分别为1.4 c M、2.1 c M;与抗蚜基因完全连锁的标记SNP_Pp01_45712702,位于桃基因组Pp01_45.71处,等位基因为G和T。基于亲本(‘96-5-1’‘10-7’)重测序数据,在精细定位区间内开发紧密连锁的In Del标记KYYZ_Pp01_45799758,位于Pp01_45.79处。对验证群体92个单株进行PCR扩增,经聚丙烯酰胺凝胶电泳检测表明,仅1个单株基因型与表型不符,分子鉴定准确率为98.91%。【结论】利用亲本深度测序与SNP标记技术相结合的方法,精细定位了控制桃抗蚜性状的基因,将抗蚜基因缩小到物理区间460 Kb内,共包含56个转录本,包括52个候选基因。     

基于HRM获得与桃Tssd紧密连锁的SNP标记

【目的】植物中,SNP标记具有分布广泛、分辨率高、共显性和多态性高等特点,是遗传研究的常用分子标记。桃全基因组测序完成,获得了大量SNP位点。利用现有的SNP数据进行简单、快速的SNP基因分型是基因定位、品种鉴定和图谱构建等后续研究的基础。文章拟建立采用高分辨率熔解曲线进行不同类型SNP的基因分型方法,以获得与桃温度敏感半矮生型基因紧密连锁的分子标记。【方法】以普通生长型(ST)单株97-32-46为母本,温度敏感半矮生型单株03-94-2(Tssd)为父本进行人工杂交,利用其分离群体96个后代单株为研究材料。在定位目标基因的区间内开发连锁和不同类型的SNP标记的基础上,采用高分辨率熔解曲线进行SNP的基因分型并获得与目标性状紧密连锁的SNP标记。【结果】明确了DNA模板和Mg~(2+)是影响基因分型的关键因子,并确立了反应体系最佳浓度区间。在15μL反应体系中模板DNA的量低于5.0 ng时或Mg~(2+)浓度低于1.6μmol·L~(-1)时则不能完成PCR扩增和基因分型;根据亲本基因型和表型一致的SNP位点设计引物,扩增片段长度在140 bp左右。高分辨率熔解曲线分析可对由单个核苷酸变异引起的4种不同类型的SNP(A/T、A/G、A/C和C/G)进行基因分型,并正确区分了温度敏感半矮生型和普通生长型,与进行Sanger测序鉴定的结果一致。采用96孔板对温度敏感半矮生型和普通生长型各48个分离后代单株进行了PCR扩增和基因分型,确定了遗传距离。分型结果表明高分辨率熔解曲线分析技术可以将96个样杂交后代单株分为温度敏感半矮生型和普通生长型2种,正确地区分了A/A基因型和A/T基因型。在96个样品中仅1个没有成功扩增,在温度敏感半矮生型和普通生长型中各存在1个重组单株。获得与温度敏感半矮生型基因紧密连锁的SNP标记,遗传距离为2.11 cM。【结论】建立了基于高分辨率熔解曲线分析的SNP基因分型。尽管高分辨率熔解曲线分析技术无法区分两种不同纯合类型的SNP变异,但仍不失为区分已知变异SNP的有效方法。在已经获得桃大量SNP的基础上,该体系可用于桃的基因定位、遗传多样性和品种鉴定等研究。     

桃肉色、果皮茸毛性状的SSR标记筛选

[目的]研究与桃果肉颜色和果皮茸毛性状相关的SSR标记,为桃早期分子标记辅助育种提供参考依据.[方法]以油蟠桃98-5-8与普通桃91-42-51杂交的F1分离群体74个单株为材料,对其果实白肉/黄肉、有毛/无毛两个性状进行SSR分子标记.[结果]在66对引物中,引物UDP96-005和pchgms3、UDP97-401和CPSCT030分别在白肉/黄肉单株、有毛/无毛单株及混合基因池间扩增出差异条带.表型性状与标记连锁结果表明,SSR标记UDP96-005（164 bp）与白肉性状连锁,遗传距离为4.06 cM; SSR标记CPSCT030（191 bp）与有毛性状连锁,遗传距离为8.2 cM.对20个桃栽培品种进行验证,UDP96-005标记对白、黄肉品种的检测符合率为85％,CPSCT030标记对有无茸毛品种的检测符合率为50％.[结论]筛选获得分别与桃白肉、有毛性状连锁的SSR标记UDP96-005与CPSCT030,可用于桃分子标记辅助育种,并为发掘与桃果肉颜色和茸毛性状相关基因奠定基础.     

利用2b-RAD测序结合HRM分析技术开发与梨矮生性状相关的DNA分子标记

【目的】果树的矮生性状是一种重要的农艺性状,对果树的集约化栽培具有重要意义。来自西洋梨实生变异品种‘Le Nain Vert’的矮生性状受控于一个单显性基因Pc Dw,目前关于该基因的序列信息等还不清楚。本研究的目的是开发与其紧密连锁的DNA分子标记,为鉴定该基因提供依据。【方法】根据分离群体分组分析的原理,以‘矮生梨’ב茌梨’和‘2-3’ב绿宝石’2个F1杂交分离群体为试材,应用IIB型限制性内切酶的RAD技术(Restriction association site DNA,2b-RAD)对2对矮生型/普通型对比基因池进行基因组测序分析,在对比基因池间筛选出单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism,SNP)位点,从中筛查出位于Pc Dw定位染色体上的SNPs,用高分辨率熔解曲线分析技术(High-resolution melting analysis,HRM)在群体上进一步检测验证,以确定其与Pc Dw位点的连锁关系。【结果】对4个样本(即4个对比基因池)的2b-RAD标签测序文库的测序结果共产生67 186 260条reads,平均每个样本测序reads数为16 796 565。将原始reads进行质量过滤后的统计结果表明,每个样本获得平均unique标签数目为86 810,平均测序深度为77×,该测序深度能够达到准确分型的标准。SOAP软件定位结果表明,4个测序文库中含有酶切位点的高质量reads占测序原始reads的70%以上,表明测序质量较好。在来自2个不同群体的矮生型基因池与普通型基因池间进行对比分析,初步筛选出SNP位点1 317个,其中有8个位于PcDw的定位染色体scaffold00074上。用HRM技术对这8个SNP标记在群体上的进一步检测结果表明,在‘矮生梨’ב茌梨’群体上有2个SNP标记、在‘2-3’ב绿宝石’群体上有4个SNP标记表现出与Pc Dw位点共分离的特性,根据其扩增子的熔解曲线形状差异,可有效区分矮生型和普通型表型。在来自‘矮生梨’ב茌梨’群体的215个杂种后代和来自‘2-3’ב绿宝石’群体的168个杂种后代中,未发现有标记与性状的重组类型。【结论】2b-RAD测序技术与HRM分析技术相结合,进行果树重要农艺性状分子标记的开发,是一种行之有效的方法。基于这一策略,本研究鉴定获得了4个与西洋梨矮生性状单显性基因Pc Dw连锁的SNP标记。     

桃果肉颜色、离粘核性状的SSR标记

以油桃(Prunus persica L.var.nectarina)品种‘秦光2号’和‘曙光’的90株正交F1代为试材,采用SSR分子标记技术和遗传作图的方法寻找与桃果肉颜色基因、桃果实离粘核基因相连锁的分子标记。研究结果显示,SSR标记BPPCT035(151bp)与桃果肉颜色性状(Y/y)位于同一连锁群,连锁距离为4cM;SSR标记BPPCT006(50bp)与桃果实离粘核性状(F/f)位于同一连锁群,连锁距离为5cM。     

G.41×新疆野苹果树体生长性状的QTL精细定位及候选基因预测

【目的】矮化砧木可以诱导地上部接穗品种矮化,实现苹果的丰产和稳产。因此,深入挖掘调控苹果树体生长的基因,可以改善苹果树形,加强苹果园地的管理方便性。【方法】以矮化苹果砧木‘G.41’和乔化苹果砧木新疆野苹果(Malus sieversii)为亲本构建的188株F1代分离群体为试材,并于每个分离群体植株上嫁接‘富士冠军’。基于SSR标记技术,采用Join Map 4.0作图软件构建苹果遗传连锁图,应用Map QTL 5.0作图软件,结合后代群体的表型数据,对接穗高度和接穗横截面积生长性状进行初步QTL定位。结合苹果基因组序列信息,利用Primer5.0软件进行新SSR标记开发,并对初步定位区域进行精细定位及候选基因预测。【结果】该研究从361对SSR引物中筛选出108对在亲本之间表现出多态的SSR引物,多态率为29.9%。其中95对引物用于遗传连锁图谱构建,并在5号连锁群上初步检测出4个与植株生长性状相关的QTL位点,与接穗高度、接穗横截面积性状紧密连锁的两个标记,为L05024和Hi09b04。根据初步定位区域的序列信息,设计了新的SSR引物24对,其中在亲本间表现出多态的有10对,利用该10对引物对5号连锁群重新分析。构建了包含21个SSR标记、总长为86.0 c M的高密度遗传图谱,其平均遗传距离为7.52 c M。通过对接穗高度与接穗横截面积生长相关性状的QTL分析,在SSR标记L05024和Hi09b04之间找到与其相关的QTL位点,其表型贡献率分别为19.2%和51.7%。将该QTL位点与基因组序列对比,发现其物理距离为543 kb,并且该QTL区间包含16个候选基因。推测其中MDP0000323212为与植株生长密切相关的基因。【结论】本研究将砧木诱导矮化基因定位于苹果第5号染色体543 kb区段内,侧翼标记分别为L05024和Hi09b04,其物理距离为4.048—4.591 Mb,并筛选到可能参与调控植株生长的候选基因MDP0000323212。     

一个玉米叶夹角突变体的表型鉴定及遗传分析

玉米叶夹角是高密度育种的重要影响因子,与株型育种及产量高度相关;叶夹角相关QTL/基因的鉴定不仅有助于剖析叶夹角的遗传基础,也为玉米叶夹角及株型的遗传改良提供重要的分子靶点。以自交系‘LY8405’自然突变获得的突变体‘FU1603’为主要研究材料,开展叶夹角性状的表型鉴定、遗传分析及定位等试验。结果表明,与‘LY8405’相比,‘FU1603’穗三叶的叶夹角显著降低(P0.05),而且伴随有叶片卷曲等表型;且在植株的株型、穗部性状及籽粒性状上均发生了显著的改变(P0.05)。遗传分析表明‘FU1603’为一个单隐性核基因控制的突变体(χ~2值0.5)。采用BSA (Bulked segregant analysis)方法筛选到与突变位点紧密连锁的3个SSR标记C1-2、C1-16和C1-18,利用‘FU1603’与‘B73’自交系杂交产生的160个F_2单株开展了上述3个连锁标记的共分离分析;进一步利用此3个标记筛选后代重组交换单株,最终将控制叶夹角的突变位点定位在玉米第一染色体1.02 bin标记C1-18和C1-2之间9 Mb范围之内,为后续该位点的精细定位及克隆奠定良好的基础。     

西瓜枯萎病生理小种1抗性QTL精细定位与InDel标记开发

【目的】通过QTL初定位检测栽培西瓜枯萎病生理小种1抗性的主效QTL,验证枯萎病抗性基因Fon-1的存在,结合亲本重测序信息开发紧密连锁易于检测的InDe1(insertion/deletion)分子标记,为西瓜枯萎病分子标记辅助育种提供技术支撑,并实现该QTL的精细定位,加速Fon-1的克隆和功能验证进程。【方法】以高抗枯萎病的栽培西瓜‘ZXG01478'和高感病的栽培西瓜‘14CB11'为亲本构建的F_2群体为试验材料,利用WinQTL cartographer 2.5软件基于复合区间作图法对枯萎病生理小种1抗性进行QTL定位。依据两个亲本材料进行高通量的重测序,并利用重测序信息,获取位于QTL置信区间的InDe1信息,利用自编的Per1程序提取参考基因组中插入缺失相应位置前后500 bp的序列,并利用Primer 5.0软件设计对应的InDe1引物对,开发InDe1标记。利用开发的InDe1标记进行精细定位(根据基因型鉴定结果找到群体中的交换单株,逐步缩小QTL区间)、图谱(利用JoinMap 4.0计算标记的连锁关系)和QTL的重新分析。并利用具有广泛代表性的130份不同抗性的西瓜种质资源的基因型和表型鉴定结果进行验证分析。【结果】F_2群体的病株率频率分布呈现明显的双峰分布且抗病和感病两种类型的株系分离比基本符合3:1的分离比(χ~2=0.52,P=0.47),表明西瓜枯萎病生理小种1抗性主要受一个主效QTL控制。F_2群体的QTL初定位在LG1鉴定到一个枯萎病抗性相关的主效QTL(fon1),其LOD峰值为26.05,解释80.18%的表型变异,置信区间对应的物理位置为1号染色体的193 333-2 775 577 bp。通过两个亲本重测序在QTL置信区间发现19个插入缺失片段大于20 bp的InDe1s,经引物设计与亲本筛选,获得理想引物12对,根据位于端点位置的插入缺失选取了6对InDe1引物利用F_2群体进行验证。初步的精细定位利用群体中的5个交换单株将QTL的置信区间锁定到InDe12_fon1的上游区域,连锁和QTL的重新分析结果显示新开发的一个分子标记InDe11_fon1出现在该QTL的峰值,LOD值为31.65,解释91.46%的表型变异。新开发的分子标记InDe11_fon1与已应用于枯萎病抗性研究的CAPS标记7716_fon在130份不同抗性的西瓜种质资源中的基因型鉴定结果完全一致,且基因型鉴定结果与田间抗病表型性状的符合率达70.8%。利用QTL峰值附近的SNP和InDe1标记与群体中的9个交换单株最终将fon1精细定位至246 kb的物理区间。【结论】主效QTL(fon1)验证了1号染色体上Fon-1的存在,并实现了精细定位。新开发的标记InDe11_fon1与Fon-1紧密连锁,且检测简单,成本低廉,能够更好的用于栽培西瓜枯萎病的分子标记辅助育种。     

‘鲁丽’ב红1#’苹果杂交群体全基因组KASP标记开发及验证

【目的】利用‘鲁丽’ב红1#’亲本及杂交后代,开发苹果叶片性状竞争性等位基因特异PCR(kompetitive allele-specific PCR,KASP)标记,为苹果光能高效利用育种提供参考。【方法】以‘鲁丽’和I型红肉苹果‘红1#’及其134个杂交后代的幼嫩叶片为材料,调查叶片性状表型（包括叶片长度、宽度、叶绿素含量、花青苷含量、光合参数和叶绿素荧光参数等）数据。采用Illumina HiSeq 2500测序平台进行全基因组重测序,通过短序列比对软件将测序序列（reads）回贴到苹果参考基因组,利用GATK软件工具包检测单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms, SNP）标记。【结果】‘鲁丽’和‘红1#’及其134个杂交后代重测序得到有效reads数分别为164 776 660、149 482 876和3 927 370 200。与苹果参考基因组比对率分别为98.77%、98.89%和97.79%。共检测到6 445 766个SNP。经过滤后获得94 208个特异性强,准确性高的SNP位点。对每个SNP进行KASP引物设计,最终开发了5...     

基于CAPS标记的西瓜果实与种子相关性状QTL分析

【目的】基于西瓜全基因组重测序数据,挖掘SNP位点并将其转变为CAPS标记,构建遗传连锁图谱,对西瓜果实与种子相关性状进行QTL分析,为西瓜果实与种子相关性状主效基因精细定位及克隆奠定理论基础。【方法】以普通栽培西瓜品系(Citrullus lanatus ssp.vulgaris)‘W1-1’和黏籽西瓜品系(Citrullus lanatus ssp.mucosospermus)‘PI186490’为亲本杂交获得F_1代,以‘W1-1’为轮回亲本,构建BC_1P_1群体。采摘成熟果实,对每个西瓜果实中心及边缘可溶性固形物、中心及边缘果肉硬度、种子百粒重、种皮底色进行调查及数据分析。对亲本材料进行覆盖度约为20×的全基因组重测序,用BWA、SAMTOOLS及VCFTOOLS等软件比对并检测亲本材料在全基因组范围内的SNP位点。运用SNP2CAPS软件选择7种在西瓜基因组上具有丰富酶切位点的限制性内切酶,对包含SNP位点的序列进行酶切位点分析,转化CAPS标记。选取全基因组范围内均匀分布的450个CAPS分子标记,筛选多态性CAPS标记,对BC_1P_1群体内225株分别进行基因分型,使用QTL Ici Mapping及Windows QTL Cartographer V2.5等软件进行遗传图谱的构建和西瓜果实与种子相关性状的QTL分析。【结果】在两亲本间共获得SNP位点751 532个,根据7种限制性内切酶位点信息共开发了450个CAPS分子标记,筛选出其中具有多态性的200个CAPS标记,在225株BC1P1群体构建一张包含11个连锁群(分别对应11条染色体)的遗传连锁图谱,覆盖长度1 376.95 c M,标记间的平均遗传距离为6.88 c M。QTL分析定位到与果实与种子相关性状QTL位点15个,其中包括中心可溶性固形物含量相关位点3个(CTSS2.1、CTSS2.2、CTSS8.1);边缘可溶性固形物含量相关位点1个(ETSS2.1);中心果实硬度相关位点3个(CFF6.1、CFF6.2、CFF8.1);边缘果实硬度相关位点2个(EFF6.1、EFF6.2);种皮底色相关位点4个(SCC8.1、SCC8.2、SCC8.3、SCC8.4);种子百粒重相关位点2个(SHW6.1、SHW9.1)。15个QTL位点的贡献率范围为5.25%—74.59%,贡献率大于15%的位点有5个(CTSS8.1、SCC8.1、SCC8.2、SCC8.3、SCC8.4)。【结论】共开发出SNP位点751 532个,QTL分析检测到西瓜果实与种子相关性状QTL位点15个,其中主效QTL位点5个,分别为果实中心可溶性固形物及种皮底色相关位点(CTSS8.1、SCC8.1、SCC8.2、SCC8.3、SCC8.4),为进一步精细定位及克隆西瓜果实与种子优良性状基因奠定了基础。     

桃若干重要性状的KASP分子标记开发与应用

【目的】 开发一系列高通量、低成本的桃重要性状竞争性等位基因特异PCR（Kompetitive Allele Specific PCR,KASP）标记,包括果皮有毛/无毛、果形扁平/圆形、果肉硬质/非硬质、DBF（Dominant Blood Flesh）红肉/非红肉、抗/感蚜等5对性状,加速桃优良品种培育,缩短桃育种年限。【方法】 本研究在控制这些性状的候选基因及位点附近300 kb内,利用已有桃种质资源的基因组序列比对,开发KASP标记,对已知表型的桃种质材料进行基因分型验证,最终获得与目标性状紧密连锁的KASP标记。【结果】 利用开发的5个性状的KASP分子标记对桃杂交分离群体和自然群体进行基因型检测,结果表明,标记鉴定结果与已知表型完全一致,准确率为100%。其中,杂交群体中果皮有毛/无毛性状分离比例为30﹕30,果形扁平/圆形分离比例为31﹕29,果实硬质/非硬质分离比例为27﹕26,抗蚜/感蚜分离比例为49﹕46,均符合孟德尔遗传1﹕1的分离定律。【结论】 开发的KASP标记可高效检测桃果实外观、抗性、肉质等重要性状相关基因的等位变异,在基因型鉴定、亲本选配和杂种后代的分子标记辅助选择中有很好的应用前景。     

一种高通量提取桃DNA方法的建立与应用

【目的】DNA制备是大规模基因型筛选和分子标记辅助选种的重要前提,本研究采用一种1.2 mL八联排管代替单个离心管,探索一种操作简便、节约时间、成本低的桃DNA快速提取方法,以满足高通量遗传研究的需求,提高工作效率。【方法】以普通生长型桃（standard type,ST）‘中油桃8号’为母本,温度敏感半矮生型桃（temperature-sensitive semi-dwarf in Prunus persica,PpTssd）‘09-1-112’为父本,杂交获得F₁代分离群体500株实生苗为载体,包括温度敏感半矮生型246株,普通生长型254株,建立一种高通量、低成本桃DNA提取方法。利用1.2 mL八联排管结合八通道移液器,简化提取步骤,提取桃幼嫩叶片中的基因组DNA;通过紫外分光光度计和琼脂糖凝胶电泳对所提取的DNA浓度、纯度和完整性进行检测。基于高分辨率熔解曲线（high resolution melting,HRM）,采用96孔板对温度敏感半矮生型桃和普通生长型桃共500个F₁分离后代单株进行PCR扩增和基因分型,区分TSSDtssd基因型与tssdtssd基因型。基于双亲表型与基因型一致,开发InDel位点,PCR扩增后,采用SDS-PAGE在F₁群体中进行验证,确定利用分离的DNA是否正确区分不同基因型。【结果】分离的DNA经紫外分光光度计检测,浓度范围约为25-200 ng·μL^-1,OD_260nm/OD_280nm约为1.81-1.98,DNA纯度较高;琼脂糖凝胶电泳条带清晰、单一,DNA完整度较高。参考桃基因组（Version 2.0）,根据双亲深度测序数据,开发获得SNP标记SNP_Pp03_3758620,应用于高分辨率熔解曲线基因分型,发现温度敏感半矮生型和普通生长型呈现明显不同的峰型,证明提取的DNA模板可应用于HRM基因分型。基于双亲基因型与表型一致,开发InDel标记InDel_Pp03_3829009,聚丙烯酰胺凝胶电泳的验证结果显示PCR扩增具有较高的强度,获得与目的片段大小一致的特异性条带,且在两种不同生长型单株中具有明显的多态性,表明PCR扩增稳定,提取的DNA可用于基于InDel标记的多态性分析。使用该提取方法,每人每天可以完成1 000个样品的DNA提取,成本较低,且不会对幼苗早期生长造成影响。【结论】建立了一种简便、有效、低成本的桃基因组DNA提取方法,可以满足基因分型、品种鉴定及遗传分析等分子生物学研究,实现了大批量不同样本基因组DNA的同时提取,具有较高应用价值。     

采用GBS-seq技术构建甜瓜高密度遗传图谱

【目的】构建甜瓜高密度遗传图谱,为研究甜瓜重要性状基因定位及功能分析奠定基础。【方法】以甜瓜材料K7-4(高抗霜霉病)和K7-2(高感霜霉病)为亲本,杂交再自交得到 F₂分离群体。构建GBS文库并进行双末端测序,使用滑动窗口的方法进行基因型分型,SAM TOOLS软件检测SNP位点,采用Joinmap 4.0软件进行排图,用perl SVG模块绘制连锁图,用win QTL cart 2.5进行QTL检验,根据复合区间作图法,使用R/qtl软件包进行QTL定位。【结果】构建了总长为4 823.55 cM的遗传图谱,标记间平均遗传距离为1.43 cM。在苗期、生长中期和生长后期共检测到26个与甜瓜霜霉病性状相关的QTL。【结论】基于GBS-seq技术获得了甜瓜高密度遗传图谱,最终将抗霜霉病基因关联到CM3.5.1_scaffold00005上的6,831,227~7,830,935 bp,约1Mb的区间范围内。     

黄瓜白粉病抗性基因定位及候选基因分析

【目的】通过对黄瓜白粉病抗性基因的精细定位,明确抗性基因的候选区段,为进一步克隆基因及解析基因功能奠定基础。【方法】本研究选用高抗白粉病资源(自交系‘74’)和感白粉病资源(自交系‘80’)配制杂交组合,构建F_1、F_2群体,利用单囊壳白粉菌鉴定亲本及群体白粉病抗性并进行遗传分析;采用BSA-seq的方法对黄瓜白粉病抗性基因进行初步定位,在此基础上在候选区段开发分子标记,进一步精细定位白粉病抗性基因。【结果】分离群体单株表型鉴定结果表明,自交系74的抗性是由不完全隐性基因控制的。BSA-seq技术初步将抗性基因定位于5号染色体15—25 Mb位置,命名为PM 74。最终,利用分子标记将抗性基因定位于SSR15321和SSR07531之间,遗传距离为3.06 c M,物理距离为238 444 bp,可解释41.95%的表型变异。生物信息学分析表明在候选区段内包含有17个候选基因,其中Cucsa.275630为TIR-NBS-LRR类基因。【结论】本研究将黄瓜白粉病抗性基因精细定位到约238 kb的候选区段内,区段内包含有一个TIR-NBS-LRR基因,该基因将是今后研究的重点候选基因。     

水稻雄性不育突变体802A的遗传分析及基因定位

 【目的】对雄性不育突变体802A进行表型鉴定和遗传分析,并对不育突变基因进行分子标记定位。【方法】调查802A突变体的花粉育性、形态特征和主要农艺性状,同时对其不育性状进行遗传分析,并以802A/Ⅱ-32B F2和802A/02428 F2为定位群体,运用SSR、InDel等分子标记进行基因定位。【结果】802A突变体的花药瘦小、干瘪、不开裂,外观呈乳白色,花粉以典败为主,属于普通雄性不育类型。同时,该突变体还表现颖壳变细、扭曲,剑叶变短、变窄、内卷,穗颈包颈等特征。遗传分析表明,802A的雄性不育性状由1对隐性核基因控制。该不育突变基因定位于第3染色体长臂的SSR引物RM3513附近,InDel标记S2和S5之间,该基因与这2个InDel标记的遗传距离分别为0.6和0.3 cM,并且与InDel标记S3和S4在167株F2不育单株中共分离。【结论】通过与迄今已报道的水稻雄性不育基因比较,认为802A所携带的突变基因是一个新的水稻隐性核不育基因,暂命名为ms92(t)。     

桃单果重与6个物候期性状的遗传关联分析

【目的】关联分析作为传统连锁分析方法的有效补充,可以鉴定果树的数量性状位点（Quantitative Trait Loci, QTLs）。本研究通过关联分析定位桃单果重及6个物候期性状的QTLs,以研究性状间的遗传相关,为提高桃品质育种的效率奠定理论基础。【方法】以来源于中国6个生态群的104份桃地方品种为试材,利用分布于桃8条连锁群上的53对SSR（Simple Sequence Repeats）引物,用STRUCTURE 2.3.3和TASSEL 2.0.1软件分别对群体结构和全基因组SSR位点间的连锁不平衡（Linkage Disequilibrium, LD）状况进行分析。在结合单果重和6个物候期性状表型数据后进行关联分析,以定位各性状的QTLs。【结果】群体结构显示供试的104份桃地方品种基于数学模型可以分为5群;LD分析表明在53个SSR位点组成的1378个成对组合中,23个成对位点存在着显著LD且得到统计概率支持。虽然相关性分析表明单果重只与展叶期显著相关,但关联分析却显示单果重不仅与盛花期、展叶期、果实成熟期和落叶期均具有相同的关联位点;而且桃单果重的关联位点与不同连锁群上盛花期、果实发育期和落叶期的关联位点也存在显著的LD现象。对单果重具有最大增效表型效应的等位变异UDP96-013-206同时具有提前花期1.46 d、延迟果实成熟期13.77 d、延迟落叶期2.17 d的表型效应。【结论】本研究得到27个与桃单果重及6个物候期性状关联的QTLs,部分位点与前人定位的连锁群相同。关联分析表明单果重与盛花期、展叶期、果实成熟期、果实发育期和落叶期确实存在遗传相关,主要表现为这几个性状可能受到基因多效性调控或者受连锁群内及连锁群间存在连锁或关联关系的基因调控。     

基于PCR技术的谷子分子标记遗传图谱构建

【目的】构建一张基于PCR技术的谷子分子标记遗传图谱。【方法】以谷子高146A和K103杂交自交F2分离群体为作图群体,以分布于谷子9条染色体上的81个SSR标记为主要参考标记,采用来自谷子、水稻、珍珠粟和高羊茅的SSR、STS、SNP、SV和ACGM标记共1 733个,在亲本间筛选多态性标记,并进一步在F2群体间进行验证,利用MAPMAKER VERSION 3.0软件进行连锁分析,采用MapDraw V2软件绘制遗传连锁图谱。【结果】构建了一张包含192个不同类型分子标记的谷子遗传图谱,新定位标记33个,其中32个来自谷子,另1个来自珍珠粟。遗传图谱包含9个连锁群,覆盖基因组全长2 082.5 cM,连锁群长度介于119.5-475.2 cM,平均长度231.39 cM,标记间平均距离10.85 cM,每个连锁群上的标记数介于10-37个。部分连锁群上标记存在偏分离现象,在定位的192个标记中,共有36个标记发生偏分离,占图谱总标记的18.75%,其中,在LG2、LG6和LG7上分别聚集分布了10、15和7个偏分离标记,出现了偏分离热点区域,而在LG1、LG4、LG5和LG8上仅有零星分布,LG3和LG9上则没有偏分离标记。对来自不同作物的分子标记在谷子上的可转移性分析发现,来自谷子的1 235个PCR标记中有205个标记在双亲及其F2群体间有多态性,多态率为16.60%,而来自珍珠粟、高羊茅和水稻的498个PCR标记,在该群体上仅发现1个多态性标记。【结论】利用不同物种中的分子标记构建了一张覆盖基因组长度为2 082.5 cM的谷子遗传连锁图谱,其分子标记主要来自于谷子。     

小麦果聚糖合成酶基因6-SFT-A单核苷酸多态性分析及其定位

 【目的】小麦果聚糖合成酶基因6-SFT是果聚糖合成过程中的关键酶基因,研究6-SFT-A的多态性,分析其与小麦苗期抗旱性的关系,并进行遗传定位。【方法】以苗期抗旱性不同的30份六倍体小麦和4份小麦A基因组供体种乌拉尔图小麦为材料,通过直接测序分析6-SFT-A的单核苷酸多态性（SNP）及其与抗旱性的关系;开发基因分子标记,利用RIL群体（偃展1号×内乡188）对该基因进行遗传定位。【结果】在30份六倍体小麦材料中检测到14个核苷酸多态性位点,包括13个SNP和1个InDel,平均234 bp检测到一个多态性位点,仅在1 727和1 781 bp 2个位点检测到非同义突变;在4份乌拉尔图小麦中检测到28个SNP和4个InDel,其频率明显高于普通小麦。该基因的内含子1、2、3和外显子3为变异富集区,其它区域变异较小,外显子2变异最小,π值为0。34份材料分为3种单倍型,HaplⅠ主要包括中等抗旱材料和水敏感材料,Hapl Ⅲ中主要包括强抗旱材料和中等抗旱材料。利用RIL群体将该基因定位于染色体4A的标记Xcwm-27与Xwpt688之间,遗传距离分别为5.3和7.9 cM。【结论】单倍型分析表明,小麦果聚糖合成酶基因6-SFT-A单倍型与小麦苗期抗旱性有一定的相关性。