栽培稻与普通野生稻BC_1群体分子连锁图的构建和株高的QTL分析

本研究用江西东乡普野和桂朝 2号的 115株 BC1群体 ,构建了一个长度为 1418.2 c M、包含 12 0个RFL P标记的遗传图谱 ,标记间的平均距离为 11.8c M。该图谱除第 1染色体短臂上的标记的顺序与日本水稻基因组计划发表的图谱不同外 ,其他染色体上相对应的标记的顺序及标记之间的遗传距离基本一致。该图谱为定位栽、野之间重要的分类性状和农艺性状以及进一步研究野生稻进化到栽培稻的分子进化机理奠定了基础。利用该图谱 ,对控制株高的 QTL s分析结果表明 ,控制株高有 6个 QTL s,他们分别位于第 1,3,4 ,5 ,8和 9染色体上 ,其中位于第 1染色体 C95 5— R1613间为 1个主效基因 ,并对主效基因的来源进行了讨论。最后作者提出 ,在野生稻驯化为栽培稻的过程中 ,株高由高变矮是微效基因突变与主效基因突变相结合并通过长期积累而成的     

利用栽培稻和普通野生稻BC2F2群体对分蘖数QTLs的动态分析

以广陆矮4号Oryza sativa ssp. indica为母本,普通野生稻O. rufipogon Griff.为父本杂交和回交构建了1个含122个单株的BC2F2群体,通过对不同发育时期的分蘖数及其增量的QTL定位分析,确定了与水稻分蘖数有关的QTL数量及其表达时期. 结果表明,共有9个QTLs与水稻分蘖数有关,它们分布在第1、2、5、8、9和11号染色体的相应标记区间内. 各个QTL对分蘖数均表现出加性和显性作用,且多数位点的显性作用强于加性作用. QTL的表达具有明显的阶段性,5个QTLs主要集中在一定时段内表达. 研究结果不仅提供了水稻分蘖数QTLs在某个时期的"静态"信息,而且提供了它们在整个发育期的"动态"信息,为有效发掘利用普通野生稻资源中蕴藏的有利分蘖数基因提供了依据.     

普通野生稻和栽培稻叶片叶绿体性状超微结构比较研究

普通野生稻(Oryza sativa L.f.spoalanca)和栽培稻(O.sativa L.)叶片的成熟叶绿体性状基本结构相似。普通野生稻叶片叶绿体体积较小,基粒数和基粒片层数少,基质密度低,但基质片层数较多,具有较多嗜锇体颗粒。栽培籼稻叶片成熟叶绿体积累大量的淀粉,且在叶绿体旁伴随着结构发育良好的线粒体和过氧化物体。普通野生稻直立类型具有类似的特征,而匍伏类型没有。这些现象说明栽培稻是由普通野生稻演变而来,也说明栽培籼稻与一年生直立类型野生稻有较密切的关系。     

普通野生稻和亚洲栽培稻核基因组的RFLP分析

 本研究通过对来自亚洲10个国家的122份普通野生稻（O.rufipogon Griff.，简称普野，下同）和76份亚洲栽培稻（O.sativa L.）的核DNA RFLP分析，探讨了中国普野与南亚、东南亚普野，普野与栽培稻以及籼粳之间的遗传分化关系。结果表明，籼粳分化是栽培稻核DNA遗传分化的主流。在核DNA分化上，中国普野可分为原始普野型，偏籼型和偏粳型；南亚普野只有原始普野型和偏籼型，没有偏粳型；东南亚普野有原始普野型和偏籼型，还可能有偏粳型。中国普野因地理分布不同，其遗传分化表现出多态性，江西东乡和湖南茶陵以及部分云南元江普野既不与籼稻聚在一起，又不与粳稻聚在一起，而独聚一类，其形态上亦比较原始，属于原始祖先型。广东、广西普野则表现为偏籼或偏粳。根据中国、南亚、东南亚普野的遗传分化关系，再次论证了中国和南亚（以印度为中心）是栽培稻起源演化的两个原始中心，并提出了籼粳演化应该是多途径的。     

普通野生稻抗褐稻虱基因导入栽培稻研究

普通野生稻所具有的特异广谱高抗褐稻虱基因，其抗源基因是受2对隐性基因控制，用高产优质栽培稻与之杂交、复交和回交，成功地将抗性基因导入到栽培稻中，通过花药培养，获得一批具有抗性的合成育种中间材料和一个优质高产新品系。     

中国普通野生稻和亚洲栽培稻核基因组的遗传分化

通过对来自中国5个省（自治区）39份普通野生稻（Oryza rufipogon Griff.）和33份亚洲栽培稻（O.sativaL.）的核DNA的RFLP分析，探讨了中国普野籼粳分化及其与栽培稻之间的遗传分化关系。结果表明，在核DNA分化上，中国普野可分为原始普野型、偏籼型和偏粳型。中国普野因地理分布不同，其遗传分化表现出多态性；江西东乡和湖南茶陵以及部分云南江普野既不与籼稻聚在一起，又不与粳稻聚在一起，而独聚一类，其形态上亦比较原始，属于原始祖先型；广东、广西普野则表现为偏籼或偏粳。本研究认为籼粳演化多途径的。     

野生稻与栽培稻杂种后代的花药培养

采用５种诱导培养基和３种分化培养基对４个野生稻种与９个栽培稻品种组配的杂种后代进行花药培养，结果筛选出２种较好的诱导培养基：Ⅰ籼稻培养基，并以水稻蛋白３００ｍｇ／ｌ代替水解酪蛋白，甘氨酸２ｍｇ／ｌ代替脯氨酸１００ｍｇ／ｌ；     

栽培稻与普通野生稻遗传距离估测和聚类初报

对１５个栽培稻和１７个普通野生稻的１９个性状进行了遗传距离及聚类分析。结果表明，栽培稻与普通野生稻是相互有联系的两大类群；源于相同地域分布的普通野生稻未必具有相近的亲缘；根据遗传距离的大小，聚为７个生态类型，遗传距离反映了类型间的亲缘关系，是选择杂交亲本的重要参数，对野生稻种资源的利用提供一定的依据。     

用SSR标记比较亚洲栽培稻与普通野生稻的遗传多样性

 用 30对SSR引物比较了 5 2份不同生态型的栽培稻和 34份不同省 (区 )的普通野生稻 (简称CWR)的遗传多样性 ,发现在 2 84条多态性带中 ,有栽培稻特异带 15条 (5 .2 % ) ,普通野生稻特异带 117条 (41.2 % ) ,栽培稻与普通野生稻的差异主要来自野生稻。栽培稻和普通野生稻的平均基因多样性分别为 0 .6 7和 0 .9,每一位点在栽培稻中的等位基因平均为 5 .3,而在野生稻中平均为 9.6 ,栽培稻中的等位基因数仅为野生稻的 6 2 % ;野生稻材料间的平均遗传距离为 0 .80 11,远大于栽培稻品种之间的 0 .6 6 0 3,说明野生稻的遗传多样性大于栽培稻。此外 ,籼稻品种与粳稻品种之间的平均遗传距离也明显大于籼、粳亚种内品种间的遗传距离 ,表明籼粳分化是亚洲栽培稻遗传分化的主流。聚类分析结果表明 ,SSR标记既能较好地将栽培稻与野生稻分开 ,又能较好地进行籼粳稻的分类。     

小麦品种偃展1号与品系早穗30重组自交系群体遗传连锁图谱构建及重要农艺性状的QTL分析

【目的】构建重组自交系(recombinant inbred line,RIL)群体及其遗传连锁图谱,对小麦重要农艺性状进行数量性状位点(quantitative trait locus,QTL)分析,为发现小麦新基因与分子标记辅助育种奠定基础。【方法】配制普通小麦品种(系)早穗30和偃展1号的杂交组合,通过一粒传的方法培育重组自交系群体;利用SSR(simple sequence repeat)标记、DarT(diversity arrays technology)标记、ISBP(insertion site-basedpolymorphism)标记以及抽穗期和株高的功能标记绘制其遗传连锁图谱并通过复合区间作图法(Compositeinterval mapping,CIM)对多个环境下的抽穗期、株高、千粒重、穗粒数、每穗小穗数、穗长等农艺性状进行QTL定位分析。【结果】培育出由219个F7家系组成的重组自交系群体;构建了含481个分子标记的遗传连锁图谱;检测出分布在12条染色体上的26个与重要农艺性状相关的QTL,其中9个QTL能够在至少2个环境下重复;研究还发现了3个QTL聚集的"QTL簇",其中4D染色体上的矮秆基因Rht2所在区段控制株高与千粒重,5D染色体上的Vrn-D1-WMS212区间控制抽穗期、穗粒数与每穗小穗数,7B染色体上wPt4230-wPt4814区段控制抽穗期、穗粒数、株高与穗长。【结论】构建的小麦遗传作图群体可成功地用于重要农艺性状分析;矮秆基因Rht2与春化基因Vrn-D12个发育相关基因均与多个重要农艺性状有关;在7B上可能存在与发育相关的重要新基因。     

基于F1群体的玉米株高与穗位高的全基因组关联分析

株高、穗位高是影响玉米耐密性的重要株型性状,明确玉米株高、穗位高的遗传基础有利于株型改良。基于NCⅡ遗传交配设计,以陕A群和陕B群选育的85个自交系组配的246份F₁群体为材料,进行株型表型评价,同时结合55 951个高质量SNPs标记,对株高、穗位高以及穗位系数进行全基因组关联分析。结果表明：株高、穗位高、穗位系数的遗传力分别为77.68%、77.04%、73.78%,且三者之间存在显著正相关。同时,通过全基因组关联分析检测到7、5、4个SNP与株高、穗位高和穗位系数显著相关,解释1.47%~ 25.27%表型变异。通过候选基因功能注释,共筛选到10个候选基因,涉及植物的生长发育、生物合成、响应非生物胁迫等过程,针对3个共定位区间和热点区间锚定 plt1、 atp2、 ZC3H46、 emp21等为候选基因。可见,通过株型表型鉴定及相关基因的挖掘,可为陕A群和陕B群两个玉米群体的株型改良提供理论基础。     

水稻RIL群体高密度遗传图谱构建及粒型QTL定位

[目的]水稻粒型是与产量直接相关的重要农艺性状,影响稻米的外观品质和商品价值.挖掘新的水稻粒型相关基因,对揭示水稻粒型调控的遗传机理研究有重要意义,同时可为水稻粒型分子育种提供新的基因资源.[方法]以极端粒型差异的粳稻TD70和籼稻Kasalath,以及杂交构建的186个家系的重组自交系群体为研究材料,利用高通量测序技...     

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为寻求与稻米加工品质相关的QTL,为分子标记辅助选择(MAS)培育优质水稻新品种提供理论基础.以水稻品种V20B和CPSLO17为亲本,构建150个V20B/CPSLO17重组自交家系(RIL)为作图群体,进行稻米加工品质相关QTL检测及其遗传效应分析.结果表明:根据稻米加工品质性状表型数据,结合SLAF标签构建的分子连锁图谱,运用QTL IciMapping 4.0软件检测到1个糙米率QTL(qBR-1)和1个整精米率QTL(qHR-1).qBR-1(LOD=3.267)对表型变异的解释率为9.77％;qHR-1(LOD=3.356)对表型变异的解释率为8.71％,且这2个QTL等位基因都来自亲本CPSLO17.     

西瓜遗传图谱构建及果实相关性状QTL分析

【目的】利用CAPS及SSR标记构建西瓜遗传图谱,对西瓜果实相关性状进行QTL分析,为西瓜果实性状改良、主效基因精细定位及克隆奠定基础。【方法】授粉后40 d对母本PI186490、父本LSW-177以及两者杂交获得的F2群体的果实进行采摘,对每个果实的果形指数、中心和边缘可溶性固形物、中心和边缘果肉硬度、果皮硬度、种子长度、种子宽度、种子厚度以及种子百粒重进行调查,将所得数据用软件SPSS19进行统计分析。通过Illumina HiSeq 2000高通量测序平台对两亲本材料进行基因组重测序,每样品产出10 G数据量,覆盖西瓜基因组20×以上,所得数据以已经发布的基因组数据为参考基因组,用bwa软件进行基因组组装,组装后利用Samtools软件进行SNP发掘,利用perl语言自编脚本提取SNP位点前后1 000 bp的序列,将SNP及其侧翼序列输入软件SNP2CAPS以转化为CAPS标记。在每条染色体上平均选取20个CAPS酶切位点,利用Primer Premier 5软件在突变位点上下游100-500 bp左右设计CAPS引物,进行PCR扩增和酶切检验,酶切产物用1%琼脂糖凝胶电泳检测。SSR引物来源于前人发表文献,PCR扩增产物用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测。对所有分子数据进行卡方检验,在其中选择符合1﹕2﹕1比例的标记用于构建遗传连锁图谱。利用Mapmaker/Exp version 3.0软件构建遗传连锁图谱,用Group命令对标记进行连锁分组,标记数目少于8的连锁群用Compare命令进行排序优化,标记数多于8的连锁群用Try命令排序。绘制遗传图谱使用Map Chart 2.1软件。QTL分析运用QTL Network 2.0软件,利用置换测验做1 000次重复,临界阈值为P=0.005,采用复合区间作图法,在每条染色体上以1.0 cM步行速度在全基因组范围内扫描,分析QTL加性效应和上位效应。【结果】本遗传连锁图谱共包含16个连锁群,涉及CAPS标记87个,SSR标记9个,覆盖基因组1 484.3 cM,平均图距15.46 cM。利用QTL Network 2.0分析,检测到6个西瓜果实相关性状的8个QTL位点和1对上位效应位点,其中包括果形指数QFSI 1、中心可溶性固形物QCBR、中心果肉硬度QCFF、边缘果肉硬度QEFF、种子长度QSL各1个,种子宽度QSWD 1、QSWD 2、QSWD 3 3个;上位效应位点包括果形指数FSI 2、FSI 3。表型贡献率大于等于10%的QTL有6个,可解释11.7%-18.8%的遗传变异。【结论】以CAPS标记为主要标记构建西瓜遗传图谱,并且定位了控制西瓜果实相关性状的8个加性QTL与1对上位性QTL,可用于进一步精细定位与克隆西瓜果实优良性状基因。     

枸杞种间杂交F_1群体的SSR鉴定及遗传分析

以黄果枸杞(Lyciumbararumvar.auranticarpum,用P_1表示)为父本,北方枸杞(L.chinensevar.potaninii,用P_2表示)为母本,杂交获得F_1群体91个单株。从66对SSR引物中筛选出具有双亲互补型杂合位点6对引物,对91个F_1单株进行杂种鉴定和遗传变异分析。结果表明:6对引物在91个单株进行扩增检测结果中有83个单株在6个SSR位点上表现为双亲互补型杂合位点,可被认定为真杂种,杂种率为91.2%,另外8个单株出现异常SSR基因型,需要结合细胞学进一步验证。UPGMA聚类分析结果显示:在遗传距离为0.712处,83个F_1单株被划分为2大类,第Ⅰ大类包括38个F_1单株,占45.8%,第二大类包括45个F_1单株,占54.2%。杂交后代遗传变异大,遗传多样性丰富。     

利用大白菜×芜菁F2群体定位抗根肿病QTL及上位性互作分析

【目的】挖掘和分析芸薹种抗根肿病基因及基因间的互作关系,为芸薹种抗根肿病育种提供理论依据。【方法】以大白菜自交系‘BJN’为母本,芜菁自交系‘Siloga’为父本进行杂交获得F₁。F₁单株自交获得由140个单株构成的F₂群体,用于遗传图谱构建。95个F₂单株及其F₃家系用于抗根肿病（CR）性状的QTL定位和上位性互作分析。利用1 214个分子标记和前人开发的与7个CR连锁的22个标记进行亲本间多态性筛选。根据作图群体的多态性标记基因型,采用JoinMap 4.0作图软件构建遗传连锁图谱。以采自甘蓝型油菜栽培地的根肿菌对2个亲本及其95个F_2：3家系进行根肿病抗性鉴定。根据F₃植株的发病等级,计算F₂单株的平均发病指数（DI）。利用Windows QTL Cartographer 2.5软件,采用复合区间作图法检测抗根肿病QTL。利用基于混合线型模型的QTL Network 2.0软件进行互作关系分析。SPSS 18.0.0软件用于分析F₂群体中QTL连锁标记的基因型与其相应个体平均DI值间的相关性。双因素方差分析方法分析QTL连锁标记的交互作用。通过单因素方差分析,采用最小显著差异法和q检验（SNK）多重比较QTL紧密连锁标记（sau_um026和BrID90197)组合成的9种基因型在根肿病抗性上的差异。【结果】抗病性鉴定表明‘Siloga’对根肿菌表现为抗病,而‘BJN’表现为感病。F₂群体中根肿病发病指数呈偏正态分布,表明根肿病抗性表现为由主效基因存在的多基因控制的数量性状。利用检测到的261个多态性标记构建出一个包含222个标记和10条连锁群的芸薹种遗传图谱。该图谱总长度为1 152.6 cM,定位了与3个CR连锁的5个标记,覆盖了大白菜参考基因组的88.6%。通过QTL定位共检测到源于‘Siloga’的2个QTL位点,分别位于A3连锁群的主效QTL（qPbBa3.1）和A8连锁群的微效QTL（qPbBa8.1）。qPbBa3.1和qPbBa8.1的贡献率分别为19.02%和7.82%。qPbBa3.1区域内包含有抗根肿病基因CRa或CRb,而qPbBa8.1与Crr1毗邻。此外,检测到qPbBa3.1和qPbBa8.1间的上位性互作,互作效应为加性×加性,贡献率为6.58%。双因素方差分析表明,sau_um026与BrID90197间存在极显著差异（P=7.22×10^-5）,进一步验证了qPbBa3.1和qPbBa8.1间的互作效应。单因素方差分析表明,sau_um026和BrID90197的9种基因型间存在显著性差异（P=9.45×10^-10）。多重比较结果表明,qPbBa3.1为抗病亲本‘Siloga’基因型的个体抗病性显著高于其他基因型,杂合基因型的高于感病亲本‘BJN’基因型,含有qPbBa8.1的个体抗病性得到加强。【结论】芜菁自交系‘Siloga’根肿病抗性受主效qPbBa3.1,微效qPbBa8.1,qPbBa3.1和qPbBa8.1间的加性×加性上位性互作效应的影响。     

长药野生稻导入系F2群体枝梗数的QTL分析

利用长药野生稻导入系T821B和籼稻保持系G46B构建的F2群体,对一次技梗数(PBN)、二次枝梗数(SBN),二次技梗数与一次技梗数之比(二、一次技梗数比,RSP)进行QTL分析.结果表明:在第3和6染色体上检测到2个控制一次枝梗数的QTL,在第4、6和7染色体上定位到3个与二次枝梗数相关的QTL,在第1、4、6、8、9和11染色体上发现7个影响制二、一次技梗数比的QTL;第6染色体在水稻枝梗数的遗传控制上具重要作用.