337份小麦品种籽粒相关性状的全基因组关联分析

小麦籽粒大小和形态是决定产量的主要因素之一,挖掘籽粒相关性状的关联位点,筛选相关候选基因为提高小麦产量奠定了重要基础。本研究以337份小麦品种作为研究对象,利用Q+K混合线性模型(MLM)在3个环境(E1:2020年陕西杨凌;E2:2020年陕西斗口;E3:2021年陕西杨凌)下对小麦的千粒重、粒长、粒宽以及籽粒长宽比4个性状进行了全基因组关联分析(GWAS)。在3种环境中,不同小麦品种的4个籽粒性状都表现出了广泛的表型差异,变异系数为5.31%～14.76%,其中粒长的变异幅度最小,千粒重的变异幅度最大。GWAS结果表明,49个显著SNP位点至少在2个环境中被检测到,分布在除1B、4A和7D外的染色体上,解释了3.36%～12.73%的表型变异。检测到一因多效位点31个,在5A染色体上检测到3个环境下与3个籽粒性状(千粒重、粒长、粒宽)稳定相关的位点,表型贡献率为3.51%～7.74%。对稳定关联的SNP位点上下游各200 kb的物理区间内进行候选基因挖掘,筛选到5个(TraesCS2B01G225400、TraesCS4D01G016900、TraesCS5A01G454100、T...     

普通小麦籽粒硬度的全基因组关联分析

籽粒硬度是小麦品质评价的重要指标。为挖掘控制小麦籽粒硬度的重要基因/位点,以国内外171个小麦品种组成的自然群体为材料,在4个环境下利用小麦90K SNP芯片对籽粒硬度进行全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)。171个小麦品种籽粒硬度变异系数为56.59%～66.80%,相关系数为0.88～0.92。GWAS结果表明,共检测到20个与小麦籽粒硬度显著相关的SNPs,其中,14个SNPs(7个位点)在2个及以上环境中能被检测到,分别位于1A、1B、1D、2A、5A和7A染色体上,可解释6.76%～11.79%的表型变异。表型贡献率超过10%的SNPs有4个(3个位点),分布在1D、2A和5A染色体上,其中,1D染色体上的标记wsnp_Ku_c19622_29138795在3个环境中能被检测到,可解释9.08%～11.79%的表型变异;2A染色体上的标记Excalibur_c12675_1789在4个环境中均能被检测到,可解释9.10%～10.86%的表型变异;5A染色体上的标记wsnp_Ra_c24707_34262900和BS00041219_51在2个环境中能被检测到,可解释6.76%～10.35%的表型变异。在所有环境下均与小麦籽粒硬度显著相关的位点有4个,分别位于1A、1B、2A和7A染色体上。     

春小麦主要籽粒性状的全基因组关联分析

为挖掘控制春小麦主要籽粒性状的关联SNP及候选基因,以国外引进品种、新疆地方品种、新疆自育品种共298份春小麦品种为材料,利用小麦55K SNP芯片,对5个环境下小麦千粒重、粒长、粒宽3个主要籽粒性状进行基于Q+K混合线性模型(mixed linear model, MLM)的全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)。结果表明,供试小麦品种的3个主要籽粒性状在5个环境下的变异系数为3.89%～19.77%,其中粒宽的变异幅度最小,千粒重的变异幅度最大。不同环境中,新疆育成品种的3个主要籽粒性状的平均值均最高,而新疆地方品种的3个籽粒性状的平均值均最低。GWAS结果表明,共检测到84个与小麦主要籽粒性状显著关联的稳定SNP位点,它们分布在小麦的21条染色体上,单个SNP位点可解释3.74%～11.18%的表型变异。在1B、2B、3B、4B、5A、5D染色体上检测到6个同时关联多个籽粒性状的稳定位点。对84个SNP位点进行候选基因筛选,筛选到6个可能与小麦主要籽粒性状相关的候选基因,可作为小麦籽粒研究的重要基因。     

玉米子粒脂肪含量的全基因组关联分析

利用分子标记对控制玉米脂肪合成的关键基因进行定位,从分子水平上阐明其遗传机理,提高高油玉米的育种效率。以吉林省80份核心玉米自交系为关联群体,2014年和2015年分别在吉林农业大学试验地进行田间试验,将自交收获的果穗晾晒脱粒后用NIRFlex N-500近红外光谱仪测定其子粒脂肪含量。同时使用Illumina PE150测序仪对80份玉米自交系进行全基因组重测序,共获得1 490 007个高质量的SNP用于后续的关联分析。结果表明,玉米子粒脂肪含量的变异范围为2.83%~6.81%,广义遗传力为63.3%。经过两年1点的全基因组关联分析共筛选得到10个SNP位点与子粒的脂肪含量显著关联(P0.000 001),解释的表型贡献率为0.65%~34.5%,其中位于染色体框4.01的SNP标记表型贡献率最高为34.5%。在显著性SNP位点(P0.000 001)的连锁不平衡区域(5.2 kb)内共挖掘出6个候选基因,分别预测编码MYB转录因子、果胶酯酶、谷氨酰胺合成酶和3种无特征功能的假定蛋白,可能与脂肪的合成代谢密切相关,可为高油玉米材料的分子标记辅助选择及克隆调控玉米子粒脂肪含量的关键基因提供参考。     

玉米百粒重全基因组关联分析

以100份玉米自交系为材料,通过对2019-2020年山西榆次和太谷两地百粒重数据的测定,计算最佳线性无偏差预测值,结合均匀分布于玉米基因组的44 935个SNP标记,基于GLM模型和FarmCPU模型对百粒重进行全基因组关联分析(Genome-wide association study,GWAS)。关联分析结果表明,共鉴定到25个与百粒重显著关联的SNP(P<2.324e^-5),其中,关联位点1＿274302441、1＿298518163和9＿32699254位于已定位粒重QTL(Quantitative trait loci)的bin内。在显著SNP位点的连锁不平衡范围内共挖掘出28个候选基因,其中,GRMZM2G116640(乙酰氨基葡萄糖转移酶)、GRMZM2G048733(ABA受体蛋白)、GRMZM2G106424(14-3-3类蛋白)和GRMZM2G024104(谷氨酰胺合成酶)等是重要的百粒重候选基因。     

大豆水溶性蛋白质的全基因组关联分析

为进一步解析中国大豆种质水溶性蛋白的遗传基础,为大豆高水溶性蛋白质的分子标记辅助选择育种及品质改良提供理论依据,本研究以224份大豆种质为试验材料,于2017和2018年对大豆水溶性蛋白质含量进行测定,利用1 514个高质量的SNP标记分别对2017、2018年水溶性蛋白质含量及两年均值进行全基因组关联分析,共检测到18个显著关联的SNP标记,这些SNP标记涉及16个位点,有8个位点至少被检测到2次,其余8个位点仅被检测到1次,表明其受环境因素影响较大。16个位点中有7个尚未见报道,分别位于8、11、13、14和15号染色体上,是新发现的控制大豆水溶性蛋白的位点。对表型变异解释率较高且稳定关联的2个位点qWSPC7和qWSPC8-1候选区间内的基因进行预测,共获得25个候选基因,其中有7个基因(Glyma.07g195000、Glyma.08g103100、Glyma.08g108900、Glyma.08g105100、Glyma.08g107800、Glyma.08g107700和Glyma.08G115800)在大豆籽粒、根或根瘤中具有较高的表达水平。这些基因可作为水溶性蛋白质的候...     

甘蓝型油菜千粒重全基因组关联分析

为指导千粒重遗传改良,挖掘甘蓝型油菜千粒重显著关联单核苷酸多态性（SNP）位点及相关候选基因,以300份甘蓝型油菜种质资源为材料,对千粒重进行一年两地表型考察,结合该群体前期开发的201 817个SNP标记,采用一般线性模型（GLM）和混合线性模型（MLM）进行全基因组关联分析,对性状显著关联SNP位点两侧100kb区域内相关候选基因进行功能预测。结果表明,300份甘蓝型油菜千粒重在两地均表现出广泛的表型变异,筛选出6份千粒重较高的油菜种质资源。基于GLM、MLM模型分别检测到24个和10个与油菜千粒重显著关联的SNP,其中有8个SNP在2个模型中均被检测到,位于第C02号染色体上Bn-C02-22853028的表型贡献率最大。6个位点附近找到HWS、DA1、DA2、CPL3、bZIP、CSPs、PTR2、ARF2、TRM61等9个拟南芥已报道粒重基因的同源基因。     

大麦耐盐相关性状的全基因组关联分析

为挖掘控制大麦耐盐相关性状的重要位点及候选基因,以国内外不同遗传背景的164份大麦品种为材料,在大麦萌发期,用200 mmol·L^-1NaCl处理种子,测定大麦相对发芽率、生根数、根长、芽长、鲜重5个指标并分析其相关性。结果发现,200 mmol·L^-1NaCl处理显著影响了大麦的生长,5个被测指标的变异系数为20.29%~63.00%。除相对发芽率外,其他性状间均呈显著正相关,相关系数为0.41~0.68。通过全基因组关联分析,发现148个SNP位点与大麦耐盐性显著关联;筛选出5个可靠SNP位点,分别分布在1号、 2号、3号、6号、7号染色体上。通过比较大麦基因组,挖掘出26个可能与大麦耐盐性状密切相关的候选基因,包括HORVU7Hr1G097370和HORVU7Hr1G097390编码碱性亮氨酸拉链域转录因子家族蛋白、HORVU7Hr1G096920编码高亲和K⁺转运体、多个基因家族编码过氧化物酶超家族蛋白等。这些候选基因可为大麦耐盐品种选育提供参考。     

亚麻全基因组关联分析研究进展

全基因组关联分析(GWAS,genome-wide association studies)是研究作物表型多样性遗传基础的方法之一,在连锁标记开发、目的基因挖掘和复杂性状的遗传研究等方面具有重要作用,为揭示作物复杂农艺性状的遗传机理提供了研究思路.文章简要介绍了全基因组关联分析的原理及方法步骤,论述其在亚麻农艺、品质及...     

硬粒小麦白粉病成株抗性QTL的遗传分析

小麦白粉病是世界范围内广泛流行的小麦叶部真菌病害,显著影响小麦的产量和品质。由于现有品种的白粉病抗性不断丧失,使得进一步挖掘新的白粉病抗源及抗病基因十分重要。本研究以硬粒小麦品种UC1113和Kofa构建的包含93个株系的F₈代RIL群体为材料,利用235个多态性标记构建遗传图谱,并结合白粉病成株抗性表型数据,对4个环境下的白粉病成株抗性进行QTL定位。结果表明,在RIL群体中共定位到4个与白粉病成株抗性相关的QTL,分别位于1AL、4AL（2）和5AL染色体上。其中,来自UC1113的3个QTL（ QPm.hnau-1AL 、 QPm.hnau-4AL.1 和 QPm.hnau-4AL.2 ）为新的白粉病成株抗性QTL。本研究为小麦白粉病抗性基因挖掘和抗病育种提供了重要信息。     

我国主要麦区101个小麦品种（系）的抗白粉病基因推导

为了明确当前我国小麦品种（系）中抗白粉病基因的组成,利用基因推导法对来自我国主要麦区的１０１个小麦生产品种、区试品系和高代品系进行了抗白粉病基因推导。结果表明,近一半的供试生产品种对所有供试菌株表现感病;供试的大多数区试品系具有有效的抗白粉病基因;近１／３的高代品系含有有效的抗白粉病基因。供试小麦生产品种和区试品系及高代品系中具有已知的抗白粉病基因主要有Ｐｍ４ｂ、Ｐｍ８、Ｐｍ２＋Ｍｌｄ、Ｐｍ４ａ、Ｐｍ２、Ｐｍ２＋６、Ｐｍ３０ 等。     

小麦品种（系）在白粉病圃中抗病性变化

１９９３～１９９９年,作者在小麦白粉病菌非自然越夏区陕西杨凌建立的模拟鉴定病圃中,对９个已知抗病基因鉴别材料和５个小麦常规品种苗期、成株期抗病性变化进行了系统观测。结果表明,病圃中小麦白粉病混合菌系组分复杂,年度间寄主反应有所变化。５个小麦品种中,淮阴８９４、阿勃、陕２２５等３个品种抗、感病性相对稳定,是较理想的参照品种。对如何延长抗病品种使用年限及抗病选育方法提出了商榷建议。     

小麦白粉病抗病材料的鉴定研究

１９９７－２０００年连续３年,利用陕西小麦白粉病茵模拟病圃混合茵系,对陕西等省新育成的２８０份小麦育种材料进行了苗期与成株期抗病性鉴定,筛选出对小麦白粉病茵高抗－免疫的育种亲本材料１２份,其中高抗材料２份为鉴４４和鉴４７;免疫材料１０份为鉴１９、鉴２０、鉴４０、鉴４６、鉴４９、８８（６０５）－１－５－１－２－２－１、保丰９４－６６、贵农２９和秦８１２０－２３－５－１８。这些材料表现稳定,可供抗白粉     

小麦不同抗白粉病基因及品种在成都平原抗病的有效性

为了解小麦含已知抗白粉病基因材料及审定品种在成都平原对白粉病的抗性表现,2015-2017年在四川省江油市武都镇(104.47°E,31.52°N)和广汉市连山镇(104.18°E,30.59°N)设置病圃,种植42份含已知抗白粉病基因的材料以及85份小麦审定品种,于2016-2018年乳熟后期调查病害级别、普遍率和严重度。结果表明,已知抗白粉病基因材料中,Coker983(Pm5+6)、Wembley(Pm12)、Brigand(Pm16)、南农9918(Pm21)、赤牙糙(Pm24)、NCD7(Pm34)、NCD3(Pm35)、NCD4(Non-Pm1)、复壮30(Pm5e)和Tabasco(Pm46)在两个病圃(2016和2018年)均表现抗白粉病,而Kavkaz(Pm8)、W150(Pm3e)、Hope/8cc(Pm5a)、Timgalen(Pm6)和5P27(Pm30)在两个病圃内均表现感病。85份小麦审定品种中,国豪麦3号、蜀麦375、蜀麦482、杏麦2号、绵阳29号、绵阳33、绵麦228、西科麦5号和良麦4号9个品种连续三年(2016-2018年)在两地均表现抗病,有37个品种三年在两地均表现感病。其余27个含已知抗性基因材料和39个小麦审定品种的抗病性表现则在不同地点和年份并不稳定。     

我国栽培大麦白粉病抗性特点分析

对来自全国 2 4个省 (自治区、直辖市 )共 90个代表性栽培大麦品种 ,进行了抗白粉病田间鉴定。统计结果表明 ,(1)品种之间抗病性有明显差异。其中表现高抗的品种 2 1个 ,占总数 2 3.3% ;抗病品种 2 6个 ,占 2 8.9% ;感病 33个 ,占 36 .7% ;高感 10个 ,占 11.1%。可见在我国栽培大麦中 ,抗源较丰富。 (2 )不同类型和棱形的抗性 ,比较发现 ,皮麦抗病品种比裸麦多 ,六棱抗病性强于四棱和二棱。 (3)供种省份之间抗病性不同 ,抗病品种主要集中在江苏、安徽、陕西、河北、四川、贵州、湖北、上海和新疆等省 (自治区、直辖市 )。 (4)从三大麦区看 ,抗病品种主要分布在冬大麦区     

408份小麦品种(系)白粉病抗性的评价

为了解我国黄淮海以及长江流域麦区主推品种及二线材料的抗白粉病性,2008-2010年度在武汉病害鉴定圃对来自黄淮海以及长江流域的408份品种（系）进行了抗白粉病的鉴定。R型聚类分析结果表明,利用表观侵染速率、毒力频率、病程曲线下面积和最后一次病指对白粉病抗性进行评价只需前两个指标即可。根据建立的评价标准,绵麦37两年均对白粉病免疫,绵麦39等15份材料两年均表现高抗,扬麦13等46份材料两年均表现中抗。     

西藏青稞种质资源材料白粉病抗性鉴定

为了筛选西藏青稞抗白粉病资源,选取具有代表性的330份青稞材料在田间进行白粉病感染调查,结合室内盆栽幼苗接种鉴定。330份青稞材料的鉴定结果表明,田间发病大多是中下部叶片感染,发病材料169份,占供试材料的51.21%;室内幼苗接种发现高抗材料7份,占供试材料的2.12%,抗病材料12份,占供试材料的3.64%,感病和高感品种311份,占供试材料的94.24%。     

陕西省2015-2016年小麦区试品种（系）的抗白粉病分析

为了明确陕西省2015-2016年小麦区试品种(系)的白粉病抗性,以陕西省各地采集的白粉菌混合菌系作菌源,分别在苗期采用人工接种、成株期诱发发病的方法对228份陕西省区试品种(系)和32份已知抗白粉病基因载体品种(系)进行抗性鉴定.结果表明,Pm4a、Pm4b、Pm13、Pm17、Pm18、Pm19、Pm21、Pm24、Pm30、Pm2+6、Pm2+Mld、Pm2+6+?、Pm5+6、Pm“XBD”基因对小麦白粉病表现免疫或高抗;Pm3a、Pm3b、Pm6、Pm4+8、Pm4b+Mli、Pm4+2+?基因对小麦白粉病表现出较弱的抗性,其他基因对供试菌系没有抗病性.228份区试品种(系)中,大多数对白粉病表现为感病,仅有14份在苗期和成株期均表现抗病,33份仅在成株期表现抗病,分别占区试品种(系)总数的6.14％和14.47％.     

早抗1号小麦抗白粉病基因单体分析

早抗1号是一个综合农艺性状较好且兼抗白粉病和条锈病的早熟小麦新品系,其亲本组合为:抗源2号×邯农2号。为给该品系的未来应用提供依据,用中国春21个单体系对其抗白粉病基因进行了分析。结果表明,这个基因位于2A染色体上。它可能是一个来源于我国野生二粒小麦的新的抗白粉病基因。