IGFBP-3基因核苷酸变异与绵羊屠宰性状相关性分析

胰岛素样生长因子结合蛋白与动物的生长发育有密切的联系.为了探讨IGFBP-3基因作为绵羊屠宰性状候选基因的可能性,采用单链构象多态性结合测序方法检测592只甘肃高山细毛羊IGFBP-3基因的变异特征,并分析核苷酸变异与屠宰性状的相关性.结果表明,绵羊IGFBP-3第4外显子区检测到1个单核苷酸变异位点(g.87 A>C),A和B 2个等位基因(等位基因频率:56.76％,43.24％),表现为AA、AB和BB 3种基因型(基因型频率:29.73％,54.05％,16.22％),并且所研究的群体在该位点上处于Hardy-Weinberg平衡状态(P>0.05).相关性结果表明,甘肃高山细毛羊IGFBP-3基因g.87 A>C处的变异对宰前活质量、热胴体质量有极显著影响(P<0.01);对眼肌面积、GR值、嫩度有显著影响(P<0.05).表明等位基因B的绵羊群体具有更高的屠宰率,可以作为甘肃高山细毛羊屠宰性状选育的分子标记用于生产实践中.     

基于SNP标记的小麦品种遗传相似度及其检测准确度分析

遗传相似度检测的准确度估计是对SNP标记法在农作物品种检测体系中应用的必要补充和完善。本研究基于2021年小麦品种SNP标记法跨实验室协同验证实验数据,分析了该方法的检测准确度及在品种间的遗传相似度。分析结果表明:(1) 10个实验室对55组小麦品种组合的标记位点相似度检测的总体准确度约为98%。(2) GGE双标图的品种遗传关系功能图显示,7组小麦品种的组内遗传相似度在95%以上,其余组合的遗传相似度较低。(3)依据GGE双标图的“正确度-精确度”功能图和“准确度排序”功能图,发现洛旱7号/洛旱11等品种组合的相似度检测准确度较高,晋麦47/临抗11的检测准确度一般,而济麦22/婴泊700的检测准确度较差。(4)10个实验室的检测准确度存在显著差异,其中2个实验室检测的正确度、精确度和准确度表现显著差于其余实验室。(5)各实验室检测正确度的容许误差分布于1.3%～1.9%之间,平均为1.5%;准确度的容许误差分布于1.5%～2.0%之间,平均为1.7%。其中,Lab2和Lab3的检测正确度和准确度的容许误差显著差于其余实验室。本研究构建了SNP标记法对品种相似性检测的准确度统计模型,...     

甘肃高山细毛羊及其杂种羊GH基因第3内含子多态性与生长性状的相关性

为给甘肃高山细毛羊生长标记候选基因的筛选提供参考依据,研究了绵羊GH基因第3内含子突变对甘肃高山细毛羊生长性状可能产生的影响。采用PCR-SSCP技术检测甘肃高山细毛羊及其与特克赛尔、邦德和澳洲美利奴羊的杂交品种GH基因第3内含子多态性,分析GH基因第3内含子突变对羔羊初生重、3月龄重、断奶重及日增重的影响。结果表明,甘肃高山细毛羊及其杂种羔羊GH基因第3内含子第98 bp处有一个CT突变,共有AA、AB和BB 3种基因型,甘肃高山细毛羊和对照组杂种羊的GH基因第3内含子PIC值均为0.25~0.50,为中度多态。其中BB型为优势基因型。等位基因存在与缺失对体重及日增重的关联分析表明,存在等位基因B的甘肃高山细毛羊的3月龄重、断奶重及日增重均显著或极显著高于缺失等位基因B的个体(P0.05或P0.01),缺失等位基因A的特甘细绵羊在初生重、断奶重及日增重方面显著高于存在等位基因A的个体(P0.05)。邦甘细绵羊中,存在等位基因B的个体3月龄重、断奶重、日增重均显著高于等位基因B缺失个体。相关性分析表明,甘肃高山细毛羊不同基因型与初生重间关联度不显著,BB型甘肃高山细毛羊3月龄重和断奶重均显著高于AA型(P0.05),AA型甘肃高山细毛羊日增重与BB型也显著相关(P0.05)。对照组中,特甘细羊BB型的初生重、断奶重及日增重均显著或极显著高于AA型特甘细(P0.05或P0.01)。邦甘细、澳甘细不同基因型与体重及日增重均无相关性(P0.05)。结果显示GH基因第3内含子可作为甘肃高山细毛羊生长标记候选基因。     

河南地方绵羊品种RBP4基因的多态性研究

采用PCR-SSCP方法分析了RBP4基因在大尾寒羊和小尾寒羊中的多态性,以期探索该基因对于河南地方绵羊品种繁殖力的影响。结果表明：在2个绵羊品种中RBP4基因检测出2个基因型即BB和AB,没有检测到AA基因型。在小尾寒羊和大尾寒羊中BB基因型频率分别为0.840和0.583,AB基因型频率分别为0.160和0.416。在小尾寒羊和大尾寒羊中A等位基因频率分别为0.080和0.209,B等位基因频率分别为0.920和0.791。研究为进一步从分子水平探索河南地方绵羊品种的高繁殖力遗传机制提供了参考。     

五个绵羊群体KAP11-1基因核苷酸序列变异分析

为了分析绵羊KAP11-1基因的核苷酸序列变异,采用PCR-SSCP方法和DNA测序技术检测了欧拉羊、甘肃高山细毛羊、滩羊、湖羊和青海细毛羊5个群体(749只个体)KAP11-1基因的单核苷酸多态性,同时分析了等位基因频率、遗传杂合度、有效等位基因数和多态信息含量等群体遗传特征。结果表明,5个绵羊群体的KAP11-1基因中共检测到c.93C/T、c.240G/A、c.285C/G/A和c.331A/G 4个单核苷酸多态位点,且c.331A/G为非同义突变。等位基因A在5个群体中出现的频率最高(87.70%),为优势等位基因,其次为等位基因B(基因频率为11.03%),等位基因C和D的频率最低(分别为0.53%和0.74%)。群体遗传学分析结果表明,滩羊KAP11-1基因的遗传杂合度、有效等位基因数和多态信息含量均高于其余4个群体。KAP11-1基因作为羊毛经济性状的主要候选基因之一,其核苷酸序列的变异导致KAP11-1中相应氨基酸的改变,最终可能会影响羊毛纤维的结构和羊毛主要经济性状。     

普通小麦主要农艺性状的全基因组关联分析

为解析小麦复杂农艺性状的遗传机制,本研究以150份小麦品种(系)为自然群体,在4个环境条件下测定了9个主要农艺性状,利用小麦35K SNP芯片,结合5种关联模型(Q、PCA、K、PCA+K、Q+K),进行全基因组关联分析。结果表明,全基因组多态性信息量PIC的范围为0.0950～0.5000,最小等位基因频率MAF值为0.0500～0.5000;群体结构分析和PCA分析均表明参试材料可分为两个亚群;连锁不平衡分析发现A基因组、B基因组、D基因组和全基因组的LD衰减距离分别为4.7、8、11和6 Mb。9个性状共检测到652个显著的关联位点(P≤0.001),其中21个SNP在2个或2个以上的环境中被重复检测到,分布在1A(1)、1B(4)、2A(3)、2D(2)、3A(1)、5A(1)、5B(5)、6A(1)、6B(2)和7D(3)染色体上; 1个SNP标记的物理位置未知, 3个SNP标记同时与2个性状显著关联;单个SNP的表型贡献率为7.67%～18.79%。8个优势等位变异在供试群体中所占比例较低,筛选出14个可能与小麦农艺性状相关的候选基因,其中TraesCS5B02G237200、TraesCS7D02G129700和TraesCS1B02G426300可能在植物抵御生物与非生物胁迫中起作用,TraesCS5B02G010800和TraesCS7D02G436800可能与植物激素的合成和响应有关,TraesCS2A02G092200可能与植物细胞壁的增强有关, TraesCS5A02G438800可能参与叶绿体发育,另外7个候选基因的功能未知。     

水稻淀粉合成相关基因对稻米品质效应的研究

颗粒淀粉合成酶(GBSS)、淀粉分支酶1(SBE1)和淀粉分支酶3(SBE3)是淀粉合成过程中的3个关键酶,这3个酶主要由耽、Sbel、She3 3个基因控制.设计这3个基因位点的分子标记检测了183个水稻品种的基因型,分析了3个基因对稻米理化品质和RVA谱特征的效应.结果表明:3个分子标记均能很好的区分3个位点上等位基因的籼梗来源,根据3个位点的基因型可将183个品种分为8种类型;单个基因遗传效应分析表明,不同基因型品种间淀粉的理化特性(AC、GC、RVA)存在显著或极显著差异,3个基因的联合效应在不同基因型组合间也存在显著的差异.Wx基因对大多数品质性状效应显著,Sbe3效应次之,Sbel效应较小;Sbel和Sbe3基因在不同的Wx等位基因背景下,对稻米的品质的理化特征的效应不同.3基因间存在互作效应,Wx与Sbe3的互作效应较大.     

糖皮质激素受体（GR）基因内含子7长度多态性与猪脂肪性状相关研究

应用特异PCR技术检测了猪糖皮质激素受体（GR）基因内含子7长度多态性,并分析其与脂肪性状的相关性。结果表明：凉伞猪、龙潭猪群体中GR基因内含子7长度多态性发现有A和B两个等位基因存在,该两种等位基因A/B频率在两个群体中分别为0.2286/0.7714和0.2008/0.7992。B等位基因是群体中的优势等位基因,该基因座在两群体中处于Hardy-Weinberg平衡状态。建立混合模型方程组分析该长度多态对猪脂肪性状的效应,结果显示,猪GR基因内含子7长度多态的不同基因型与肌内脂肪、肩部膘厚、腰部膘厚、6～7肋膘厚、板油质量等性状显著相关（P<0.05）。表明猪GR基因内含子7长度多态对猪脂肪沉积有一定的影响。     

应用单雌系F2代法检测棉铃虫对转Bt基因棉抗性等位基因的频率

用单雌系F2代遗传方法检测了棉铃虫对转Bt基因棉(新棉33B)Bt毒素蛋白的抗性等位基因频率.研究结果表明,河北邱县转Bt基因棉新棉33B只种植1年的情况下,棉铃虫自然种群中抗性等位基因的频率＞5.8×103,该方法的灵敏度比区分剂量法和机率分析(抗性倍数)法高一个数量级以上.文章还对转Bt基因棉种植区棉铃虫的抗性监测和治理进行了讨论.     

甘肃高山细毛羊和湖羊HIF-2α基因遗传特性与高原低氧适应性分析

为探讨HIF-2α基因核苷酸序列变异与绵羊高原适应的相关性,以540只(甘肃高山细毛羊200只,湖羊340只)绵羊为研究对象,采用PCR-SSCP技术分析HIF-2α基因第11外显子和内含子部分区段在甘肃高山细毛羊和湖羊中单核苷酸多态性(SNPs)。结果显示:HIF-2α基因扩增片段在2个绵羊品种中共检测到4种等位基因(A、B、C和D)和10种基因型(AA、BB、CC、DD、AB、AC、BC、AD、BD和CD),存在6个SNPs位点,其中外显子11检测到5个SNPs位点(G/A、G/C、C/T、T/C、G/A、),内含子11检测到1个SNPs位点(G/A),甘肃高山细毛羊未检测到DD基因型。2个绵羊品种的优势基因型均为AB,基因型频率分别为34.50%和16.47%。HIF-2α基因在2个绵羊品种中具有丰富的多态性,且等位基因频率在品种间存在极显著差异(P0.01)。推测在高海拔低氧适应过程中,HIF-2α基因的基因型可能受到了选择,随着长期的高海拔低氧环境的选择,有利于低氧适应的基因型在高海拔绵羊品种中受到选择并富集,携带基因型AA、BB和AB的绵羊可能更加适应高海拔低氧环境,而携带基因型CD、BD和DD的绵羊对高海拔低氧环境适应的能力可能较差。     

Efficiency of low heritability QTL mapping under high SNP density

The efficiency of quantitative trait locus (QTL) mapping methods needs to be investigated assuming high single nucleotide polymorphism (SNP) density and low heritability QTLs. This study assessed the efficiency of the least squares, maximum likelihood, and Bayesian approaches for QTL mapping assuming high SNP density and low heritability QTLs. We simulated 50 samples of 400 F₂ individuals, which were genotyped for 1000 SNPs (average density of one SNP/centiMorgan) and phenotyped for three traits controlled by 12 QTLs and 88 minor genes. The genes were randomly distributed in the regions covered by the SNPs along ten chromosomes. The QTL heritabilities ranged from approximately 1–2% and the sample sizes were 200 and 400. The power of QTL detection ranged from 30 to 60%, the false discovery rate (FDR) ranged from only 0.5–1.2%, and the bias in the QTL position ranged from 4 to 6 cM. The QTL mapping efficiency was not influenced by the degree of dominance. The statistical approaches were comparable regarding the FDR. Regression-based and simple interval mapping methods showed equivalent power of QTL detection and mapping precision. Compared to interval mapping, the inclusive composite interval mapping provided slightly greater QTL detection power and mapping precision only for the intermediate and high heritability QTLs. By maximizing the prior number of QTLs, the Bayesian analysis provided the greatest power of QTL detection. No method proved to be superior.     

基于株平均值的胚乳性状QTL作图的极大似然方法

根据三倍体胚乳性状的数量遗传模型,发展出一种新的专用于胚乳性状数量基因座位（QTL）区间作图的统计方法。该方法以分离群体中各植株的分子标记基因型以及植株上若干粒种子胚乳性状的平均值为数据模式,采用基于平均值混合分布理论的极大似然方法进行QTL分析。QTL效应估计通过EM算法实现。由于该方法利用标记基因型内QTL基因型的混合分布特性,因此,它比同样基于株平均值的最小平方QTL分析方法以及迭代重新加权最小平方QTL分析方法具有更高的统计功效和精确度。方法的可行性和有效性通过计算机模拟数据分析得到了进一步验证。     

陆地棉幼苗NaCl胁迫下转录因子表达的转录组学分析

以棉花耐盐种质早熟长绒7号和感盐种质南丹巴地大花为材料,利用转录组测序(RNA-Seq)技术分析2个种质在200 mmol L^–1 NaCl胁迫4和24 h后幼苗叶片的转录因子家族及转录因子的表达情况。结果表明,从样本中鉴定出54个转录因子家族的2815个转录因子。盐胁迫4 h后,长绒7号有249个转录因子基因表达发生变化;南丹巴地大花中有261个转录因子基因表达发生变化。在胁迫24 h后, 2个种质对盐响应的转录因子数量均剧增。只在耐盐种质长绒7号特异表达的有106个(4 h)和184个(24 h)转录因子基因,对于2个种质共同表达的转录因子有143个(4 h)和282个(24 h)。通过筛选,鉴定出26个与耐盐相关的转录因子家族124个转录因子基因,并采用荧光定量验证转录组数据的准确性。推测高表达的11个转录因子的基因CotAD_66280 (HD-ZIP)、CotAD_47058 (ERF)、CotAD_18472 (G2-like)、CotAD_04289 (C2H2)、CotAD_57763 (HSF)、CotAD_23656 (TCP)、CotAD_02221 (ERF)、CotAD_23975 (WRKY)、CotAD_54036 (MYB)、CotAD_27788 (NAC)和CotAD_23815 (HSF) 有可能与陆地棉抗盐性密切相关,可作为陆地棉耐盐育种的候选基因源。     

Genome-wide association study of field grain drying rate after physiological maturity based on a resequencing approach in elite maize germplasm

Field grain drying rate (FDR) after physiological maturity in maize (Zea mays L.) is an essential determinant of grain moisture at harvest. Investigating the genetic structure of FDR is of great significance to breeding maize hybrids with low grain moisture at harvest that are suitable for mechanical harvesting. In this study, 80 elite maize inbred lines from Jilin Province (China) were selected as an association population, and their FDR after physiological maturity was determined by the oven-drying method in 2014 and 2015. At the same time, whole-genome resequencing was performed for the association population, and 1,490,007 high-quality single nucleotide polymorphisms (SNPs) were obtained for a subsequent genome-wide association study. The results showed high genetic variation for FDR in different maize inbred lines, with a broad-sense heritability of 0.76, indicating that the trait is mainly controlled by genetic factors. Thirteen independent genomic positions, which contain 19 SNP markers significantly associated with FDR in maize (P < 0.000001), were detected by a genome-wide association study in 2014 and 2015. Seven genomic positions were located within the quantitative trait loci previously mapped for FDR, whereas one position was detected in both years by association analysis. Six candidate genes located in chromosome bins 4.05, 5.04 and 7.02 were identified within the 13 genomic positions. These genes were predicted to encode vegetative cell wall gp1-like glycoprotein, phosphopyruvate hydratase, mitochondrial inner membrane protease subunit 1-like protein, Cucumber mosaic virus 1a interacting protein 1 and two hypothetical proteins, which may be closely associated with FDR. The results lay a foundation for molecular marker-assisted selection of maize materials with rapid grain drying and for the cloning of relevant functional genes.     

品种区域试验中算术平均值、 BLUP和AMMI估值的精度比较

利用1982年以来我国棉花、小麦、水稻和玉米的60套区域试验数据,采用交叉验证方法,对区域试验中算术平均值、最佳线性无偏预测值(best linear unbiased predictor,BLUP)和AMMI(additive main effects and multiplicative interaction)模型估值的预测精度进行比较,结果表明,与算术平均值相比,AMMI估值精度的增益倍数(gain     

极大似然法探测主基因的效能

采用Monte Carlo模拟数据和极大似然法探测F2群体主基因(MG). 研究了遗传力、显性比和样本容量三因素对探测F2群体MG的影响. 结果表明: 1) 在主基因的被发现率上, 三因素的影响力为: 遗传力>样本容量>显性比. 当遗传力较小时, 如0.3, 即使样本容量高达1000, 其发现能力也仅有51.63%; 当遗传力大于0.5时, 样本容量大于300, MG     

四向杂交设计QTL分析的极大似然方法

四向杂交（four-way cross）设计是指4个纯系亲本参与杂交衍生分离群体的一种交配设计。尽管国际上已经提出基于四向杂交设计的迭代重新加权最小平方（iteratively reweighed least squares，IRWLS）QTL作图方法，但该方法忽略了双侧标记基因型内QTL基因型的混合分布特性，当QTL位置和标记的位置不重合时作图精度较低。本文根据四向杂交设计的数量遗传模型，发展出基于四向杂交设计和混合分布理论的QTL作图的极大似然估计方法。首先利用染色体上所有标记基因型联合计算该染色体上任一假定位置QTL的条件概率，然后根据混合分布理论建立基于EM算法实现的QTL作图的极大似然估计方法。以计算机模拟数据研究了QTL遗传力、样本容量和分子标记信息含量3个因素对方法的影响，结果表明,（1）在QTL的被发现能力上，标记信息不完全的四向杂交设计仅略低于信息完全时的四向杂交设计；（2）随着QTL遗传力、样本容量和标记信息含量的增大，QTL位置以及效应估计值的准确度和精确度逐步提高。     

Genetic variation of β-amylase thermostability among varieties of barley, Hordeum vulgare L., and relation to malting quality

To investigate variation in the thermostability of β-amylase among varieties of barley, Hordeum vulgare L., crude enzyme was extracted from the seeds, and the relative remaining activity was calculated after heat treatment. Our results indicated that the varieties tested were divided into three groups (types A, B and C). All the latest Japanese malting varieties showed high themostability (type A), while European, North American and Australian varieties showed intermediate (type B) or low thermostability (type C). Isoelectric focusing (IEF) of β-amylase was also investigated. Type B varieties divided into two subtypes (types B1 and B2) based on two different IEF patterns (types I and II), whereas those of types A and C showed only one IEF pattern (type II). We also examined their thermostability in the varieties based on the pedigrees of the Japanese malting barley. Our results indicated that the thermostability of β-amylase had a close relationship to fermentability for the production of beer. This fact suggests that the thermostability of β-amylase has a significant influence on the malting quality of barley.     

马铃薯资源晚疫病抗性的全基因组关联分析

广谱抗性基因的挖掘是马铃薯高抗晚疫病品种选育的基础。本研究以288份国际马铃薯中心筛选的晚疫病抗性群体为试验材料,经过连续2年田间调查,计算AUDPC和sAUDPC值,评估群体晚疫病抗性;利用SLAF-seq方法进行群体简化基因组测序,通过对晚疫病抗性表型数据的全基因组关联分析,挖掘晚疫病抗性相关的遗传位点和候选基因,为晚疫病抗性品种选育和抗病机理研究提供一定的理论和材料基础。结果表明,晚疫病抗性在288份材料间存在着广泛的遗传差异;基于5种分析模型,共鉴定到82个与晚疫病抗性显著关联的位点;在关联区间关联到54个已知或可能与晚疫病抗性相关的基因。其中,23个基因为抗性基因,包括晚疫病抗性基因R1同源基因、Sw-5同源基因(R8)和Rpi-vnt1以及编码多效性耐药蛋白基因;5个基因编码MAPK蛋白和WRKY转录因子;1个基因参与茉莉酸途径;3个基因与水杨酸途径相关;6个基因是病程相关的基因;3个基因参与苯基丙酸类合成途径;其他与晚疫病抗性相关的基因,如HMGR基因(2个)、细胞色素P450(21个)。