棉花陆海渐渗杂交群体纤维品质性状的QTL定位

【目的】有效发掘利用海岛棉优异性状基因,拓宽陆地棉栽培种遗传基础。【方法】采用新疆主栽早中熟陆地棉品种新陆中60号为母本,与优质海岛棉品种新海41号为父本杂交,并以新陆中60号为轮回亲本构建出由151个BC₁F₁单株组成的回交群体,利用SSR分子标记和Join Map4.0软件构建遗传连锁图谱,采用复合区间作图法(CIM)对BC₁F₂纤维品质性状的进行QTL定位。【结果】构建的遗传连锁图谱包含52个多态性标记、14个连锁群,该图谱总长824 cM,覆盖棉花基因组的18.5%;最长的连锁群为150.3 cM,包含6个标记,最短的为0.3 cM,包含2个标记。检测到1个与纤维上半部平均长度相关的QTL,qFL-Chr14-1,定位在第14号染色体上,解释表型变异8.59%。【结论】筛选的与优质QTL位点相关SSR标记可应用于棉花优质分子标记辅助选择。     

IT-ISJ标记及其在陆地棉遗传图谱构建中的应用

【目的】开发可用于植物遗传多样性分析和遗传图谱构建的新型标记。【方法】根据植物结构基因内含子拼接位点的保守序列,设计扩增内含子的内含子-外显子拼接位点（intron targeted intron-exon splice junction,IT-ISJ）标记引物,并用于陆地棉遗传图谱构建。【结果】利用704个IT-ISJ引物组合,对陆地棉高品质品种渝棉1号和多显性基因标记系T586进行多态性筛选,获得49个多态性引物组合,占筛选引物的7.0%。49个多态性引物组合在（渝棉1号×T586）F2:7重组近交系群体270个系中检测到58个位点。以58个IT-ISJ、150个SSR和8个形态标记进行连锁分析,构建的遗传连锁图包括22个连锁群、113个位点（49个IT-ISJ、62个SSR和2个形态标记）。连锁图覆盖714.5 cM,占棉花基因组的16.1%,标记间平均长度为6.3 cM。【结论】IT-ISJ标记多态性高,可有效地用于陆地棉遗传连锁图谱的构建。     

陆地棉转GR79与GAT基因对草甘膦抗性的鉴定及其遗传规律分析

本研究采用特异引物对陆地棉种质系GGK-2的抗草甘膦基因进行PCR鉴定,结果显示:GGK-2不仅扩增出488 bp的GR79基因的特征条带,同时还扩增出379 bp的GAT基因特征条带。而后采用草甘膦对陆地棉与陆地棉杂交F_2分离群体进行浸种抗性鉴定,结果显示GGK-2对草甘膦表现出良好抗性,其抗草甘膦性状分离符合抗性株∶非抗性株=3∶1的质量性状分离规律,显示抗草甘膦性状是受孟德尔单显性基因控制的质量性状。同时,利用陆地棉与陆地棉杂交F_2群体对抗性基因GR79和GAT的分离进行PCR检测,显示目的基因GR79和GAT导入棉花后,以共有的方式在棉花杂交后代稳定地遗传传递,共有比率高达97.9%。而后,采用海岛棉与陆地棉杂交F_2群体作为定位群体,利用SSR分子标记对外源基因进行遗传定位,结果显示GR79和GAT 2个基因均被定位于棉花第20号染色体上,并表现为连锁遗传,其遗传距离为3.3 cM。在GR79基因位点一侧有7个SSR分子标记,与其最近的标记为相距7.1 cM的NAU2579;在GAT基因位点一侧也有7个SSR分子标记,与其最近的标记是相距3.9 cM的NAU3137。本研究为品系GGK-2在抗除草剂棉花育种中的应用提供了理论依据。     

棉花种间SSR标记遗传图谱的构建

[目的]利用已有的棉花种间分子遗传连锁图谱信息,在陆地棉和海岛棉之间筛选具有共显性差异的SSR标记,并用这些标记构建新疆棉花海陆杂交BC1群体的遗传图谱.[方法]使用BioMercator软件比较分析10张不同群体(亲本不同)构建的遗传图谱,选择至少已在3个不同的群体中被定位,且在不同的图谱中被定位在同一条染色体上的SSR标记作为候选标记.将候选标记在多个陆地棉和海岛棉品种间进行多态性检测后,利用具有共显性差异的标记对陆海杂交BC1群体进行基因型分析,使用Joinmap软件构建遗传连锁图谱.[结果]从5 501对SSR引物中初选了763对,经检验具有多态性的引物403对,多态性比例为53;.选用其中77对引物在5个陆地棉和5个海岛棉之间进行扩增,有21对SSR引物在所有的亲本之间均具有多态性.77对SSR引物对BC1群体[(Gh line 565×Gb新海25号)×Gh line 565]的94株材料基因型进行检测,构建了一张由53个SSR标记,16个连锁群组成,全长为643.4 cM的遗传连锁图谱.[结论]利用77个SSR标记构建了棉花种间遗传图谱.为新疆棉花遗传图谱的绘制提供较准确的锚定标记和有育种潜力的共显性差异标记.     

5个纤维品质性状在棉花海陆杂交群体中的QTL定位研究

以新疆本地海岛棉‘新海21号’做母本、陆地棉‘新陆中36号’做父本获得的F2群体为作图群体,从3 300对SSR引物中筛选了多态性较高的132对引物,用软件IciMapping 3.0进行遗传作图。构建了含132个标记52个连锁群的遗传图谱(LG1-LG52),图谱全长为3 881.74cM,覆盖棉花基因组的88.2%。以F2∶3纤维品质数据进行QTL定位,检测出22个棉花纤维品质QTL,其中纤维长度QTL 5个,比强度QTL 4个、马克隆值QTL 4个、整齐度QTL 4个、伸长率QTL 5个。确定其中6个QTL为主效QTL,发现一个可用于高强纤维棉花筛选的重要标记,证明棉花D9(chr23)染色体是纤维品质性状QTL的富集染色体,纤维品质性状QTL其组成基因之间主要以显性或超显性方式作用,其增效基因主要来自海岛棉,少部分来自陆地棉。     

海岛棉抗黄萎病性状分子标记的研究及QTL的定位

以高抗黄萎病海岛棉品种新海15号和高感陆地棉品种新彩棉1号为材料,通过对其F2分离群体和F2∶3家系进行QTL研究, 构建了一个包括11个连锁群、标记间平均间距为8.6 cM、全长547 cM的海陆种间分子标记遗传连锁图.应用WinQTLCartV2.5软件, 利用复合区间作图法(CIM)原理对相对病情指数进行了全基因组扫描和基因定位分析,检测到2个跟抗黄萎病性状紧密连锁的QTLs,都位于连锁群1上,并分别解释F2∶3群体的表型变异为46.74;和48.69;,初步认为海岛棉新海15号抗黄萎病性状由两个主效QTLs共同控制.研究所获得的这两个QTLs是主效的,且与抗黄萎病性状紧密连锁,为抗黄萎病育种奠定基础,对加速棉花育种进程具有一定意义.     

棉花遗传图谱构建及纤维品质性状的QTLs定位

为进一步增加特异性分子标记,填补棉花遗传图谱密度空隙,挖掘与纤维品质紧密相关的数量性状位点(QTLs)以陆地棉(Gossypium hirsutum L.)中棉所8号和海岛棉(Gossypium barbadense L.)Pima90杂交产生的F2群体为材料,利用SSR标记对构建棉花遗传图谱及纤维品质性状QTLs定位进行研究。结果表明:构建了包含15个连锁群和102个标记位点(其中25个标记位点前人未曾报道)的连锁图谱,图谱总长642.1cM,约占棉花基因组的14.4%,标记间平均距离为6.3cM。15个连锁群中的6个分别被定位于5条染色体上,9个连锁群未定位于染色体上。应用复合区间作图法分析F2单株和F2∶3家系的纤维品质性状,检测到11个与纤维品质有关的QTLs,包括2个纤维长度(FL),4个马克隆值(FM),3个比强度(FS),2个伸长率(FE),分别解释表型变异的19.1%~24.8%、8.9%~16.9%、11.8%~19.0%和12.2%~34.3%。     

小豆SSR分子标记遗传连锁图谱构建

【目的】以小豆SSR为锚定标记,将公开发表的豇豆SSR、普通菜豆SSR和EST-SSR标记定位整合到小豆遗传连锁群中,构建中国小豆遗传图谱,为小豆基因定位、图位克隆和分子标记辅助选择育种提供更多可用的分子标记。【方法】用1 473对SSR和EST-SSR引物进行PCR扩增,包括906对豇豆SSR、123对普通菜豆和196对小豆SSR引物及248对普通菜豆EST-SSR引物,筛选亲本间多态性标记,验证栽培小豆HB801×AG109及GM892×AG110的F2分离群体。【结果】整合和构建了含有145个SSR和EST-SSR标记小豆遗传连锁图谱,包括59个小豆SSR标记,新增63个豇豆SSR、9个普通菜豆SSR、14个普通菜豆EST-SSR标记和1个茎色标记。紫茎色性状被定位在第9连锁群,离CEDG022和cbess058标记的遗传距离分别为0.9 cM和0.1 cM。图谱全长823 cM,覆盖11个连锁群,每个标记间平均距离为5.64 cM。每个连锁群长度为49.1—125.6 cM,平均长度74.82 cM;每条染色体上的标记数7—26个,平均13.27个。【结论】率先把小豆近缘物种分子标记引入小豆,加密了小豆SSR分子标记遗传连锁图谱。     

陆地棉纤维品质相关QTL定位研究

 【目的】以湘杂棉2号和中棉所28两个具有共同亲本的陆地棉强优势杂交种的F2为作图群体,构建覆盖率较高的遗传图谱,发掘稳定的纤维品质相关QTL,为标记辅助选择提供依据。【方法】利用SSR标记和JoinMap3.0软件构建陆地棉连锁图,利用Win QTLCart 2.5的复合区间作图法分别对2群体6个纤维品质相关性状在F2和F2:3中进行QTL定位。【结果】利用包含245个多态位点、全长1 847.81 cM的遗传图谱检测纤维品质QTL。中棉所28群体在多环境平均值的联合分析中检测到22个QTL,三环境分离分析中检测到39个QTL;湘杂棉2号群体分别检测到18个和51个QTL。在A3、D2、D9等染色体上有QTL成簇分布现象,并在2个群体中发现一些不受环境影响,稳定遗传的QTL。纤维长度、纤维强度、麦克隆值和伸长率4个性状在2个群体中发现有8对共同QTL。【结论】这些稳定遗传的QTL可以用于分子标记辅助纤维品质改良的育种选择。     

棉花高强纤维QTLs的微卫星标记筛选

 利用我国培育的高强纤维种质系 72 35为材料 ,开展了棉花高强纤维基因或 QTL微卫星标记的筛选。通过2 11对 SSR引物的筛选 ,鉴定出与高强纤维 QTL连锁的 SSR标记 3个 :NAU / SSR/ fs11 30 、NAU / SSR/ fs2 1 90 、NAU /SSR/ fs32 2 0 。 NAU / SSR/ fs11 30 、NAU / SSR/ fs2 1 90 两个标记紧密连锁 ,重组率为 2 .3c M,标记的 QTL占 (72 35× TM- 1)F2 分离群体总遗传变异的 30 .9%。此外 ,这一标记的 QTL在不同年份不同环境表现稳定 ,这是鉴定出的一个控制棉花高强纤维表现的主效位点。NAU/ SSR/ fs32 2 0 与另一个高强纤维 QTL 连锁 ,但遗传效应值小 ,不稳定。单体测验表明 ,NAU/ SSR/ fs11 30 、NAU/ SSR/ fs2 1 90 标记的 QTL 位于第 10染色体上 ,而 NAU/ SSR/ fs32 2 0 标记的 QTL 位于第 5染色体上     

长果种黄麻SRAP标记遗传连锁图谱的构建 及3个质量性状基因定位

 【目的】构建黄麻遗传连锁图谱,定位质量性状基因,为今后有关黄麻基因组结构、重要农艺性状QTL定位、分子标记辅助育种和基因克隆等研究工作奠定基础。【方法】以甜麻（黄麻野生种）和宽叶长果（黄麻栽培品种）为杂交亲本,构建了187个F2单株作为作图群体,利用513对SRAP引物进行遗传图谱构建,并对3个质量性状基因（托叶色、叶柄色、叶缘色）进行了定位。【结果】122个SRAP多态性标记位点和这3个形态学标记被定位在该图谱上,初步构建的长果种黄麻遗传连锁图谱全长2 231.9 cM,包含10个连锁群,每个连锁群有2—38个标记位点,2个标记间平均间距为17.86 cM。【结论】该图谱上的标记位点均匀分布在10个连锁群上,没有出现标记位点聚集的现象,表明SRAP标记十分适合黄麻遗传图谱的构建。     

一个水稻短根毛突变体的鉴定和基因定位

 【目的】鉴定和克隆水稻根毛突变体新基因,了解水稻根毛发育的分子遗传机理。【方法】通过T-DNA插入获得短根毛突变体。采用溶液培养、形态特征观察、杂交后代的表型分离统计及基于图位克隆技术的基因定位等方法,对突变体Ossrh1的表型、遗传和基因精细定位开展研究。【结果】突变体在苗期表现为根毛长度变短,只有野生型长度的36%左右,遗传分析表明该突变性状受1对隐性基因控制,利用Ossrh1和籼稻品种Kasalath杂交构建的F2群体对OsSRH1进行基因定位, 发现与第6染色体上的SSR（simple sequence repeat）标记RM3183和RM193连锁,OsSRH1距它们的遗传距离分别为0.9 cM和1.0 cM。通过在两标记间发展3个新的STS（sequence-tagged site）标记,将OsSRH1精细定位于标记T1757和T1768之间,物理距离约为115 kb。【结论】水稻短根毛突变体Ossrh1的性状由1对隐性核基因控制,该基因位于第6染色体的STS标记T1757和T1768之间115 kb范围内。     

西瓜枯萎病菌生理小种1抗性基因连锁标记开发

【目的】开发与栽培西瓜枯萎病菌生理小种1抗性基因Fon-1紧密连锁的分子标记,为开展西瓜抗枯萎病分子辅助育种提供技术支撑。【方法】以栽培西瓜抗枯萎病品种Calhoun Gray为父本,感病品种Black Diamond为母本杂交获得的F2分离群体为供试材料,采用BSA法对Fon-1基因进行区间定位。依据11份栽培西瓜重测序信息,获取位于定位区间内的候选SNP位点。针对候选SNP位点设计CAPS/dCAPS标记,通过F2代分离群体和种质资源验证上述标记与Fon-1基因的连锁关系。【结果】通过BSA法,将Fon-1基因定位于1号染色体15 cM区间内。利用候选SNP位点信息,开发3个CAPS/dCAPS标记7716_fon、7419_fon和4451_fon,F2代分离群体以及164份西瓜育种材料验证显示,上述3个标记与Fon-1基因的连锁距离分别为0.8、1.0和2.8 cM。【结论】利用栽培品种Calhoun Gray的抗性遗传机制,开发的3个CAPS/dCAPS标记可以有效区分栽培西瓜对枯萎病菌生理小种1的抗病、感病性,为栽培西瓜品种枯萎病菌生理小种1抗性基因快速应用于栽培品种枯萎病抗性改良建立有效的技术手段。     

番茄抗叶霉病基因Cf6的RAPD及SCAR标记

 【目的】寻找与番茄抗叶霉病基因Cf6连锁的分子标记。【方法】 以番茄抗叶霉病和感叶霉病亲本组合（03036×03748）的F2分离群体为研究材料,采用BSA法和RAPD技术筛选与抗病基因连锁的分子标记。【结果】经F2单株分析,在后代群体中扩增出了两条长约500 bp的特异片段,该特异标记与叶霉病抗性基因Cf6紧密连锁,遗传距离为8.7 cm。测序结果显示,目标片段的大小分别为619 bp和559 bp,并将该标记转换为SCAR标记。【结论】SCAR标记,可用于番茄叶霉病抗性分子标记辅助育种。     

海岛棉GbHCT10基因的克隆与表达分析

[目的]研究海岛棉(Gossypium barbadense)GbHCT10基因在棉纤维发育中的作用.[方法]以海岛棉品种新海21号纤维发育第5 d的样本作为材料,根据海岛棉GbHCT10基因序列设计一对引物,利用RT-PCR技术从中克隆GbHCT10核苷酸序列.利用生物信息学方法分析GbHCT10基因序列.[结果]采...     

黄瓜黑色果刺基因染色体定位及候选基因分析

【目的】黄瓜作为重要的果菜类蔬菜,果实品质一直是黄瓜育种研究的重点。果实品质包括内在品质和外观品质,其中外观品质对黄瓜的商品性具有重要影响。果刺颜色作为黄瓜重要的品质性状之一,对其进行遗传分析和基因定位将有助于了解果刺颜色遗传的分子机理,为黄瓜果实性状改良提供理论依据和技术支撑,同时也可为刺色基因的精细定位及克隆奠定基础。【方法】研究利用黄瓜白色果刺自交系GY14（P1）和黑色果刺自交系NC76（P2）为亲本构建遗传群体,进行黄瓜果刺颜色的遗传分析。以F2分离群体为试材,应用分离群体分组分析法（BSA）和 2 112 对SSR引物进行 SSR 分析,结合9 930黄瓜全基因组序列信息和100份核心种质重测序结果开发新标记,对初定位区域进行标记加密。采用 JoinMap 4.0 作图软件和 MapInspect 软件构建连锁群并完成连锁群与染色体的对应,实现黄瓜黑色果刺性状的基因定位。运用生物信息学,在定位区域进行候选基因分析。利用包含156个株系的重组自交系（RILs）群体,对黑色果刺基因紧密连锁的两侧翼分子标记进行验证,确定标记用于分子标记辅助选择(MAS)育种的准确性。【结果】研究表明,黄瓜自交系NC76的黑色果刺符合质量性状遗传特点,由显性单基因B控制,黑色对白色为显性。初步定位筛选获得了与B基因连锁的8对SSR引物,将B定位于黄瓜4号染色体（Chr.4）上,最近的连锁标记为SSR22231,遗传距离为10.8 cM;根据初定位区域的序列信息,设计合成了新的SSR引物212对和Indel引物25对,利用这些引物对双亲和F2群体DNA进行分析,最终构建了一个包含14个SSR标记和1个InDel标记的分子标记连锁群,获得与B连锁的两侧翼标记SSRB-181和SSRB-130,遗传距离分别为2.0 cM和1.6 cM,该区段物理距离为422.1 kb,有60个预测候选基因,推测Csa4G003095和Csa4G001690是与黑色果刺形成相关性较大的候选基因。与B紧密连锁的两侧翼标记用于MAS育种的准确率分别为96.8%和96.2%,其中SSRB-181对黑色果刺植株鉴定的准确率达到100%,将在MAS育种发挥重要作用。【结论】黄瓜自交系NC76的黑色果刺性状由显性单基因控制,该基因位于Chr.4上422.1 kb范围内, 两侧翼标记为SSRB-181和SSRB-130,遗传距离为3.6 cM。本研究结果为黑色果刺基因的精细定位和克隆及MAS育种奠定了良好基础。     

小麦抗秆锈病基因Sr22的SSR新标记

 【目的】利用微卫星技术筛选与Sr22紧密连锁的标记,从而应用于分子辅助育种选择与抗性种质基因检测分析。【方法】以抗秆锈病单基因系SWSr22与感病品种McN701为亲本杂交获得F1,单粒F1种子自交获得F2群体,选用中国流行小麦秆锈菌小种21C3CTH接种鉴定,进行遗传分析;利用分离群体集群分析法(BSA)对位于7A染色体的73对SSR引物进行多态性筛选,具有多态性的引物再通过SWSr22×McN701的F2抗感群体与F2﹕3家系的植株进行验证。【结果】该单基因系SWSr22对21C3CTH的抗性属于单位点显性遗传,并筛选到2对在亲本及F2抗感群体间揭示多态性的SSR引物Xwmc790和Xwmc633。通过对F2分离群体的分析表明,这2个标记与抗病基因Sr22紧密连锁,呈共显性,分布于该基因的同一侧,位于远着丝点处,与Sr22的遗传距离分别为2.8 cM和10.8 cM。【结论】这2个标记与抗病基因Sr22紧密连锁,经验证可用于小麦抗秆锈病分子标记辅助育种。     

番茄分子遗传图谱构建和晚疫病抗性基因簇ph-3的QTL分析

 【目的】挖掘番茄晚疫病抗性基因紧密连锁的分子标记,为番茄抗晚疫病种质资源的利用及分子标记辅助选择育种提供理论和实践依据。【方法】利用含番茄晚疫病抗性基因ph-1,2,3的L3708（Lycopersicon.pimpinellifolium）为父本,感病的优良品系04968（L.esculentum）为母本培育的260个F2单株为图谱构建群体,通过AFLP、SSR 2种分子标记进行遗传分析,构建分子遗传图谱。根据苗期接种番茄晚疫病病原菌生理小种T1,2的抗性反应,利用复合区间作图法,进行QTL定位。【结果】构建了包含12个连锁群的分子遗传图谱,其中包含3个SSR标记和149个AFLP标记。该图谱覆盖整个基因组总长度1 443.07 cM,平均图距9.50 cM。检测到了5个与抗性基因簇ph-3相关的QTL位点,其中Qph3-1位于第3连锁群上,可以解释的表型变异为26.59% 。Qph3-2位于第1染色体上,可以解释的表型变异为54.86%,Qph3-3、Qph3-4和Qph3-5,位于第9连锁群上,可以解释的表型变异分别为9.24%、10.27%和36.49%。QTL 遗传效应表现为加性和显性。【结论】所得5 个分子标记可作为选育抗晚疫病番茄品种的重要分子标记辅助选择工具。