水稻苗期耐Cu^2＋胁迫QTL遗传分析

利用栽培稻优良品种“特青”与普通野生稻“元江普野”构建的DH群体139个家系构建连锁图谱,采用蛭石进行水稻幼苗培养,待第2片叶完全展开时进行硫酸铜（150mg／L）胁迫处理;处理15d后,以苗高、鲜重及干重抑制率的平均值作为考察苗期耐Cu^2＋胁迫指标,用于QTL定位分析。结果表明,以苗高、鲜重及干重的平均抑制率作为胁迫指标,共检测到11个与硫酸铜胁迫相关的QTL,分别位于第1、第2、第6、第7、第8、第9以及第10染色体上;其中,RM11和RM118（Chr 7）、RM337和RM152（Chr 8）以及RM105、RM219、RM296（Chr 9）附近的7个来源于栽培稻亲本特青等位基因的OTL位点,表现为耐硫酸铜胁迫;RM1（Chr 1）、RM318（Chr 2）、RM176（Chr 6）以及RM222（Chr 10）附近的4个来源于野生稻等位基因的QTL位点,表现为耐硫酸铜胁迫。虽然检测到的QTL位点较多,但每个QTL的作用相对较小,表明调控水稻幼苗耐铜毒性的遗传机制较为复杂。     

棉花纤维长度近等基因系R01-40-08的背景遗传效应分析

从海岛棉Pima S-6中鉴定了一个1号染色体上稳定表达的纤维长度QTL(qFL-chr1),针对这一目标QTL,通过标记辅助选择得到近等基因系R01-40-08。近等性分析结果表明,该近等基因系其他7条染色体上仍含有Pima S-6的渐渗片段。以Tamcot 2111(轮回亲本)与R01-40-08(供体亲本)构建了1个含有1 672个单株的F2群体,分析了其他染色体上Pima S-6渐渗片段对纤维长度的遗传效应,单标记分析结果表明,位于14号染色体上的2个标记(NAU2190和NAU5465)对纤维长度有显著的影响。     

陆海BC4F2和BC4F3代换系的评价及纤维产量与品质相关QTL的检测

 【目的】利用SSR标记对陆海BC₄F₂和BC₄F₃代换系进行评价并检测纤维产量与品质相关的QTL,为筛选棉花染色体单片段代换系、精细定位纤维品质QTL、实现分子聚合育种奠定基础。【方法】利用GGT32（graphical genotyping）软件分析每个代换系的基因型组成,采用SAS PROC GLM的单向方差分析方法检测影响各性状的QTL。【结果】检测到50个单片段代换系,其中9株含有纯合的海岛棉片段,并筛选出12个代换片段少、纤维品质优良的代换系。共检测到15个控制产量性状和19个控制纤维品质的QTL,集中分布在12个连锁群中,解释的表型变异率在2.80%—14.13%。【结论】4个上半部平均长度QTL在2个世代中稳定遗传,1个上半部平均长度QTL在前人研究论文中检测到,部分标记位点同时控制几个不同的性状,并发现增效基因不全来自高值亲本。     

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。     

陆地棉开花期QTL定位

利用5391对棉花SSR引物筛选亲本（渝棉1号和T586）间的多态性引物,以多态性引物检测（渝棉1号×T586）F2：7,重组近交系群体270个株系的标记基因型,并构建陆地棉遗传连锁图谱．采用区间作图方法进行开花期相关的QTL定位,共检测到5个QTL,分别定位在第5,10,16,21和26染色体,5节QTL的加性效应分别为-0．73,-0．68,-0．9,1．07和-0．86,分别解释表型变异5％,4．7％,8．1％,10．9％和7.1％．研究结果表明：棉花开花期为多基因控制．     

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。     

棉花深棕色纤维基因Lc1的遗传定位

 【目的】研究棉花棕色纤维的遗传规律,寻找并定位与棕色纤维基因连锁的分子标记,为进一步在棉花基因组学水平上定位、克隆棕色纤维基因和棕色棉纤维品质改良奠定基础。【方法】基于陆地棉显性多基因标记系T586（具有深棕色纤维基因Lc1）与海岛棉新海16配制的海岛棉×陆地棉杂交F2群体,结合色彩色差仪对棕色纤维色泽的分类进行分析,并充分利用棉花基因组分子标记遗传连锁图谱信息、多态性分子标记筛选和图位克隆的方法,定位与棕色棉纤维基因Lc1连锁的分子标记。【结果】根据T586与新海16杂交后代F2群体（443个有效纤维单株）深棕色纤维、棕色（中间色）和洁白色纤维的分离比例,将Lc1定位于棉花基因组A亚组第7染色体微卫星标记NAU4030和CGR5119之间约8 cM的遗传距离内,其中,Lc1与标记CGR5119的遗传距离约为2.8 cM,与NAU4030之间的遗传交换距离约为5.1 cM,构建了Lc1位点的遗传连锁图谱。【结论】棉花深棕色纤维性状由单基因控制并呈现半显性遗传方式,Lc1位点附近的分子标记信息可在棕色棉分子标记辅助育种中得以利用。     

陆海杂种F1成熟纤维的电镜观察初步分析

[目的]明确陆海杂种F1与亲本纤维细胞形态学上的差异,了解优质纤维的形态特征。[方法]以陆地棉中棉所36、鲁棉研19和海岛棉海8577、海7124为亲本配制了4个杂交组合,在扫描电子显微镜下观察F1成熟纤维的形态特征,并与亲本进行比较。[结果]F1纤维长度为32.89~34.75 mm,比强度为34.75~39.80 cN/tex,马克隆值为3.560~4.380,均接近或超过海岛棉亲本。与亲本相比,F1成熟纤维顶部和中部的扭曲程度增大,纵纹加深,均偏向于海岛棉亲本,并且多数组合成熟纤维的中部出现了泡状膨大。[结论]陆海杂种F1成熟纤维的形态与品质明显偏向于海岛棉亲本,并出现了泡状膨大的新性状。     

醋栗番茄LA2093渐渗系的构建及花序相关性状QTL分析

为了创制一批携带优良农艺性状的番茄种质资源新材料,以栽培番茄品种‘Jina’(Solanum lycopersicum)为受体亲本,以野生醋栗番茄LA2093(S.pimpinellifolium)为供体亲本,利用杂交、3次回交和InDel、SSR分子标记辅助选择方法构建了一套以栽培番茄‘Jina’为遗传背景、含LA2093的基因的渐渗系。从BC_1群体构建的遗传图谱中选择均匀分布于12条染色体的96对InDel、SSR分子标记追踪野生番茄的渗入片段,在BC_3代共留选渐渗系材料51份,其中单片段材料14份、双片段材料27份、三片段材料10份;共得到渗入片段98个,平均单个渗入片段长度为35.69 cM;51份渐渗系平均渗入供体基因片段占受体基因组的比例为5.6%,完全覆盖12条染色体。利用BC_3F_1群体检测到与首花序节位、花序间隔节位、单花序花数3个农艺性状相关的6个QTL位点,单个位点的贡献率为4.33%～47.93%。     

醋栗番茄LA2093渐渗系的构建及花序相关性状QTL分析

为了创制一批携带优良农艺性状的番茄种质资源新材料,以栽培番茄品种‘Jina’(Solanum lycopersicum)为受体亲本,以野生醋栗番茄LA2093(S.pimpinellifolium)为供体亲本,利用杂交、3次回交和InDel、SSR分子标记辅助选择方法构建了一套以栽培番茄‘Jina’为遗传背景、含LA2093的基因的渐渗系。从BC_1群体构建的遗传图谱中选择均匀分布于12条染色体的96对InDel、SSR分子标记追踪野生番茄的渗入片段,在BC_3代共留选渐渗系材料51份,其中单片段材料14份、双片段材料27份、三片段材料10份;共得到渗入片段98个,平均单个渗入片段长度为35.69 cM;51份渐渗系平均渗入供体基因片段占受体基因组的比例为5.6%,完全覆盖12条染色体。利用BC_3F_1群体检测到与首花序节位、花序间隔节位、单花序花数3个农艺性状相关的6个QTL位点,单个位点的贡献率为4.33%～47.93%。     

日本晴/中嘉早17重组自交系产量性状QTL定位

【目的】对产量相关性状进行多年、多环境的QTL分析,寻找能够稳定遗传的产量性状主效QTL,剖析超级早籼稻中嘉早17的高产机理,为选育高产新品种提供有用信息。【方法】以日本晴×中嘉早17构建的重组自交系群体为研究材料。筛选亲本间多态性SSR标记,对群体各家系进行基因型分析,利用Mapmarker/exp 3.0构建分子遗传连锁图谱。群体于2015—2016年,两地三季种植于杭州、海南和杭州,成熟期考察有效穗数、每穗粒数、单株产量、结实率、千粒重、粒长、粒宽和粒厚等产量相关性状。运用Windows QTL Cartographer 2.5检测产量相关性状QTL,运用QTL Network 2.2检测QTL与环境互作效应。【结果】构建的连锁图谱共包含163对SSR标记,73%的标记父母本基因型比例符合1﹕1理论分离比,23%标记显著偏分离,主要偏向父本中嘉早17,图谱总图距约1 479.4 cM,标记间平均距离约为9.08 c M。3个环境下共检测到46个QTL,分布于除第11染色体外的其他染色体上,贡献率变幅为3.78%—25.45%。共有10个QTL在3个环境下能被重复检测到,分别是控制有效穗数的qEP1、qEP2、qEP4a,控制每穗粒数的qNGPE1、qNGPE7,控制结实率的q SRT7,控制千粒重的q TGW2,控制粒长的qGL3和qGL9,控制粒宽的q GW2b;其中qEP1、qEP2、qNGPE7、qTGW2和q GW2b的增效等位来自亲本日本晴;而qEP4a、qNGPE1、qSRT7、qGL3和qGL9的增效等位来自亲本中嘉早17;除此之外,所检测到的每穗粒数、结实率、粒长和单株产量QTL中大部分增效等位基因均来自中嘉早17。产量性状与环境互作分析显示,控制每穗粒数qNGPE1和qNGPE7、控制结实率的q SRT1a和q SRT7、控制单株产量的q YPP1和q YPP7等6个QTL与环境互作效应显著或极显著。此外,在第1、2、7染色体某区段多个与产量相关的QTL成簇分布。【结论】以日本晴×中嘉早17构建的重组自交系群体连锁图谱具有丰富的多态性标记,覆盖水稻基因组的93.64%,可较好地满足水稻重要农艺性状QTL定位要求。利用该套群体检测到多个产量相关性状QTL,其中,多数控制每穗粒数、结实率、粒长和单株产量的QTL的增效等位基因均来自中嘉早17。该结果与中嘉早17的每穗粒数、结实率、单株产量、千粒重和粒长等性状显著明显优于日本晴的结果一致,这些产量增效QTL可能是中嘉早17高产、稳产的遗传基础。     

大豆农艺性状的QTL分析(摘要)(英文)

[目的]分析大豆农艺性状的QTL,为探讨大豆的遗传机制及进行遗传育种提供参考。[方法]以栽培大豆"合丰25"为母本和半野生大豆"新民6号"为父本杂交得到的122个F8代重组自交系为试材,应用复合区间作图法对蛋白质含量、脂肪含量、产量、百粒重、生育期5个数量性状进行QTL定位和遗传效应分析。蛋白质、脂肪含量均使用近红外谷物分析仪测定。[结果]控制蛋白质含量、脂肪含量、产量、百粒重、生育期性状的4、4、1、2、5个共16个QTL位点,遗传贡献率在7.4%～33.7%。其中,遗传贡献率较大的主效QTL有分别位于I连锁群上Satt562-Sat_219、Sat_219-Satt496、Sat_219-Satt496区间的3个控制蛋白质含量的QTL位点,其遗传贡献率分别为29.15%、33.70%和31.67%,且均为来自母本合丰25的加效基因,还有位于O连锁群上Satt477-Satt331、Satt331-Satt153区间的2个控制生育期QTL位点,其遗传贡献率分别为24.69%和24.96%,也是来自母本合丰25的加效基因。另外,6个分别距M连锁群Satt175(蛋白质)、A1连锁群Satt684(油分)、F连锁群Satt348(油分)、J连锁群Sat_412(油分)、C1连锁群Sat_416(百粒重)、C1连锁群Sat_416(生育期)标记仅有0.01cm的QTL位点。[结论]定位了影响蛋白质含量、油分含量、产量、百粒重和生育期5个重要农艺性状的QTL位点。     

大豆γ-生育酚的混合遗传分析与QTL定位

【目的】通过对大豆γ-生育酚进行混合遗传和QTL定位分析,了解其遗传机制,定位其主效QTL,为高γ-生育酚含量大豆品种的选育奠定基础。【方法】以栽培大豆晋豆23为母本,以山西农家品种大豆灰布支黑豆为父本杂交衍生的重组自交系作为供试群体构建遗传图谱。图谱全长2 047.6 cM,平均图距8.8 cM,包括227个SSR标记,232个标记位点。重组自交系试验群体及亲本材料分别于2011年、2012年和2015年夏季在河南省农业科学院原阳试验基地种植,冬季在海南省三亚南繁试验基地种植。田间试验采取随机区组设计,2次重复。从6个环境中每个家系选取15.00 g籽粒饱满,大小一致的大豆种子,利用高效液相色谱法定性、定量测定样品中的γ-生育酚含量。采用主基因+多基因混合遗传分离分析法,对大豆γ-生育酚含量进行混合遗传分析;采用WinQTLCart2.5复合区间作图法,对大豆γ-生育酚含量进行QTL定位分析。【结果】主基因+多基因混合遗传分析表明,γ-生育酚受2对重叠作用主基因×加性多基因控制。遗传基因分布在双亲中。三亚试验数据检测出2对主基因间上位性效应值为0.4010—0.5169和多基因的加性...     

不同氮水平下玉米苗期生长性状及成熟期产量的QTL定位

 【目的】研究玉米苗期氮素利用效率相关性状与成熟期产量之间的遗传关系。【方法】以优良杂交种豫玉22两亲本Z3和87-1为基础构建的一套F8家系的RIL群体为研究材料,在高、低氮两种条件下,通过苗期水培试验和成熟期田间试验,利用复合区间作图法对玉米苗期地上部干重、根干重、总根长、根冠比以及成熟期产量性状进行了QTL定位。【结果】利用Windows QTL Cartographer 2.5 软件,在LOD＞2.5条件下共定位到22个QTL位点,其中高氮下定位到10个QTL,低氮下定位到12个QTL,两种氮水平下共位或紧密连锁的QTL位点很少,表明不同氮水平下的遗传机制不同。在第5和第7染色体上发现了苗期根系相关性状与成熟期产量之间存在连锁关系。【结论】苗期根系性状对成熟期的产量形成具有重要的作用,在氮高效遗传育种中可以把苗期根系性状作为一个重要的选择指标。     

基于高密度遗传图谱定位水稻籽粒大小相关性状QTL

【目的】通过对水稻籽粒大小相关性状进行QTL定位及候选基因的筛选,为水稻籽粒大小相关基因的精细定位、克隆及基因功能等研究奠定基础。【方法】以籼稻品种特华占搭载高空气球空间诱变后产生的特异矮秆突变体CHA-1为母本,以籼稻品种航恢7号搭载"神州八号"飞船经空间诱变后筛选出的突变体H335为父本杂交衍生出的275个RIL群体作为供试材料,利用GBS测序技术构建高密度遗传图谱,RIL群体及亲本分别于2017年早季和2017年晚季在华南农业大学实验教学基地种植。成熟收获后通过扫描仪获取水稻籽粒图像,利用SmartGrain软件获取籽粒大小相关性状表型数据。采用QTL IciMapping v 4.0软件基于完备复合区间作图法,对水稻籽粒大小相关性状进行QTL定位。【结果】构建的高密度遗传图谱包含2 498个Bin标记,总图距2 371.84cM,标记间平均遗传图距为0.95 cM。两季共检测到26个籽粒大小相关QTL,分布于第1、2、3、4、7和9染色体上,单一QTL贡献率为0.16%—14.41%。在第1、2、3、7染色体上检测到5个QTL簇(qGS1、qGS2、qGS3-1、qGS3-2和...     

玉米QR-001/QS-001组合F_2群体SSR连锁图谱构建

以自育的高抗玉米粗缩病自交系QR-001为母本、高感自交系QS-001为父本,配制了包含281个单株的F2分离群体为作图群体。选用在玉米基因组中均匀分布的1 028对SSR引物在双亲间进行多态性引物的筛选,共检测到110个可以鉴别F2群体各单株标记基因型的SSR多态性标记。借助QTL IciMapping Version 3.3软件构建了较好覆盖玉米10条染色体的分子标记连锁图谱,图谱总长度为1 343.2 cM,标记间平均距离为10.3 cM。其中1个分子标记(bnlg161)不与连锁群连锁。所建连锁群中有26.6%的SSR分子标记发生偏分离。该图谱的构建为玉米抗粗缩病QTL定位、分子标记辅助选择和分子设计抗病育种等研究奠定了基础。     

多环境下玉米保绿相关性状遗传位点的挖掘

【目的】功能性保绿通常被认为是包括玉米在内的主要作物品种的理想性状。挖掘新的控制玉米保绿相关位点和候选基因,为玉米保绿遗传研究提供理论基础。【方法】以150份由许178和K12组配的重组自交系（recombinant inbred lines,RIL）群体为材料,通过Windows QTL Cartographer V2.5的复合区间作图法（composite interval mapping,CIM）对3个保绿相关性状（保绿度（visual stay green,VSG）、吐丝期绿叶数（green leaf number at silking stage,GLNS）和成熟期绿叶数（green leaf number at mature stage,GLNM））进行QTL定位。同时,以139份自然材料组成的关联群体为材料,基于混合线性模型（mixed linear model,MLM）,结合50 790个高质量SNP标记,对这3个性状进行全基因组关联分析（genome-wide association study,GWAS）。【结果】基于CIM,利用单环境下的表型值和最佳线性无偏估计值（best linear unbiased prediction,BLUP）对GLNM、GLNS和VSG进行定位,共检测到37个QTL,分布在除第10染色体以外的其他染色体上,LOD范围为2.58—11.36,表型贡献率为4.34%—22.40%。GLNM、GLNS和VSG性状分别检测到14、12和11个位点。其中,4个遗传稳定的QTL（qGLNS2-1、qVSG1-1、qVSG1-2和qVSG7-1）,在3个及以上不同单环境中同时被检测到。利用MLM对保绿相关性状进行全基因组关联分析,共检测到44个超过阈值线的显著SNP,根据SNP标记在B73参考基因组的物理位置,发现共有15个位点落在连锁分析定位到的QTL区间内。【结论】通过QTL定位和全基因组关联分析共同检测到4个遗传稳定的共定位遗传区段（对应的B73参考基因组V4版物理位置区间为第1染色体6.2—8.2 Mb、第2染色体209.1—221.4 Mb、第6染色体96.8—102.1 Mb、第7染色体4.9—11.4 Mb）,并挖掘到4个与光合作用和抗逆相关的候选基因（Zm00001d006119、Zm00001d018975、Zm00001d006535和Zm00001d036763）。     

小麦光温敏雄性不育系BS366抽穗期的QTL分析

[目的]对小麦光温敏不育系BS366的抽穗期进行QTL分析,为BS366的品种改良和标记辅助育种奠定基础。[方法]以小麦光温敏雄性不育系BS366和常规品种Baiyu149杂交得到的234个DH（doubled haploid）株系为材料,于2007～2008年分别种植于北京海淀和安徽阜南试验田,采用复合区间作图法,对抽穗期进行QTL分析。[结果]共检测到15个抽穗期QTL,在两地都检测到的QTL有8个,分别位于染色体1B、2A、2D、3B（2个）、6B（2个）和7B,单个QTL的贡献率为2.42%～10.98%。[结论]在1B染色体上新发现了一个抽穗期QTL,丰富了QTL资源。在两地都检测到的8个QTL,可用于小麦光温敏雄性不育系BS366抽穗期的改良和标记辅助育种。     

水稻产量性状杂种优势的QTL定位

 【目的】利用QTL定位方法检测水稻产量性状杂种优势QTL,并解释杂种优势产生的可能分子机理。【方法】利用重组自交系与亲本协青早B构建BC1杂种群体,通过两地重复试验,以中亲优势考察6个产量性状的杂种优势表型,利用Windows QTL Cartographer 2.5的复合区间作图法检测其QTL。【结果】多数产量性状均表现出较强的杂种优势。在两地试验中,共检测到20个产量性状杂种优势QTL,分布在水稻第2、3、6、7、8、10等6条染色体上,包括3个控制单株产量杂种优势的QTL、2个控制单株穗数杂种优势的QTL、6个控制每穗总粒数杂种优势的QTL、4个控制每穗实粒数杂种优势的QTL、4个控制结实率杂种优势的QTL和1个控制千粒重杂种优势的QTL。单个QTL对群体性状表型变异的贡献率为4.90%—12.85%。【结论】检测到控制6个产量性状杂种优势的20个QTL,其中qHNP-3、qHTNSP-7、qHNFGP-7、qHSF-7、qHTGWT-3 5个QTL在两地试验中稳定表达;检测到的20个杂种优势QTL中,有13个与在RIL群体中检测到的QTL重叠,重叠率达65%,因此,认为来自纯系的产量性状加性效应对杂种优势产生具有重要贡献。     

小麦容重QTL定位

为定位控制小麦容重的QTL位点,并获得与重要位点连锁的分子标记,以含有302个家系的重组自交系群体(RIL)WL为材料,在3个环境中,用完备区间作图软件IciMapping v3.0对小麦容重QTL进行定位分析。共检测到14个控制容重的加性QTL位点,分别位于1B、2A、4A、4B、5B、6B、7A和7B染色体上,单个QTL可解释籽粒容重变异的3.63%~16.15%。其中,QTw-WL-4A和QTw-WL-7B.2均可在E2和平均环境中被检测到,可分别解释籽粒容重变异的4.86%、3.83%和11.81%、5.57%。其中,有4个在单个环境中可以解释超过10%的表型变异。增效位点有的来源于父本,有的来源于母本。