大豆育成品种农艺性状QTL与SSR标记的关联分析

利用85个SSR标记,对大豆育成品种群体(190份代表性材料)的基因组进行扫描,在检测群体结构基础上搜索连锁不平衡位点,并采用TASSEL软件的GLM方法对11个大豆农艺性状QTL进行关联分析。结果表明：(1) 在公共图谱上共线性或非共线性的SSR位点组合均广泛存在连锁不平衡(LD),但不平衡程度D′>0.5的组合数只占总位点组合的1.71%,共线位点D′值随遗传距离衰减较快;(2) SSR数据遗传结构分析表明,育成品种群体由7个亚群体组成,矫正后全群体共有45个位点累计136个位点(次)与11个大豆农艺性状QTL关联,其中22个位点(次)与家系连锁定位的QTL区间相重,有43个位点(次) 2年重复出现;(3) 一些标记同时与2个或多个性状关联,可能是性状相关或一因多效的遗传基础;(4) 育成品种群体关联位点与地方品种群体和野生群体只有少数相同,群体间育种性状的遗传结构有相当大差异;(5) 发掘出农艺性状优异等位变异及其载体品种,包括增效最大的产量等位变异Satt347-300 (+932 kg hm^-2,中豆26),生物量等位变异Satt365-294(+3 123 kg hm^-2,黄毛豆),蛋白质含量等位变异Be475343-198 (+0.41%,淮豆4号),脂肪含量等位变异Satt150-273 (+2.32%,科丰15)等。在此基础上作了设计育种的探讨。     

柱花草重要性状与SSR、SRAP分子标记的关联分析

为了寻找与柱花草重要性状相关联的分子标记,本研究以20份柱花草品种(系)为对象,进行了株高等5个农艺性状和粗蛋白等8个品质性状的观测分析。在分析遗传多样性和群体结构的基础上,将品种间差异显著的11个性状与SSR、SRAP标记进行关联分析。结果表明,共有14个SSR标记与5个性状相关联,有16个SRAP标记与4个性状相关联。其中,1个SSR标记、15个SRAP标记与鲜重相关联;12个SSR标记和1个SRAP标记与株高相关联;12个SSR标记、1个SRAP标记与茎粗相关联;11个SRAP标记与粗蛋白含量相关联,分别只有1个SSR标记与叶宽、粗灰分含量相关联。关联分析能够有效地找到与部分性状相关联的标记,为柱花草种质鉴定、杂交育种及分子育种实践提供依据。     

大豆关联重组自交系群体蛋白质、油分含量的QTL分析

大豆是食用植物蛋白质和油脂的主要来源,提高大豆蛋白质和油分含量是主要的育种目标,与传统育种相比,利用分子标记定位QTL辅助育种,在实用价值和理论意义上都对大豆育种具有十分重要的价值。利用蛋白质与油分含量差异较大的大豆亲本东农L13和合农60、黑河36,分别构建了以东农L13为共同亲本的2个重组自交系群体RIL3613(东农L13×黑河36)和RIL6013(东农L13×合农60),分别包含134,156个株系;利用3个生态环境下数据对大豆蛋白含量和油分含量进行了表型数据分析,分别利用150,137个SSR标记构建遗传图谱,采用完备区间作图法(ICIM),对3个环境下的油分和蛋白质含量进行了QTL定位。通过对表型数据的分析,2个RIL群体的蛋白质与油分含量在基因型间或不同环境条件下的差异均达极显著水平,且基因型与环境间存在极显著的互作效应。2个群体中,共检测到8个蛋白质含量QTL,分布于7个连锁群上;共检测出5个控制油分含量的QTL,分布于5个连锁群上,有1个油分含量的QTL在2个种植环境下重复检测到。在定位的QTL中,7个蛋白质含量相关的QTL和3个油分含量相关的QTL与前人研究一致,另外3个QTL(qPro-G-1、qOil-C1-1、qOil-H-1)是本研究新发现的,是本研究遗传背景特有的QTL。研究结果对大豆品质性状的分子设计育种具有重要意义。     

大豆籽粒蛋白质含量相关QTL定位研究进展

籽粒蛋白质含量是大豆品质性状改良的主要目标之一。笔者介绍了大豆遗传图谱的构建与基因组测序发展历程,从基于分离群体的连锁分析和基于自然群体的关联分析两方面阐述了大豆籽粒蛋白质含量QTL定位研究进展,进而讨论了大豆蛋白质含量MAS育种存在的问题,最后展望了大豆蛋白质含量分子遗传改良的研究趋势。以期为大豆高蛋白育种提供参考。     

引进陆地棉种质材料纤维品质及农艺性状关联分析

引进陆地棉(Gossypium hirsutum)种质材料的性状-标记关联分析是发掘其优异基因并在分子标记辅助育种中使用的科学依据。本研究利用199个SSR标记和42个In Del标记对94份国外陆地棉种质材料和27份新疆本地品种的纤维品质和农艺学性状进行全基因组关联分析。遗传结构和Neighbor-Join聚类分析将陆地棉种质群体划分为2个亚群,连锁不平衡分析发现有9.42%的位点组合存在LD(p0.01,r2≥0.05);基于混合线性模型的关联分析结果显示,能够同时在2个播期检测到的与6个纤维品质性状、4个产量性状和4个农艺性状显著关联的标记位点分别有18个、10个和5个,平均表型变异解释率分别为6.06%(1.17%~13.86%)、4.62%(1.18%~15.28%)和6.75%(1.87%~9.98%)。上述关联位点中共检测到188个等位变异,其中表型效应值大于0.6的优异等位变异有12个。研究结果可进一步用于分子辅助育种,并为基因精细定位提供参考资料。     

薏苡农艺性状与SRAP标记的关联分析

为寻找与薏苡农艺性状相关联的分子标记,在分析遗传多样性和群体结构的基础上,本研究通过对浏阳、耘园、桃源等试验基地82份薏苡种质资源的7个农艺性状数据和SRAP分子标记进行关联分析,发现有15对引物与薏苡7个农艺性状显著关联,它们的变异解释率范围在6.75%～18.64%之间。其中引物me8/em8与3个试验基地的薏苡千粒重极显著相关联;引物me2/em6与2个试验基地的薏苡性状粒宽和主茎茎粗显著相关联;引物me1/em7与2个试验基地的薏苡性状千粒重显著相关联。研究结果为薏苡分子标记辅助育种提供理论依据。     

茄子种质资源苗期耐涝性与SSR标记的关联分析

本研究对219份茄子种植资源进行耐涝性鉴定,获得了219份材料的耐涝表型数据。用196个SSR标记对219份茄子种质资源基因组进行扫描,分析219份茄子材料的群体结构及亲缘关系,并采用TASSEL软件的一般线性模型(GLM)方法对标记与性状进行关联分析。最终得到了219份茄子材料的群体结构、亲缘关系以及与茄子耐涝性紧密关联的27个分子标记,为茄子耐涝分子标记辅助育种提供一定参考。     

陆地棉产量及农艺性状的SSR标记关联分析

【目的】挖掘与陆地棉产量和重要农艺性状密切关联的分子标记,为棉花分子标记辅助育种提供依据。【方法】本研究以147份陆地棉材料为供试群体,分别调查了7个环境下该群体的铃重和衣分数据,3个环境下的单株果枝数、单株铃数和株高数据。利用237对SSR标记对上述材料进行基因型检测,采用Tassel 2.1中的一般线性模型程序对上述5个性状进行关联分析。【结果】铃重、衣分、单株果枝数、单株铃数和株高的平均变异系数的变幅为7.28%～21.06%,平均值为13.47%。这表明供试群体具有较为丰富的表型多样性。237个标记在147份陆地棉中共检测到281个多态性位点,各位点上等位基因数的范围为2～6个,涉及690个等位基因,平均每个位点2.455 0个;多态性信息含量平均值为0.216 5;Structure2.2群体结构分析将147份供试材料划分为7个亚群;在3个及以上环境检测到的与铃重和衣分显著关联的标记位点分别有45个和1个,解释表型变异率在不同环境中最高分别达19.30%和11.58%(P0.01);在2个及以上环境检测到与单株果枝数、单株铃数和株高显著关联的标记位点分别有1、4和4个,表型变异解释率在不同环境中分别最高达9.96%、7.00%和5.75%,在BNL2448附近同时检测到与铃重、单株果枝数和株高显著关联的位点。【结论】通过关联分析挖掘了多个可重复检测到的与陆地棉产量及重要农艺性状关联的分子标记位点,此研究结果可为棉花高产育种分子辅助选择提供有益参考。     

亚洲地区中、外大豆品种幼苗期耐淹性与SSR标记的关联分析

利用自然群体进行关联分析是检测目标性状QTL、揭示其遗传基础的有效方法。对国内黄淮和南方地区和东亚、东南亚、南亚291份大豆品种幼苗期耐淹性和64个SSR标记的关联分析结果表明,整个群体由国内和国外2个不同的亚群体组成,2个亚群均存在连锁不平衡。在群体1(国内)中分别检测到相对死苗率、相对失绿率、相对萎蔫率的关联位点3、7和12个,群体2(国外)中相应位点6、3和5个;多个位点兼与2个或者3个耐淹性状关联;部分关联位点与连锁定位结果一致。在2个群体中分别筛选出3个耐淹性状减效最大(最耐淹)的优异等位变异24个和22个。相对死苗率优异等位变异在黄淮、南方地区5个主要系谱中分布不同,育种轮次间有波动。结合基因型和耐性表现,从国内材料中优选出合豆2号、黔豆3号、诱变31、南农493-1,从国外材料中优选出PI208432、PI377576、PI481690等耐淹载体材料,为耐淹育种奠定材料和标记辅助选择育种的基础。     

基于SSR的四川花生遗传多样性分析

[目的]研究旨在了解四川花生资源的遗传多样性及表型性状与分子标记的关联分析,为花生分子育种及资源库构建提供理论依据。[方法]鉴定分析57份不同来源花生资源材料的4个农艺性状及4个品质性状,并利用SSR标记研究57份花生材料的遗传多样性,对SSR标记与表型性状进行聚类及关联分析。[结果]表型性状鉴定结果显示花生资源的8个性状中,6个变异较大、多样性较好。67对SSR引物中,有效引物39对,获得多态性条带53条,平均每个引物扩增1.36条,平均Nei"s 基因多样性0.2288、平均Shannon"s 指数0.3695,最远遗传距离为0.51。SSR分子标记聚类分析将57份资源聚为2大类群,GLM分析发现多个与蛋白质含量、株高、含糖量的关联标记。[结论]研究结果表明,四川不同区域间花生遗传多样性较丰富,品种类型单一,聚类及关联分析结果可为四川花生突破性新品种选育的亲本选择提供提供重要参考。     

陆地棉种质资源抗旱性状的关联分析

干旱是导致全世界棉花严重减产、纤维品质下降的重要因素,因此获得高产、优质、耐旱的棉花新品种一直是棉花的育种目标。本研究选取217份陆地棉栽培种组成的自然群体为研究对象,采用全生育期处理组灌水量为对照组50%的干旱胁迫处理,并在处理后期对217份材料的株高、衣分、单铃重等18个性状进行2年2点的表型鉴定,干旱胁迫后,群体间响应差异明显,多个表型性状在对照和处理间表现显著差异。通过BLUP分析表型数据并计算各性状的抗旱系数;全基因组范围选取的214对多态性SSR分子标记扫描群体,共检测到393个多态性位点,基因多样性系数平均值为0.402,范围为0.072～0.631, PIC值平均为0.329,范围为0.070～0.560;群体结构分析表明,该群体可分为2个亚群。用上述SSR标记分别对18个性状的抗旱系数进行关联分析,共关联到76个极显著位点(P<0.01),表型变异解释率为2.930%～7.218%,其中共有14个标记位点能同时被2种或以上性状检测到。研究结果可为后期棉花杂交育种亲本选择及抗旱分子标记辅助育种提供理论基础及参考依据。     

大豆油分相关分子标记的实用性分析与验证

2013年从各地收集到不同生态类型高油大豆品种37份、低油大豆品种11份,以此为材料对已经定位的19对SSR分子标记进行实用性验证研究,进而筛选实用分子标记和带有重要标记的育种材料,寻求分子标记辅助育种技术突破。参试样品DNA经PCR扩增和9%聚丙烯酞胺凝胶电泳,然后统计每个SSR位点带型,最后采用SPSS软件作方差分析。结果选出2个与高油相关的实用性标记,分别为Sattl62和GNE165,Sattl62是最理想的高油分子辅助育种可实用标记。可以被1个或2个标记检出的高油材料有35份(高油材料共37份),检出率高达94.6%。该试验结果表明Sattl62和GNE165联合检则可以应用于分子标记辅助育种高油育种实践。     

中国栽培和野生大豆农艺品质性状与SSR标记的关联分析 I. 群体结构及关联标记

关联作图是一种利用连锁不平衡(linkage disequilibrium, LD)检测自然群体中基因位点及其等位变异的方法。利用60个SSR标记, 对全国大豆地方品种群体(393份代表性材料)和野生大豆群体(196份代表性材料)的基因组变异进行扫描, 分析两类群体的连锁不平衡位点、群体结构, 并采用TASSEL软件的GLM (general linear model)方法对16个农艺、品质性状观测值进行标记与性状的关联分析。结果表明: (1)在公共图谱上不论共线性的或是非共线性的SSR位点组合都有一定程度的LD, 说明历史上发生过连锁群间的重组; 栽培群体的连锁不平衡成对位点数较野生群体多, 但野生群体位点间连锁不平衡程度高, 随距离的衰减慢。(2) 群体SSR数据遗传结构分析发现, 栽培群体和野生群体分别由9和4个亚群体组成, 亚群的划分与群体地理生态类型相关联, 证实地理生态类型划分有其遗传基础。(3) 栽培群体中累计有27个位点与性状相关; 野生大豆种质中累计有34个位点与性状相关。部分标记在两类群体中都表现与同一性状关联, 检出的位点有一致性, 也有互补性; 一些标记同时与2个或多个性状相关联, 可能是性状相关乃至一因多效的遗传基础; 关联位点中累计有24位点(次)与遗传群体连锁分析定位的QTL一致。     

甜叶菊重要农艺性状关联分析

为挖掘与甜叶菊重要农艺性状显著相关标记,利用相关标记辅助甜叶菊育种。本研究对93份甜叶菊种质材料11个重要农艺性状描述性统计,并利用58对EST-SSR引物对其扩增,群体遗传结构分析,基于以上分析采用Tassel 5.0的GLM (generalized linear model)模型进行EST-SSR标记与甜叶菊11个重要农艺性状的关联分析。分析检测到10个标记与6个农艺性状极显著相关,各标记对表型变异的解释率范围为0.071 6～0.189 3,部分标记与2～3个农艺性状极显著关联。     

基于重测序的杨梅InDel标记开发与果实性状关联分析

基于杨梅(Myrica rubar Sieb. et Zucc.)重测序数据,开发了覆盖基因组的InDel标记,以10份种质资源为试验材料进行了果实性状统计分析、群体结构与聚类分析、关联分析与基因预测。结果显示:10个果实外观性状中变异系数在0.64%～7.13%之间,13个果实品质性状中变异系数在2.05%～12.09%之间,总酸变异系数最大,试材表型变异范围较大;92个InDel标记在10份种质中均具有多态性,共扩增出293个位点,平均每个标记检测到等位变异位点3.18个;群体结构与聚类分析表明,试材可分为2个亚群,分别是以‘荸荠种’和‘东魁’为代表材料的亚群,并且3个优株均与代表材料间存在核苷酸差异;关联分析发现,24个InDel标记关联到22个性状和77个位点,其中2个标记与6个性状关联,5个标记与4个性状关联,说明在杨梅中也普遍存在不同性状的连锁遗传现象;通过对关联基因预测,共检测到5个相关功能的候选基因。本研究中开发的高质量InDel标记为杨梅种质遗传多样性分析提供鉴定基础,筛选到的候选基因为分子辅助育种提供了理论依据。     

陆地棉SSR标记遗传多样性及其与农艺性状的关联分析

分析陆地棉栽培种遗传多样性,通过关联分析寻找与棉花农艺性状相关联的分子标记,为分子标记辅助选择育种和提高棉花育种效率奠定基础。本文采用74个Simple sequence repeat(SSR)标记对172份陆地棉栽培种的基因组变异进行扫描,使用NTSYS-pc 2.20进行聚类,分析该群体遗传多样性;利用Structure 2.3.4软件分析群体结构,在此基础上结合田间表型数据,采用Tassel 2.1的一般线性模型(General linear model,GLM)进行关联分析,定位与农艺性状相关的QTLs。74个标记共检测到148个多态性位点,涉及246个等位变异,变异范围2~7个,平均等位变异数为3.32;引物的多态性信息含量(PIC)为0.0281~0.3733,平均值为0.2370;遗传相似系数变异在0.2816~1,平均值为0.5369,平均遗传相似系数为0.5369,表明我国陆地棉遗传基础狭窄,尽管国外及西北内陆棉区部分材料具有较丰富的遗传变异。聚类分析将该群体划分为12个亚群,不同棉区的材料交叉分布,且聚类结果基本与系谱吻合。群体结构分析却将172份供试材料划分为3个亚群;通过关联分析,发现30个位点与铃重、衣分、黄萎病抗性显著相关(P0.05),各位点对表型变异贡献率为2.24%~5.27%。     

半野生棉棉仁含油量与SSR标记的关联分析

为探究半野生棉群体材料的遗传变异和群体结构,挖掘与含油量相关的标记位点,利用215对SSR引物,对89份半野生棉自然群体进行遗传多样性、群体结构和亲缘关系分析,并进行棉仁含油量性状与标记的关联分析。结果表明,位点多态信息含量(PIC)为0.0222~0.7390,平均为0.3452;基因型多样性(H′)介于0.0616~1.4412,平均为0.5614。群体结构分析将89份材料分为2个亚群,群体结构简单,遗传变异比较丰富,可以用于半野生棉目标性状的关联分析。应用关联分析,在3个年份环境下重复检测出12个与棉仁含油量显著相关的位点(P0.05),这12个位点可能与含油量性状存在稳定的关联,可为棉仁含油量性状的分子标记辅助选择提供依据,为开展半野生棉其它性状的关联分析提供参考。阔叶棉141平均棉仁含油量为41.90%,为高油份含量品种的遗传改良提供理想材料。     

基于两个陆地棉低世代群体定位纤维品质相关QTL

【目的】定位棉花纤维品质性状相关的数量性状位点(Quantitative trait locus,QTL)。【方法】以陆地棉高强纤维品系中棉所679和纤维品质一般的农垦5号为亲本构建包含200个单株的F2群体及对应的F2:3家系群体,对2个群体的纤维长度、断裂比强度等5个纤维品质性状进行检测。用6 688对简单重复序列(Simple sequence repeat, SSR)引物在双亲间筛选,得到149对多态性引物,以F2为作图群体,使用QTL IciMapping软件进行连锁图谱构建,并对F2及F2:3群体进行QTL定位。【结果】根据F2群体基因型信息构建了1张包含119个标记、28个连锁群、总长为1 173.5 cM(centiMorgan)的遗传连锁图谱。分别在F_2、F2:3群体中检测到9个和11个与纤维品质性状相关的QTLs,这些QTLs分布在11个连锁群上。其中F2群体的qFL-D11-1、q BT-D11-1与F2:3群体的qFL-D11-1、q MIC-D11-1均定位在标记DPL0062与HAU0423之间,推测这些位点可能是控制纤维品质性状的重要QTL。【结论】利用多个群体进行QTL定位有益于发现稳定的QTL位点,控制纤维品质性状的基因可能成簇存在,为挖掘纤维品质性状相关基因及分子标记辅助育种奠定基础。     

基于两个陆地棉低世代群体定位纤维品质相关QTL

【目的】定位棉花纤维品质性状相关的数量性状位点(Quantitative trait locus,QTL)。【方法】以陆地棉高强纤维品系中棉所679和纤维品质一般的农垦5号为亲本构建包含200个单株的F2群体及对应的F2:3家系群体,对2个群体的纤维长度、断裂比强度等5个纤维品质性状进行检测。用6 688对简单重复序列(Simple sequence repeat, SSR)引物在双亲间筛选,得到149对多态性引物,以F2为作图群体,使用QTL IciMapping软件进行连锁图谱构建,并对F2及F2:3群体进行QTL定位。【结果】根据F2群体基因型信息构建了1张包含119个标记、28个连锁群、总长为1 173.5 cM(centiMorgan)的遗传连锁图谱。分别在F_2、F2:3群体中检测到9个和11个与纤维品质性状相关的QTLs,这些QTLs分布在11个连锁群上。其中F2群体的qFL-D11-1、q BT-D11-1与F2:3群体的qFL-D11-1、q MIC-D11-1均定位在标记DPL0062与HAU0423之间,推测这些位点可能是控制纤维品质性状的重要QTL。【结论】利用多个群体进行QTL定位有益于发现稳定的QTL位点,控制纤维品质性状的基因可能成簇存在,为挖掘纤维品质性状相关基因及分子标记辅助育种奠定基础。     

大豆遗传群体选择与品质QTL的获得

本文以高油品种哈交97-5404-1为母本,以哈交99-5448-4为父本,建立重组自交系群体.应用SSR技术,对不同世代F2∶3,F2∶6、F2∶9遗传群体中的油份QTL定位进行了分析,不同世代大豆分离遗传群体中油份含量均接近于正态分布,油份含量性状表达偏向于母本哈交97-5404-1,F2∶3代获得了对油份贡献率较高的QTL,F2∶9代则获多个与油份相关的QTL,大豆F2∶3和F2∶9代的遗传群体适宜用做品质性状的QTL定位,不同世代定位的油份QTL,均与SSR位点Satt193有关,通过对来自全国不同品种的SSR进行了分析和方差分析证实,Satt193在第一等位变异下(即DNA片段长度为270 bp)做为油份的筛选标记具有实用性,而在第三等位变异下(即DNA片段长度为220 bp)做为蛋白质材料的筛选标记具有应用性.