棉花重要数量性状基因定位研究进展

棉花是重要的经济作物,是天然纤维的主要来源之一,也是优质蛋白和食用油的潜在资源。通过各种分子标记技术和数量性状基因(quantitative trait loci, QTL)的定位方法将控制棉花数量性状的基因定位到相应的遗传连锁图谱或染色体上,为研究棉花诸多QTL的图位克隆、抗性机制的遗传揭示、分子标记辅助选择(molecular marker-assisted selection, MAS)、有利基因的定向转移及基因聚合育种等奠定了坚实的基础。综述了近年来棉花重要QTLs定位研究的最新进展,并对研究中存在的主要问题进行了分析和展望。     

大豆重组自交系群体异黄酮含量QTL连锁定位与关联定位的比较研究

【目的】异黄酮是大豆等豆类植物中富含的一类次生代谢产物,对食品和保健产业有重要作用。大豆籽粒可分离出12种异黄酮组分,可归为三大类:大豆苷类异黄酮、染料木苷类异黄酮和黄豆苷类异黄酮。通过鉴定大豆籽粒异黄酮总含量及3个组分含量性状的加性及上位性QTL,进而全面解析其复杂的遗传构成。【方法】利用先进2号和赶泰2-2双亲衍生的大豆重组自交系群体NJRSXG,在5个环境下测定4个异黄酮含量性状:异黄酮总含量(total isoflavone content,SIFC)、大豆苷类异黄酮总含量(total daidzin group content,TDC)、染料木苷类异黄酮总含量(total genistin group content,TGC)和黄豆苷类异黄酮总含量(total glycitin group content,TGLC)。选用混合模型复合区间作图法(mixed-model-based composite interval mapping,MCIM)和限制性两阶段多位点全基因组关联分析方法(restricted two-stage multi-locus genome-wide a...     

QTL作图主要统计方法及主要作图群体

 系统而简要的介绍了数量性状基因位点作图（QTL作图）及其主要方法、计算机软件及相应作图群体等。QTL作图的主要统计分析方法有采用t-检验、方差分析、回归分析等方法的单标记分析方法,基于两个侧连标记的区间作图法和复合区间作图法,以及近几年由KAO 和ZENG利用Cockerham模型发展起来的多重区间作图法等。分别介绍了QTL作图的主要作图群体如回交,F₂,DH,RIL等,并对这几种作图群体进行了比较。     

水稻数量性状(QTL)定位主要作图群体及统计方法概述

水稻许多重要的性状是由多基因控制的数量性状,因此数量性状的研究对促进水稻高产、抗病、质优具有重要意义。分子生物技术的迅速发展和QTL定位方法的日趋完善,为水稻数量性状的研究提供了基础。综述了QTL定位的原理、定位群体和常用的方法,并对目前水稻数量性状QTL定位存在的问题和发展前景进行了探讨。     

复杂数量性状的遗传分析及功能作图

大多数重要的生物学、生化和农学性状是数量性状,受1个基因网络控制,且易受环境因素影响。近20年来,随着统计学和分子生物学的迅猛发展,对数量性状的研究也逐渐深入,提出了很多研究方法。文中综述了QTLs的检测方法进展,评价了各种方法的优劣,着重介绍了目前国际上最新提出的多维数量性状的研究方法———功能作图的思想。     

棉花数量性状遗传与QTL定位研究进展

棉花许多重要的性状多为数量性状。现代分子生物技术的发展为植物数量性状基因的定位、分离等研究提供了条件。从数量性状基因座(QTL)作图群体类型及其特点,QTL定位方法,QTL精细定位、克隆、利用等方面进行了综述,并对今后QTL研究进行了展望。     

我国棉花株型性状遗传育种研究进展

株型育种对提高棉花产量和纤维品质意义重大,是作物遗传育种的重要组成部分,因此株型遗传育种一直受育种者的关注。棉花是重要的纤维和油料作物,棉花株型育种研究已经引起重视,尚待进一步深入。本文综述棉花株型遗传育种在我国的研究进展,介绍株型性状研究的理论发展过程以及棉花株型性状遗传的主要研究内容,并对棉花株型的育种措施进行展望,旨在为棉花株型性状遗传育种研究提供参考。     

棉花耐盐碱性状的QTL定位

以感盐碱棉花品系新洋718和耐盐碱棉花品系苏研128构建的F2群体为材料,采用SSR分子标记构建了包含47个位点和16个连锁群的棉花分子遗传图谱。采用复合区间作图法对215个F2∶3家系的相对盐害率进行QTL定位,检测到6个与棉花耐盐碱性状相关的QTL,分别位于第3、5、7、7、15和19染色体上,分别解释3.23%、9.86%、5.77%、5.28%、11.31%和11.24%的表型变异。     

木薯群体重要农艺性状遗传连锁图谱和QTL分析

木薯是全球三大块根类作物之一,近年来被认为是热带地区重要的生物能源候选作物。木薯块根淀粉含量在28％～35％。生产上木薯大多数种植于瘠薄的土地上,缺乏管理,产量潜力不能够充分发挥,通过分子育种等手段提高品种淀粉生产能力和抗逆性,改良品质,提高木薯的综合利用价值,是木薯产业发展的挑战性课题。     

2种作图法对大豆蛋白含量性状QTL定位的比较研究

【目的】比较复合区间作图法(CIM)和完备区间作图法(ICIM)对大豆高蛋白含量性状QTL的定位效果,总结2种方法进行QTL作图的优缺点,为QTL作图方法的选择及分子标记辅助选择培育高蛋白含量大豆品种研究提供参考。【方法】以高油大豆品种吉农18和高蛋白大豆品种吉育47杂交后获得的F2分离群体为材料,结合2年的分子数据和表型数据,采用CIM和ICIM法对大豆蛋白含量性状进行QTL定位。【结果】利用CIM和ICIM-ADD,在连锁群12(B2+C1)和17(M)上共检测到了5个高蛋白QTL,其中ICIM-ADD检测到的QTL略多于CIM;由CIM在F2∶3家系和ICIM-ADD在F2代、F2∶3家系的检测结果可以看出,2种作图法在satt285～satt636标记区间内均检测到显著LOD,且QTL距第一个标记(satt285)的遗传距离≤5.0cM,可认为此3个QTL为同一QTL,其贡献率分别为10.87%,17.09%和17.34%,说明该QTL的稳定性较好,可在进一步的高蛋白分子辅助育种中加以利用。【结论】2种作图法各有其优缺点,在实际应用中应根据分析对象综合运用、合理选择作图方法,以最大限度地提高QTL作图的精度和效率。对研究中所定位的SSR标记,特别是稳定标记可以在今后的大豆高蛋白分子标记辅助选择育种中加以利用。     

棉花QTL定位及MAS育种进展与展望

近年来,随着现代分子生物学及统计分析方法的快速发展,育种工作者已定位了许多作物的重要性状QTLs.同时,基于QTL定位的标记辅助选择(MAS),已成为当前作物分子育种研究的热点.综述了近年来棉花重要性状包括产量、纤维品质、抗性、形态、生理、早熟性等QTL定位最新进展,以及标记辅助选择在一些性状上的初步应用,并对其发展前景进行展望.     

Genetic dissection of the grain-filling rate and related traits through linkage analysis and genome-wide association study in bread wheat

Wheat grain yield is generally sink-limited during grain filling. The grain-filling rate (GFR) plays a vital role but is poorly studied due to the difficulty of phenotype surveys. This study explored the grain-filling traits in a recombinant inbred population and wheat collection using two highly saturated genetic maps for linkage analysis and genome-wide association study (GWAS). Seventeen stable additive quantitative trait loci (QTLs) were identified on chromosomes 1B, 4B, and 5A. The linkage interval between IWB19555 and IWB56078 showed pleiotropic effects on GFR₁, GFR_max, kernel length (KL), kernel width (KW), kernel thickness (KT), and thousand kernel weight (TKW), with the phenotypic variation explained (PVE) ranging from 13.38% (KW) to 33.69% (TKW). 198 significant marker-trait associations (MTAs) were distributed across most chromosomes except for 3D and 4D. The major associated sites for GFR included IWB44469 (11.27%), IWB8156 (12.56%) and IWB24812 (14.46%). Linkage analysis suggested that IWB35850, identified through GWAS, was located in approximately the same region as QGFRmax2B.3-11, where two high-confidence candidate genes were present. Two important grain weight (GW)-related QTLs colocalized with grain-filling QTLs. The findings contribute to understanding the genetic architecture of the GFR and provide a basic approach to predict candidate genes for grain yield trait QTLs.     

A comparative study on segregation analysis and QTL mapping of quantitative traits in plants—with a case in soybean

Two approaches of genetic analysis of quantitative traits were compared with a case study on soybean. One approach was the segregation analysis developed by Gai et al. (2003), which utilized information from individuals of one or multiple segregation populations as well as that from parents based on the principles of the major-gene plus polygene inheritance model, mixture distribution, joint maximum-likelihood function, IECM (Iterated Expectation and Conditional Maximization) algorithm, and Akaike’s information criterion and goodness of fit tests. Another approach was quantitative trait locus (QTL) mapping with molecular markers. A recombinant inbred line (RIL) population with 201 families derived from (Kefeng No.1 × 1138-2) F_2:7:10 along with their parents were tested in a randomized block design experiment. The 171 RFLP, 60 SSR, and 79 AFLP molecular markers were used to mark the 201 families. The data of nine traits, i.e., number of days to flowering, number of days to maturity, plant height, number of nodes on main stem, number of pods per node, 100-seed weight, protein content, oil content, and plot yield, were analyzed with the segregation analysis procedure of RIL population with parents (Gai et al., 2003; Zhang and Gai, 2000; Zhang et al., 2001) to detect their genetic system, and those along with the molecular marker data were analyzed with WinQTL Cartographer (Basten et al., 1999; Zeng, 1993, 1994) to detect their QTL system. The results showed that both procedures could detect the main major genes or QTLs, and therefore, could be used as a mutual check and supplement. From the results that most of the traits were mainly controlled by three or four QTLs, it was impressed that the segregation analysis procedure of four major-gene plus polygene mixed inheritance model should be developed to fit the requirements. The results also showed that the QTLs of the involved traits concentrated on several linkage groups, such as C2, B1, F1, M, and N. Finally, the results showed that the experimental sample was not necessarily coincident with the theoretical population according to equality test, symmetry test, and representation test, and therefore, the sample should be checked, tested and then adjusted to fit the theoretical requirements through deleting the extra-biased families and markers.     

基于协方差估计的多因变量回归模型的多性状QTL定位研究

【目的】基于协方差估计的多因变量回归（multivariate regression with covariance estimation,MRCE）模型进行多性状QTL定位分析,为动植物数量性状基因定位提供理论参考。【方法】构建适用QTL定位的MRCE模型,设计3个模拟试验对模型进行检验,通过计算机生成基因型和2个相关性状的表型值,并用2组数据对模型进行实际应用,其中一组为水稻DH群体数据,选自qtlnetwork软件;另一组为水稻永久F₂群体数据,由珍汕97×明恢63,含有210个株系的重组自交系（RIL）群体随机交配生成,分析MRCE模型在以上2组数据多性状QTL定位中的应用效果。【结果】用MRCE模型进行QTL定位的模拟试验结果表明,遗传变异所占方差比越大,相关系数绝对值越大,遗传率越大,则功效越好,估计值越接近效应值。MRCE的QTL定位应用结果显示,从水稻DH群体中识别出8个QTL与ph6性状有关,6个QTL与ph8性状有关;从1998年水稻永久F₂群体数据中识别出3个QTL与穗粒数相关,10个QTL与粒质量相关;从1999年数据识别出3个QTL与穗粒数相关,6个QTL与粒质量相关。【结论】利用MRCE模型进行多性状QTL定位是可行的。     

水稻遗传图谱构建及粒形相关性状的QTL定位

[目的]构建水稻遗传连锁图谱,并对水稻粒形相关性状进行QTL分析,为水稻高效育种提供理论依据和育种材料.[方法]对具有极端粒形差异的两份水稻材料K1561和G1025进行杂交、自交获得F2分离群体,通过软件Map-maker/Exp 3.0构建水稻遗传连锁图谱,并利用软件QTLNetwork-2.0对2011年F2群体、2012年F2∶3家系群体的粒形相关性状数据进行相关性状的QTL定位.[结果]两个亲本的粒形性状指标差异明显,以千粒重相差最大;F2、F2∶3两个群体的相关粒形指标基本上呈连续分布状态且分布频率范围广.与F2单株相比,F2∶3家系的千粒重、粒长和粒宽的平均值更偏向于大粒亲本K1561.构建了含161对SSR标记的水稻遗传连锁图谱;共检测到18个粒形相关性状的QTL,分别分布于第1、2、3、7、9和12染色体上.其中,控制千粒重、粒长、粒宽和长宽比的QTL分别有7、5、5和1个,除qGL/GW12外,其他增效等位基因均来源于大粒亲本K1561.两个群体均能检测到的QTL有8个,分别为qTGW3、qTGW7、qTGW9.2、qTGW12、qG L1、qGL9、qGW12和qGL/GW12,其平均加性遗传力为6.04％、12.59％、6.29％、22.08％、4.86％、15.39％、22.12％和10.83％.[结论]定位获得3个效应值较大的新QTL位点qTGW12、qGL9和qGW12,为进一步定位并克隆这些粒形相关基因、阐明水稻产量和品质的控制机理提供了较好的遗传材料.     

甜瓜遗传连锁图谱构建及果实相关性状QTL定位

试验以厚皮甜瓜品系M4-5为母本材料,薄皮甜瓜品系M1-15为父本材料,配制杂交组合获得F1、F2代,研究甜瓜果实相关性状遗传规律。对M4-5和M1-15两亲本间存在SNP突变位点序列作CAPS检测,共设计CAPS标记523对,筛选出在亲本间有多态性的CAPS标记223对,多态率43.8%。利用多态性引物标记F2代群体,构建甜瓜遗传连锁图谱,该图谱包含195个标记,12个连锁群,覆盖基因组长度1 702.55 c M,标记间平均距离8.78 c M。检测到果实相关位点共计28个,贡献率介于3.4974%~17.9684%。其中与果实形状相关位点14个,与产量相关位点9个,与可溶性固形物含量相关位点5个。     

Genome-wide association and linkage mapping strategies reveal genetic loci and candidate genes of phosphorus utilization in soybean

Insufficient available phosphorus in soil has become an important limiting factor for the improvement of yield and quality in soybean. The mining of QTLs and candidate genes controlling soybean phosphorus utilization related traits is a necessary strategy to solve this problem. In this study, 11 phosphorus utilization related traits of a natural population of 281 typical soybean germplasms and a recombinant inbred line(RIL) population of 270 lines were evaluated under different phosphorus condit...     

团头鲂高密度遗传连锁图谱的建立及性别QTL定位

以团头鲂自交197个F1个体为作图群体,通过RAD-Seq测序挖掘SNP分子标记,构建团头鲂最新一代高质量、高密度的遗传连锁图谱,并对性别相关QTL进行定位.结果显示,该遗传连锁图谱包括10795个SNP标记,24个连锁群,图谱全长为2578.54 cM,平均标记间隔为0.24 cM.使用MapQTL6.0软件的多QT...