大豆开花期性状QTL定位和候选基因挖掘

大豆对光周期极为敏感,单一品种的适应范围狭窄。大豆品种在不同纬度间的适应性与开花期密切相关。为了获得更多的大豆开花期相关QTL,了解在豆适应机制,利用开花主效位点E1~E4基因型均相同的滑皮豆和齐黄26（E1e2asE3-HaE4）杂交衍生的重组自交系群体及前期基于特异长度扩增片段测序（Specific Length Amplified Fragment-sequencing, SLAF-seq）构建的高密度遗传图谱,对大豆开花期性状进行了QTL定位。共获得了分布在7条染色体上的11个QTL位点,其中4个位点（qFT8,qFT20-2,qFT14和qFT16）为本研究新发现的QTL。同时,研究发现6个QTL（qFT6-1,qFT8,qFT11-1,qFT19,qFT20-1和qFT20-2）在2013年和2014年两个环境中稳定存在。对稳定QTL位点间的基因进行生物信息学分析,筛选出4个可能参与开花期调控的候选基因。本研究结果能够为阐明大豆适应性分子机制和广适性分子育种提供一定的理论基础。     

大豆荚皮厚性状QTL定位及候选基因挖掘

大豆(Glycine max L.)的荚皮厚是影响大豆产量的重要因素,同时,大豆荚皮内含有丰富的蛋白质和纤维素等营养物质,是植物饲料的重要来源.因此,大豆荚皮厚性状的相关研究,对大豆的专用品种育种以及大豆深加工都具有重要意义.本研究利用ICIM法对CSSLs群体进行QTL定位,同时构建高低混池,利用ICIMapping...     

大豆种子耐储藏性相关QTL分析及候选基因挖掘

大豆种子在长期储存条件下发生老化,导致种子的品质降低、萌发力下降、幼苗活力变差,最终造成大豆大规模减产。种子耐储藏性是一个复杂的数量性状,受多基因控制。为了探究大豆种子耐储藏性机理,挖掘相关基因,以中豆27和九农20及其杂交衍生的112份重组自交系(Recombinant Inbred Lines, RIL)群体为材料,评价大豆种子耐储藏性,利用343 907个高质量的SNPs标记构建Binmap,定位大豆种子耐储藏相关性状的QTLs,并利用基因组、转录组、代谢组进一步分析。结果显示：本研究共得到31个QTLs,分布于大豆的10条染色体上。多组学联合分析共发现与种子耐储藏性相关的3个候选基因,并发现种子耐储藏性相关的通络包括黄酮类生物合成途径和亚油酸代谢等。研究结果为深入解析大豆种子耐储藏遗传本质和大豆耐储藏品种的培育提供理论依据和技术支持。     

大豆对豆卷叶螟抗性的QTL定位

豆卷叶螟是南京地区的主要食叶性害虫。以抗性亲本溧水中子黄豆和感性亲本南农493-1杂交组合正交F2群体为材料,在田间自然虫源条件下F2单株叶片损失率为抗性指标,利用已构建的SSR分子标记图谱和Windows QTL Cartographer V2.5软件包的复合区间作图法和多区间作图法,定位大豆对豆卷叶螟抗性的QTL。结果表明：利用复合区间作图法检测到位于D1b和K连锁群上的2个QTL;利用多区间作图法则检测到位于A2、D1b、K和N连锁群上的4个QTL和6个互作QTL;其中有两个共同的QTL,至少解释表型变异的19.2%。这些结果为抗性性状的遗传剖析和标记辅助育种提供理论依据。     

基于Overview和物理图谱的大豆主茎节数候选基因挖掘

利用与大豆主茎节数性状相关的54个原始QTL位点,应用Overview方法首次以大豆参考基因组物理图谱为背景进行整合和分析,得到11个重演性较好的置信区间,分布在大豆D1b、C2、B1、F、L和I连锁群上,其中L连锁群重演性较好的置信区间较多。对得到的候选区段进行基因注释得到488个候选基因,其中Glyma.11G087300、Glyma.20G014300、Glyma.13G221400、Glyma.06G243500、Glyma.13G052900、Glyma.13G052700参与植物激素信号转到通路(ID:Ko04075),推测这6个基因通过该通路的赤霉素途径和生长素途径参与大豆主茎节数的遗传调控。本研究所挖掘到的与茎生长发育及主茎节数直接相关的通路和候选基因能够为构建理想株型和大豆分子辅助育种提供新思路。     

应用候选基因定位水稻抗稻瘟病QTL

 应用经克隆了的已知功能或有潜在功能的DNA序列,即候选基因，作为分子标记，在中156/谷梅2号F8重组自交系群体中进行水稻抗稻瘟病QTL的分析。大部分候选基因在水稻染色体上成簇分布，并且位于已知抗病基因簇区域。应用复合区间法检测到1个调控病斑大小和1个调控病斑数量的QTL，前者位于第1染色体CG36a~RM212区间，贡献率为4.17%，抗性等位基因来自父本谷梅2号；后者定位于第2染色体CG18a~RM263区间，贡献率为6.25%，抗性等位基因来自母本中156。同时检测到2对控制病叶面积和1对控制病斑大小的基因互作。这些QTL和互作基因涉及抗性基因同源序列、离子通道调控子以及编码致病相关蛋白和几丁质酶的基因，表明候选基因的应用有助于揭示QTL的功能。玉米锈病抗性基因Rp1与稻瘟病抗性有关，提示了利用水稻这个模式作物来克隆较大基因组中有利基因的可能性。     

甘蓝型油菜分枝角度QTL定位及候选基因分析

分枝角度是油菜重要株型性状.为筛选和发现适度紧凑的分枝角度调控基因,以提高产量利于机械化收获,以分枝角度差异显著的油菜品种Holly和APL01为亲本构建的重组自交系(RIL)群体为材料,在2个环境中对分枝角度进行QTL定位及候选基因分析.结果表明,RIL群体分枝角度表现出连续变异且呈正态分布.利用前期构建的高密度SN...     

油菜开花期QTL定位和候选基因分析

为辅助选育早熟油菜品种、克隆油菜开花期基因及开发花期分子标记,以已测序的油菜品种中双11 (Z) 和重测序的油菜品系No.73290 (N)为亲本构建的含184个单株的BnaZNF2群体为材料,通过分析该群体的基因型数据和F2:3家系连续三年（2010-2012）在武汉的表型数据,对开花期QTL进行检测和整合,定位到分布在11个连锁群上的14个开花期QTL。其中只有5个QTL能在3年中重复检测到,分别是qDtF.A2-1、qDtF.A6-2、qDtF.C2-1、qDtF. C2-2 和qDtF.C3-1,贡献率在7.1%～21.1%之间。通过查阅文献和在拟南芥、水稻等作物网站上搜索,搜集到442 个与植物开花期有关的基因。基于油菜基因组物理图谱,通过生物信息学分析,在本研究定位的QTL区间上筛选到54个可能的候选基因,可以用于开花期基因的克隆。在5个主要QTL区间内分别定位到8、5、4、2和4个候选基因,其中有15个双亲中存在序列差异,可以开发开花期的功能标记用于分子标记辅助选择育种。     

大豆结瘤相关QTL优化和候选基因挖掘

氮是植物生长必须的大量元素之一,大豆根瘤菌共生可以为大豆提供充足的氮元素。研究大豆根瘤菌共生机理,挖掘控制共生结瘤候选基因具有重要意义。鉴于现阶段关于调控大豆共生结瘤QTL区间大,无法直接应用到实际中,本实验整理了68个控制大豆结瘤的QTLs,通过Overview和共线性分析对其进行优化,在Gm06染色体上得到一个高置信QTLs区间对该区间进行了基因注释得到43个基因,其中包括一个控制C2钙/脂质结合和含GRAM结构域的蛋白质,一个侧根形成蛋白和一个E3泛素连接酶相关蛋白,并在CSSLs群体中查找该位置存在插入片段的株系进行结瘤性状鉴定。结果表明C2连锁群上的15-15.5Mb对于大豆根瘤菌共生结瘤有着至关重要的作用。     

基于BSA-Seq技术鉴定大豆耐荫性状相关候选基因

间套种是我国南方大豆种植的重要模式,而高秆作物的遮荫胁迫导致大豆产量和品质难以提升,是制约大豆间套种发挥潜力的限制因素,因此对大豆耐荫性的解析尤为重要。本研究以强耐荫材料矮脚早和极不耐荫材料齐佩华为亲本构建RILs群体,根据耐荫指数表型鉴定RIL群体的耐荫性,从RIL群体中挑选出强耐荫和极不耐荫家系各30个,分别构建成两个极端性状DNA子代混合池,对子代混合池和亲本池分别开展平均60×和30×覆盖深度的全基因组重测序,通过计算两个子代池的SNP-index,比较SNP-index在耐荫池与不耐荫池染色体各区段的差异,定位耐荫性状的关联区域;根据基因注释信息,预测候选基因。结果表明4个样本共得到11 963 077个单核苷酸多态性（SNPs）标记,发现控制耐荫相关性状的基因主要集中在1号染色体51 942~505 708 bp区段、4号染色体50 972 768~51 854 631 bp区段、9号染色体48 778 767 ~50 178 743 bp区段和18号染色体40 858 027~43 909 456 bp区段内,共包含408个基因,通过基因注释和功能分析发现ACC氧化酶5、生长素诱导蛋白5NG4、光敏色素相关丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶、转录因子MYBJ6和MYB128等5个基因可能在大豆耐荫过程中起着重要作用,确定为大豆耐荫性的候选基因。本研究结果将为解析大豆耐荫的分子机理奠定重要的基础,同时为大豆耐荫基因的图位克隆奠定坚实的理论基础。     

野生大豆抗胞囊线虫QTL定位

大豆胞囊线虫病（soybean cyst nematode,SCN）是大豆生产上的重要病害,野生大豆是拓宽大豆抗病育种遗传基础的重要种质资源。为开发野生大豆资源,利用SLAF-seq技术,以杂交组合“绥农14×ZYD03685”的亲本、 126个F2单株及其衍生的F2:3家系为试验材料,进行了SLAF标签的开发、遗传图谱的绘制和QTL分析。共获得7783个SLAF标签用于遗传图谱绘制,遗传图谱总长度为2664.2 cM,20个连锁群的平均长度为133.21 cM。两个SCN 抗性QTL（qSCN-1 和qSCN-2）分别位于Chromosome（Chr）18 4.25～4.31 Mb和Chr18 13.50～13.81 Mb,分别解释了 22.96%和10.96%的抗性（胞囊指数）变异,QTL区段内分别包含了6个和14个基因。qSCN-2 区段未见有前人关于 SCN抗性QTL的报道,为新的QTL。本研究为SCN抗性机制解析和利用ZYD03685进行SCN抗病分子育种提供了     

大豆食心虫抗性品种鉴定及抗性性状分析

38份大豆品种（系）大豆食心虫抗性鉴定结果表明，供试品种间在着显著差异。筛选出高抗大豆食心虫品种1份和抗性品种17份。抗虫性状分析表明，虫食粒率与百粒重，荚皮内糖分含量呈极显著正相关，而与荚皮内纤维素含量，荚皮硬度，荚皮颜色呈极显著负相关。     

大豆胞囊线虫病抗性候选基因GmRSCN-6 克隆与表达分析

大豆胞囊线虫病（Heterodera glycines,Soybean cyst nematode,SCN）是世界性大豆病害之一,具有致病力强、传播范围广、休眠体（胞囊）存活时间长等特点。因此,大豆胞囊线虫病极难防治。筛选并利用抗病基因是加快大豆抗线育种进程的有效途径之一。本文以东农L-10为材料,克隆GmRSCN-6 基因并分析GmRSCN-6蛋白的性质,同时对该基因在抗感病品种进行表达分析。结果表明GmRSCN-6 在SCN3号生理小种侵染10 d内逐渐上调表达。3 d时表达量出现小高峰,推测GmRSCN-6 基因响应SCN3号生理小种入侵信号,10 d时GmRSCN-6 基因的表达量达到最大,且抗病品种中的表达量远高于感病品种,表明GmRSCN-6 基因参与大豆胞囊线虫病3号生理小种抗性反应。     

花生荚果大小和重量相关性状的QTL定位分析

荚果相关性状是花生产量构成的重要成分。为解析花生产量及产量相关性状的遗传基础,挖掘稳定存在的QTL,以荚果大小和重量存在显著差异的中花5号和ICGV 86699为亲本衍生的包含166个重组自交系群体为材料,对3个荚果相关性状中荚果长、荚果宽在5个环境,百果重在6个环境下进行性状考察,并结合群体的基因分型数据进行QTL定位分析。共检测到9个荚果长QTL、10个荚果宽QTL和12个百果重QTL。有10个QTL在多个环境被重复检测到,其中6个QTL在不同地点重复检测到,为稳定表达QTL,且稳定表达的QTL中5个（qPLB06.2、 qPLB06.3、qPWB06.2、qHPWB04.3、qHPWB06.3）在至少1个环境中贡献率超过10%。共发现5个QTL簇,其中位于 B06上的QTL簇Ⅳ和Ⅴ,均在多个环境下检测到稳定调控荚果长、荚果宽和百果重的QTL共定位,表明这些荚果相关性状具有明显的遗传相关性。      

皖豆33对SMV株系SC3的抗性遗传分析及分子标记定位

大豆花叶病毒(soybean mosaic virus, SMV)病严重影响我国大豆产量及品质。本研究利用抗病高产稳产大豆品种皖豆33配制抗×感和抗×抗杂交组合,接种SMV优势株系SC3,研究皖豆33的抗性遗传方式及其与不同品种抗性基因间的等位性关系。结果表明:接种SC3后,抗感组合(W illiams82×皖豆33)及(皖豆33×南农1138-2)的F1单株均表现抗病,卡方测验结果显示F2群体符合3抗∶1感的分离比,F2∶ 3家系分离比符合1抗∶2分离∶1感,表明皖豆33对SC3的抗性由1对显性基因(命名为RSC3(w))控制;抗×抗组合科丰1号、齐黄1号和大白麻×皖豆33的抗性基因等位性研究显示,科丰1号与皖豆33携带对株系SC3的抗性基因是等位的或紧密连锁的,齐黄1号、大白麻与皖豆33携带抗SC3的基因是不等位且独立遗传。利用皖豆33×南农1138-2的392株F2群体将皖豆33携带SC3的抗性基因RSC3(w)定位在大豆2号染色体SSR标记BARCSOYSSR_02_0610和ZL-52之间,遗传距离分别为0.29cM和0.35 cM,物理距离约为175 kb。