QTL检测方法及其在畜禽育种中的研究进展

随着现代分子遗传学技术的进展,DAN分子遗传标记将各种家畜的遗传图谱与家畜育种结合,把复杂的数量性状分解为多个QTL进行检测定位分析。本文在介绍了QTL检测方法后,对各种家畜的QTL研究结果作了一个综述。     

QTL for IHNV resistance and growth identified in a rainbow (Oncorhynchus mykiss) × Yellowstone cutthroat (Oncorhynchus clarki bouvieri) trout cross

Infectious hematopoietic necrosis virus (IHNV) is a major constraint to rainbow trout culture. Yellowstone cutthroat trout (Oncorhynchus clarki bouvieri) have greater resistance to this virus than do rainbow trout (O. mykiss), but the genetic mechanism of this resistance is not understood. We conducted a genome scan using a backcross of cutthroat trout into a rainbow trout background to estimate the number and locations of quantitative trait loci (QTL) associated with IHNV resistance and growth in trout. IHNV resistance was considered in terms of both survival (binary trait) and days to death (quantitative trait). The genetic map was scanned using interval mapping via two different approaches: one model considered survival alone and a second two-part model combined both survival and days to death. Three QTL were significantly (P ≤ 0.05) associated with virus resistance genome-wide, explaining 32.5% of the phenotypic variation. Cutthroat alleles at two of these QTL resulted in increased resistance to the pathogen, as expected. No growth QTL were detected in this cross. We suggest that these traits are genetically independent.     

粳稻柱头外露率QTL定位

【目的】柱头外露是影响杂交水稻制种的一个重要性状。本研究旨在初步鉴定控制柱头外露率的QTL。【方法】以高柱头外露率粳稻两系不育系大S×低柱头外露率热带粳稻品系D50的F_2群体及海南陵水、浙江杭州两地重复种植的F_(2:3)群体为材料,考查F_2群体及陵水、杭州两地两次重复F_(2:3)群体单边柱头外露率(PSES)、双边柱头外露率(PDES)和柱头总外露率(PES)。【结果】相关分析表明,单边柱头外露率、双边柱头外露率和柱头总外露率之间存在极显著的正相关。根据构建的大S×D50 F_2群体遗传连锁图谱,QTL分析检测到水稻柱头外露率QTL 21个,分布于第1、2、3、4、6、7和12染色体上,贡献率变幅为0.1%~57.6%,除个别贡献率极低的位点外,绝大部分QTL加性效应来自于高值亲本大S。其中位于第4染色体和第12染色体的两个位点q PDES4,q PES12在F_2和两次重复F_(2:3)群体中均检测到,贡献率分别达17.86%和16.98%。位于第3染色体的q PES3位点在陵水、杭州两次F_(2:3)群体中重复检测到,贡献率高达25.6%。【结论】检测到的QTL,有些与其他学者报道的处于同一位置,有些则是新的柱头外露率QTL。这些水稻柱头外露率QTL为今后柱头外露率基因精细定位、克隆、以及利用分子标记辅助选择(MAS)选育高柱头外露率粳型不育系提供理论依据。     

基于元分析的大豆胞囊线虫抗性QTL的整合

以2004年发布的大豆公共遗传图谱soymap2为参考图谱,共搜集整理了自1994年以来已报道的与抗大豆胞囊线虫相关的151个QTLs,通过BioMercator2.1和公共标记将相关QTLs映射整合到大豆公共遗传连锁图谱soymap2上,并利用元分析技术发掘"真实"QTL。本文共发掘出与抗大豆胞囊线虫1、2、3、4、5和14号生理小种相关的16个"真实"QTL,其中有四个位点的图距小于1.5cM,一个位点的图距小于5cM,分布于A2、E和G连锁群,其中G连锁群上5.11cM处的定位区间包含已报道的Rhg1位点;发现在G连锁群上有一个定位区间控制1,4号生理小种,在B1连锁群上有一个定位区间控制2,5号生理小种,可见这些位点具有兼抗性。     

减源处理下小麦粒重稳定性QTL的定位分析

粒重稳定性是小麦稳产性的重要评价指标。为了发掘小麦在遭受虫害等减源逆境伤害时影响粒重稳定性的QTL,以小偃81和西农1376杂交衍生的重组自交系（RILs）群体为试验材料,设早播和晚播两个播期,对减源处理下该群体的粒长、粒宽和千粒重进行表型分析,同时计算减源处理与对照处理的表型比值,进而估测发育稳定性,并利用50K芯片构建的遗传连锁图谱进行QTL定位。结果表明,与对照处理相比,减源处理下RIL群体的粒长、粒宽和千粒重均显著下降。采用完备复合区间模型对不同处理的表型值、表型比值分别进行QTL定位,共检测到18个QTL,分布于2A、3A、3B、3D、4B、4D和5D染色体上,其中有8个QTL在减源处理和对照处理中均表达, Qgl.nwafu-5D.3和 Qkgw.nwafu-5D均在早播对照处理和晚播减源处理中被检测到,平均可解释表型变异的8.73%和8.19%,为稳定QTL,且 Qgl.nwafu-5D.3也在早播减源处理中被检测到,推测这2个稳定QTL可能为新发现的位点。控制表型比值的QTL大多与控制粒长、粒宽和千粒重的QTL区间重合,推测维持减源后粒重稳定性的QTL与控制粒长、粒宽和千粒重的位点紧密连锁或存在“一因多效”现象。     

春小麦抗旱耐热性QTL分析

为发掘控制小麦抗旱耐热基因位点,以小麦重组自交系(RILs)群体为材料,于2015-2017年小麦灌浆期进行干旱胁迫、热胁迫、旱热胁迫处理,并对抗旱耐热相关性状QTL进行分析。结果表明,在干旱胁迫、热胁迫、旱热胁迫下分别检测到22、36和30个QTL,其中控制旗叶叶绿素含量、旗叶含水量、穗粒重、千粒重的QTL数分别为26、21、22和19个。抗旱相关性状QTL位于2A、3B、4B、7B、3D、4D和7D染色体上,表型贡献率为9.38%～30.81%;耐热相关性状QTL位于2A、2B、3A、3B、4B、4D、5D、6D、7A和7B染色体上,表型贡献率为9.03%～34.97%。抗旱性共定位区间2个,分别位于2A(gwm294-wmc644)和7B(barc140-gwm297)染色体上;耐热性共定位区间2个,分别位于5D(cfd67-cfd40)和6D(barc196-barc54)染色体上;抗旱耐热性共定位区间3个,分别位于2A(gwm294-wmc644)、2B(wmc441-wmc317)和7B(wmc83-wmc276)染色体上,其中共定位区间gwm294-wmc644( Qcc-2A.2、 Qgw-2A.1)的贡献率超过10%,遗传距离较小(6.49 cM)。     

小麦黑胚病抗性遗传研究进展

小麦黑胚病病因复杂,链格孢（Alternaria alternata）、麦根腐平脐蠕孢（Bipolaris Sorokiniana）、层出镰刀菌（Fusarium proliferatum）等多种真菌是引起小麦黑胚病的主要病原。有限的研究报告显示,小麦对黑胚病的抗性具有数量性状特征,QTL定位研究尚处于初级阶段。目前报道的小麦抗黑胚病QTLs位于1D、2A、2B、2D、3D、4A、5A、7A等多条染色体上。小麦第2部分同源群携带了较多抗病QTLs,与这些QTLs连锁的分子标记有gwm319(2B)、gwm341(3DS)和wmc048(4AS)等,但是还没有见到这些标记在抗小麦黑胚病新品种培育中应用的报道。综上所述,针对目前小麦黑胚病抗性遗传研究中缺乏准确的抗性鉴定方法和病原不清导致的QTL定位结果不可靠的问题,应在明确病原菌的情况下,采取可靠的接菌鉴定方法进行QTL定位研究并开发分子标记,以期辅助抗黑胚病株系的选择。     

野生大豆回交导入系蛋白质含量性状的QTL分析

以野生型大豆ZYD00006（供体亲本）与黑龙江省主栽品种绥农14（轮回亲本）所构建的回交导入系（1204株）为研究材料,利用WinQTL2.5的复合区间作图法(CIM)在9个连锁群定位了16个与蛋白质含量相关的QTL（14个正效应,2个负效应）;导入系群体经过严格的蛋白质含量筛选鉴定,得到10个蛋白质含量性状明显大于轮回亲本的导入系株行。利用这10个高蛋白含量株行（选择群体）结合随机对照群体,通过基于遗传搭车原理的卡方分析,检测到分布于10个连锁群上的17个与大豆蛋白质含量相关的标记位点,对蛋白质含量表现为正效应。两种方法共同检测到7个QTL。这些材料和位点将为高蛋白含量相关基因克隆及分子辅助育种提供重要的材料基础和标记信息。     

玉米单倍体高自然加倍材料吉Gjb335DH3的遗传分析与QTL初定位研究

玉米单倍体育种技术加倍率低的问题是单倍体育种技术应用限制条件。本研究以雄穗低自然加倍材料DHL287为母本、雄穗高自然加倍材料吉Gjb335DH³为父本,构建单倍体雄穗高自然加倍群体。根据集群分离分析法（BSA,Bulked segregant analysis）,结合SNP标记,使用滑动窗口分析3组BSA混池基因型数据,最终在1、3、4、5、7号染色体上筛选出23个与雄穗高自然加倍相关的QTL位点。其中,3组BSA混池结果都在1、3、4号染色体上定位到4个共有的显著QTL区段,说明4个QTL区段具有很强的重演性。同时,在5、7号染色体上分别定位到3个、2个与单倍体雄穗高自然加倍相关的QTL位点。     

大豆磷效率QTL定位及互作分析

磷效率是复杂的数量性状,有一系列基因参与其中.利用科丰1号×南农1138-2衍生的重组自交系群体NJRIKY,对影响大豆磷效率的加性和上位性QTL同时进行定位,比较在两种磷条件下的大豆磷效率QTL的表达差异.采用5个指标评估大豆的磷效率,包括:茎干重、根干重、根冠比、磷利用效率和磷吸收效率.结果表明:在高磷和低磷条件下在8个连锁群上分别检测到3个和12个加性的QTL,可解释4.0%～13.8%的表型变异;另外,在高磷和低磷条件下,分别检测到12对和7对互作的QTL,可解释3.3%～19.9%的表型变异.本研究的QTL定位结果为进一步了解大豆在不同磷条件下的磷效率遗传机制提供了重要的线索.