小麦周8425B×小偃81重组自交系群体千粒重相关性状的QTL定位及单倍型分析

【目的】周8425B是中国小麦重要骨干亲本之一,小偃81是李振声院士选育的高产、优质、多穗型品种。千粒重是影响小麦产量的重要因素,发掘周8425B和小偃81的千粒重及相关性状的QTL,并分析不同生态区小麦品种所含QTL的单倍型与千粒重的关系,发掘优异单倍型,为不同生态区提高小麦产量及分子辅助育种提供基因型参考。【方法】以周8425B×小偃81衍生的重组自交系群体（F₈）为研究对象,分别于2015和2016年在陕西杨凌（早晚播）进行田间种植,收获后对籽粒相关性状进行测量。利用90K芯片标记构建的高密度遗传图谱对3个环境下的千粒重、籽粒长、籽粒宽和籽粒厚进行QTL定位。同时,针对稳定的主效QTL开发相应的KASP分子标记,并以479份国内外小麦种质组成的自然群体为材料进行分子检测,结合自然群体的千粒重等性状进行关联分析;此外,从479份小麦中挑选出106份含有660K芯片基因型数据的当前黄淮麦区推广的小麦品种,以主效QTL置信区间的差异SNP为基础,进行目标QTL定位区间的单倍型分析,从而判断黄淮麦区中陕西、河南和山东种质材料中的优势类群。【结果】QTL定位结果显示,3个环境下共在8条染色体上检测到22个QTL,表型变异解释率（PVE）范围为4.77%—19.95%,12个位点为主效QTL（PVE>10%）,其中Qkgw.nwafu-6B可能为新QTL。4A、6A、6B、7D染色体上的QTL在多个环境中被检测到,其中,4A和7D染色体处QTL与已报道的相关位点位置相同或接近。6A染色体上的QTL区间包含已知千粒重基因TaGW2-6A,根据TaGW2-6A的分子功能标记检测结果,周8425B和小偃81同时含有TaGW2-6A,此外,基于单倍型分析结果,二者存在于不同的类群中,因此,该位点不同于TaGW2-6A,也可能为新的QTL。单倍型分析结果显示,Qkgw.nwafu-6A总共分为5种单倍型,在不同产区占比超过20%的为6A_h1,其在3个地点千粒重数据均高于其他单倍型;Qkgw.nwafu-6B总共分为8种单倍型,在不同产区占比超过20%的为6B_h6,在河南两点千粒重数据较高,推测含有这两类单倍型的材料为优势类群。此外,针对Qkgw.nwafu-6B开发出共分离的KASP标记,并在479份材料组成的自然群体显著性检测中证明该位点与千粒重表型显著相关。【结论】Qkgw.nwafu-6A和Qkgw.nwafu-6B可能为新的与千粒重相关的主效QTL位点,6A_h1和6B_h6为优势单倍型,开发了一个与Qkgw.nwafu-6B共分离的分子标记KASP_IWA349,可用于分子标记辅助育种。     

利用高密度SNP芯片分析杭猪的群体遗传结构

旨在更好地了解杭猪保种群体的遗传多样性、亲缘关系和家系结构，有效保护和利用杭猪遗传资源。本研究使用50K SNP芯片对30头杭猪（4头公猪，26头母猪）保种个体进行了单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP）测定，通过Plink软件对获得的基因型数据进行质控，用于最小等位基因频率、观察杂合度、期望杂合度和多态信息含量的计算，分析杭猪保种群的遗传多样性；使用Plink计算连续性纯合片段（runs of homozygosity，ROH）、构建状态同源（identity by state，IBS）距离矩阵，并计算得到基于连续性纯合片段的近交系数；采用Gmatrix软件构建G矩阵，分析杭猪保种群的亲缘关系；使用Mega X软件构建公猪进化树，分析保种群体的家系结构。结果表明，30头杭猪共得到57 466个SNPs标记，平均检出率为0.988 3±0.000 4，通过质检SNPs数为34 156；平均最小等位基因频率为0.228±0.137，平均多态信息含量为0.255±0.098；平均观察杂合度为0.359±0.181，平均期望杂合度为0.314±0.140。杭猪保种群体平均IBS遗传距离为0.241 7±0.033 6，公猪平均IBS遗传距离为0.178 3±0.025 5；G矩阵分析结果与IBS距离矩阵一致，两个结果均表明杭猪保种群部分个体之间亲缘关系较近。30头杭猪个体共检测到828个ROHs，83.33%的ROH长度在10 Mb以内，平均长度为（6.96±9.62） Mb，个体ROH平均总长度为（191.95±201.56） Mb。基于ROH的平均近交系数为0.078±0.082，其中公猪平均近交系数为0.219±0.082，说明杭猪保种群整体的近交程度不严重，但公猪存在近交。进化树结果表明，杭猪保种群体目前只有2个家系，其中1个家系包含4头公猪，另一个家系不含公猪。综上所述，杭猪保种场的保种群公猪的血缘数量少，母猪近交程度低，公猪存在近交，需要引入新血统或创建新血统来维持家系结构的平衡以利于杭猪遗传资源的长期保存，防止杭猪遗传多样性的丢失。