水稻耐淹性的QTL定位与候选基因分析

为研究水稻苗期对淹水胁迫的耐受性,以籼稻品种台中本地1号(TN1)和粳稻品种春江06(CJ06)为亲本构建的DH群体为实验材料,将淹水条件下的成苗率作为考察指标,利用该群体前期构建的分子连锁图谱对淹水数据进行数量性状基因座(quantitative trait loci,QTL)检测分析.利用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)技术对淹水处理前后相关基因的表达量进行分析,并对表达量存在显著差异的基因进行测序分析.结果表明:挖掘到6个与淹水胁迫相关的QTL,分别位于水稻第1,2,6,8和9号染色体上;位于8号染色体QTL区间内的基因LOC_Os08g42750的表达在两亲本间存在显著差异,该基因在两亲本的编码区域存在4处差异.检测到的QTL位点对QTL精细定位和克隆耐淹相关基因具有重要参考价值,并为研究水稻耐淹分子机制及水稻直播育种提供了新的观点和见解.     

小麦根系性状对磷胁迫响应QTL定位

土壤缺磷是限制作物产量提高的主要的非生物胁迫之一,培育磷高效基因型是解决这一问题的有效途径.根系对作物的正常生长发育,尤其是营养吸收和磷效率的提高至关重要,所以定位不同磷胁迫条件下根系及其胁迫反应相关数量性状位点(QTL)将有助于磷高效品种的培育.本实验以小麦重组近交系群体(农大3338×Altgold)为材料,结合高密度遗传图谱,在正常供磷、低磷处理和磷饥饿处理条件下共检测到与小麦根系性状(根长、根数和根干重)及其磷胁迫响应有关的QTL位点30个(LOD>2.0),分布在14条染色体上,其中单个位点对表型贡献率大于10%的有5个,在染色体7B上共检测到7个位点.分析发现,根系性状QTL和磷胁迫响应QTL是由不同位点所控制的.此外,控制幼苗根系相关性状的QTL的增效等位基因分散于双亲中,聚合这些来自双亲的增效等位基因,将有可能选育出磷效率明显提高的小麦品种.     

不同生长环境下水稻孕穗期叶绿素QTL定位

以十和田(冷敏感)×丽江新团黑谷(强耐冷)的包含105个株系的孕穗期耐冷近等基因系BC_4F_8、BC_4F_9群体为材料,构建含180个SSR标记的遗传连锁图谱,图谱总长1 820.6 cM,平均图距为15.67 cM.在云南嵩明白邑、寻甸和玉溪三地三种生态环境下,测定水稻孕穗期剑叶的叶绿素含量,采用完备区间作图法定位QTL.2年大田试验共检测到控制叶绿素的主效QTL 7个,分别位于第1、4、5、7和12染色体上,单个QTL可解释表型变异的11.66%~35.38%.其中,控制叶绿素a和b主效位点qCHa-1、qCHb-7在2种环境下稳定,贡献率为21.11%~35.38%,加性效应显著,增效等位基因均来自丽江新团黑谷,是提高叶绿素含量的重要功能位点.     

玉米产量相关性状的QTL定位与剖析（英文）

玉米因其自身具有高产潜质而成为了当今世界最重要的粮食作物之一.玉米产量是复杂的数量性状,由许多主/微效基因控制,易受各种环境因素影响.果穗是玉米的主要收获器官,籽粒性状是玉米品质的重要体现,因此发掘玉米穗部性状和籽粒性状相关QTL对玉米的遗传改良,培育优质高产的玉米具有重要意义.本研究白刺包谷(P2)和妻染黄(P13)为亲本构建了包含152个家系的F_(2∶3)作图群体,选择在两亲本间具有多态性的176个微卫星标记构建遗传图谱,对产量相关性状进行了单环境的QTL定位与分析.最终定位到了14个QTL,分布在除9号染色体外的其余9条染色体上,单个QTL可解释的表型变异率为4.9%~18.8%.值得注意的是,在6号染色体上的百粒重和穗行数的一致性QTL(qHKW06-1和qERN06-1)与8号染色体上的穗行数QTL(qERN08-1)是本研究中特有的,其中qERN08-1解释了12.4%的表型变异率.     

玉米产量相关性状的QTL定位与剖析

玉米因其自身具有高产潜质而成为了当今世界最重要的粮食作物之一.玉米产量是复杂的数量性状,由许多主/微效基因控制,易受各种环境因素影响.果穗是玉米的主要收获器官,籽粒性状是玉米品质的重要体现,因此发掘玉米穗部性状和籽粒性状相关QTL对玉米的遗传改良,培育优质高产的玉米具有重要意义.本研究白刺包谷(P2)和妻染黄(P13)为亲本构建了包含152个家系的F2∶3作图群体,选择在两亲本间具有多态性的176个微卫星标记构建遗传图谱,对产量相关性状进行了单环境的QTL定位与分析.最终定位到了14个QTL,分布在除9号染色体外的其余9条染色体上,单个QTL可解释的表型变异率为4.9％～18.8％.值得注意的是,在6号染色体上的百粒重和穗行数的一致性QTL(qHKW06-1和qERN06-1)与8号染色体上的穗行数QTL(qERN08-1)是本研究中特有的,其中qERN08-1解释了12.4％的表型变异率.     

水稻株高QTL定位及精确性分析

分别应用具有127和131个标记位点的"广佳"(广陆矮4号×佳辐占)和"明佳"(明恢86×佳辐占)重组自交系群体,利用复合区间作图法(CIM)对水稻株高数量性状位点(QTL)进行检测和效应分析.为保证QTL定位精确性,采用排列试验法确定每一群体的LOD阀值.结果显示:排列测验法是一个十分有效的阀值推断统计方法,两个群体LOD阀值分别为2.8和2.7."广佳"群体共检测到5个加性QTL,位于第1、6、7、8和11染色体的5个区间,单位点贡献率在5.31%～48.35%之间;"明佳"群体共检测到4个加性QTL,位于第3、5、9和12染色体的4个区间,单位点贡献率在7.56%～11.50%之间.同时利用混合线性模型复合区间作图法(MCIM)在两群体各检测到1对上位性QTL.作者从实验设计和数据分析方面对QTL定位精确性进行了讨论,为今后数量性状遗传研究提供有益借鉴.     

小麦蛋白质和淀粉品质性状的QTL分析

利用衍生自“川35050×山农483”组合包括131个系的RIL群体,对21个与蛋白质和淀粉相关的品质性状进行了QTL分析．共检测了19个性状的35个加性QTL,单个QTL可解释表型变异的7．99%—40．52％,这些QTL分布在1D,2A,2D,3B,3D,5A,6A,6B,6D和7B等10条染色体．30个QTL的加性效应值为正值,其增加效应来自亲本川35050;其余5个QTL为负值,其增加效应来自亲本山农483．获得了蛋白质性状的15个QTL,主要分布在1D,3B和6D染色体;检测到淀粉性状的20个QTL,主要分布在3D,6B和7B染色体;只有7个（20％）交叠QTL（co—location QTL）涉及蛋白质和淀粉性状两方面性状．蛋白质和淀粉性状的QTL有分布在不同染色体、不同区域的趋势．22个QTL簇集于5条染色体的6个区域．蛋白质性状的2个QTL簇（QTL cluster）位于1D和3B染色体,淀粉性状的3个QTL簇位于3D,6B和7B染色体,而涉及蛋白质和淀粉性状的1个QTL簇位于1D染色体．     

玉米穗部性状的QTL定位

以玉米自交系L26和095组配的Fz世代为定位群体,采用SSR分子标记技术构建了包括98个位点的连锁图谱,结合F2穗部性状的鉴定结果,利用复合区间作图法对秃尖长等8个穗部性状进行基因定位,共检出21个QTL.其中穗长检测到3个QTL;穗粗、穗行数分别检测到2个QTL;行粒数检测到3个QTL;轴粗检测到2个QTL;200粒质量检测到3个QTL;穗粒质量检测到6个QTL;秃尖长没有检测到QTL.检出的21个QTL中,有10个QTL的解释变异率超过了20%,表现为主效QTL效应.研究还发现,穗部性状QTL在玉米10条染色体上分布不均匀,且成簇分布.该试验中检测到的21个QTL中,有10个影响不同性状的QTL位于3个染色体区域.各个QTL位点上起增、减效作用的等位基因在亲本间分布不均匀.     

高粱F6代群体分蘖数的QTL定位

分蘖数是高粱重要的农艺性状之一。笔者通过微卫星重复序列(simple sequence repeat,SSR)分子标记,以T70×P607杂交得到的F6代重组自交系(recombinant inbred lines,RIL)群体构建遗传连锁图,运用复合区间作图法(composite interval mapping,CIM),对分蘖数进行数量性状基因座(quantitative trait locus,QTL)分析,在第1、2、4、5和6号染色体上检测到7个与分蘖数相关的QTL,解释性状表型变异在1%～13%之间,所得到的QTL全为超显性。     

玉米种皮和穗轴中总酚含量的QTL分析

利用黑玉米自交系SDM作为父本,与黄玉米自交系MO17杂交,构建F2∶3群体,对玉米种皮中总酚含量(PCP)和穗轴中的总酚含量(PCC)进行了QTL分析.结果表明:SDM种皮和穗轴中总酚含量均极显著高于MO17,种皮和穗轴中的总酚含量呈极显著正相关.与玉米种皮和穗轴中总酚含量相关的QTL各检测到4个,分布在第4,6,7,9,10共5条染色体上,增效基因均来自父本SDM.其中位于第6和第10染色体上的4个QTL对表型的贡献率最大.控制种皮中总酚含量的2个QTL PCP-6a和PCP-10b分别解释表型变异的13.00%和17.05%,所在的标记区间分别为mmc0523-umc2006和umc1506-bnlg1028,基因作用方式分别为部分显性和加性.控制穗轴中总酚含量的2个QTL PCC-6a和PCC-10a分别解释表型变异的12.20%和21.10%,所在的标记区间分别为umc1014-mmc0523和umc1506-bnlg1028,基因作用方式均为部分显性.位于第6和第10染色体上控制2个性状的QTL可能是一因多效的同一QTL,也可能是紧密连锁的不同QTL.     

白肋烟遗传连锁图的构建及黑胫病抗性QTL初步分析

利用白肋烟抗黑胫病品种B37(Burley37)和感黑胫病品种B67(Burlcy67)杂交的F1代以花药培养技术培养获得的双单倍体(Doublc Haploid,DH)遗传群体87个株系为作图群体,利用AFLP和SRAP分子标记技术,在群体中共获得135个多态性标记. 以此为基础,利用Mapmakcr/EXP作图软件,构建了一个含23个连锁群、99个标记的白肋烟遗传连锁图,该图谱总长为915.7 cM,标记问的平均距离为9.2 cM.同时利用两年田间试验调查分析了该群体各株系的黑胫病发病率和病情指数,利用WinQTLcart2.5软件扫描遗传连锁图,在4个连锁群上共检测到7个黑胫病抗性相关QTLs(Qualitative Trait Loci),分别命名为TBS1-TBS7,单个QTL解释表型变异11.2%-20.0%.其中在C2和C5两个连锁群上出现了重复性稳定的QTL.研究结果为精细定位抗病QTL以及通过分子标记辅助选择等方法选育黑胫病抗性强的烟草品种奠定了基础.     

玉米株高和穗位高遗传基础的QTL剖析

玉米是世界范围内具有经济重要性的作物之一.株高和穗位高是玉米育种过程中需考虑的2个重要农艺性状,对玉米产量、抗倒伏性及株型等都有较大影响.为进一步明确玉米株高和穗位高的遗传机制,本研究以B73×Zheng58的含有165个株系的F3∶4重组自交系群体为作图群体,利用覆盖玉米10条染色体189个SSR标记对株高和穗位高进行QTL定位分析.总共定位到5个株高QTL和6个穗位高QTL;这11个QTL分布在除2号和6号之外的其他8条染色体上.单个QTL表型变异贡献率的变幅为4.3%~14.2%.其中10个QTL与以前报道过的QTL的位置相近或重叠,而株高QTL(qPH04-01)是新发现的群体专一性的QTL,最靠近标记umc0371,表型变异贡献率为8.8%,是值得进一步研究和利用的位点.     

玉米株高和穗位高遗传基础的QTL剖析（英文）

玉米是世界范围内具有经济重要性的作物之一.株高和穗位高是玉米育种过程中需考虑的2个重要农艺性状,对玉米产量、抗倒伏性及株型等都有较大影响.为进一步明确玉米株高和穗位高的遗传机制,本研究以B73×Zheng58的含有165个株系的F3:4重组自交系群体为作图群体,利用覆盖玉米10条染色体189个SSR标记对株高和穗位高进行QTL定位分析.总共定位到5个株高QTL和6个穗位高QTL;这11个QTL分布在除2号和6号之外的其他8条染色体上.单个QTL表型变异贡献率的变幅为4.3%~14.2%.其中10个QTL与以前报道过的QTL的位置相近或重叠,而株高QTL(qPH04-01)是新发现的群体专一性的QTL,最靠近标记umc0371,表型变异贡献率为8.8%,是值得进一步研究和利用的位点.     

杂草稻杂种F_2代群体等位基因非随机分离和位点间连锁不平衡的研究

杂交-渐渗在物种进化过程中起到了重要作用,本研究对人工杂交和自交构建的3个杂草稻杂种F2代群体进行遗传分析,了解各群体中来自双亲不同位点等位基因的遗传规律,并以此揭示在杂草稻的杂交-渐渗过程中双亲基因的传递是否受到自然选择而发生非随机分离.采用微卫星(SSR)和插入/缺失(InDel)分子标记,检测了F2群体各位点等位基因和基因型频率,以连续卡方(X2)方法,检验了F2代群体各位点等位基因和基因型频率的观察比值和理论比值是否相符,检测配子或合子选择对偏态分离造成的影响,对3个F2群体分子标记的各两两位点进行了连锁不平衡分析和卡方统计检验.结果显示3个群体均出现显著的等位基因非随机分离,配子选择对非随机分离影响较大,某些基因位点存在显著关联关系,表明杂草稻的杂种后代群体在杂交分离过程明显受到了自然选择,这一结果为杂交-渐渗在杂草稻适应性进化过程中的作用提供了遗传和分子证据.     

"三系"杂种小麦单倍体加倍群体的构建及其应用分析

用花药培养法构建了1个由43个单株组成的"三系"杂种小麦单倍体加倍(DH)群体,其中21株是可育的,22株不育.对此群体在遗传育种、基因克隆、QTL分析等方面的利用价值进行了分析.     

籼稻整精米率QTLs的检测及上位性和环境互作效应分析

利用所构建的明恢86×佳辐占重组自交系(RIL),采用混合线性模型和复合区间作图法(CIM),对不同年份不同季节获得的整精米率性状(HR)进行QTL定位及上位性和环境互作(Q×E)效应分析.检测到2个控制HR的加性效应QTL,分别位于第2、7染色体上的RM154-RM485和RM248-RM234区间,贡献率分别为1.92%、7.85%,总贡献率为9.78%.另检测到3对上位性效应区间,其中只有位于第4号染色体上的RM335-RM518区间和第6号染色体上的RM340-RM439区间互作贡献率为3.66%,其余两对的贡献率为0.环境效应检测中发现,两加性效应QTL与环境互作的贡献率分别为5.70%、8.74%,总贡献率为14.44%;上位性效应QTL与环境互作的总贡献率为2.94%.说明整精米率性状的遗传受环境因素的影响较大.     

中国小麦周8425B/中国春RIL群体成株抗叶锈基因的QTL定位

为确定小麦叶锈病抗病基因的QTL检测及定位,找到能与抗病基因紧密连锁的分子标记,以小麦品种周8425B,中国春及其杂交获得的244个F_(2∶8) RIL群体为试验材料,分别于2014～2015年在河北保定和河南周口进行了田间叶锈病病害严重度调查,获得了群体的表型数据,利用SNP标记和SSR标记进行基因分型,得到了群体基因型数据,运用软件Joinmap和QTL Ici Mapping 3.1进行连锁作图和QTL定位。结果找到2个QTL位点,分别位于2B,7D染色体上。     

影响小麦加工品质数量性状位点的研究

以M5和M16为亲本构建的重组自交系为材料，对影响小麦加工品质性状的数量性状位点（QTL）进行了研究．检测了群体中籽粒硬度、蛋白质含量、SDS沉降值、拉伸面积等品质性状，它们在群体中呈近似正态的连续分布，为多基因控制的数量性状．利用43个SSR标记和42个AFLP标记构建了相关染色体的分子连锁图．在1A、5D、6D染色体上分别检测到与籽粒硬度相关的QTL各1个，其中位于染色体5D上的Xgwn190对表型变异的贡献率最大，达62．5％，为主效基因；在1B和6A染色体上分别检测到与蛋白质含量相关的QTL各1个，它们对表型变异的贡献率分别为13．2％和15．6％；在染色体1B和3B上分别检测到与SDS沉降值相关的QTL各1个，贡献率最大（10．2％）的一个QTL位于3B染色体上靠近E37M61—286的区域；在1A、3B、5D染色体上分别检测到与拉伸面积相关的QTL各1个，其中5D染色体上的Xgwn190对表型的贡献率最大，为11．5％．     

水稻温敏核不育系HD9802S不育基因的SSR标记定位

使用分子标记辅助选择可以获得目标性状的个体从而提高育种效率.以HD9802S/(HD9802S/R287) BC1群体为材料,利用BC1群体中随机选择的32个高度不育单株和32个高度可育单株,以及涵盖水稻12条染色体的22个SSR标记,通过连锁分析进行染色体定位,将温敏核不育基因(HDtms)定位于第2号染色体上;利用软件QTL Ici Mapping 3. 0进行染色体分群,HDtms被划分到第2号染色体上.在第2号染色体上覆盖筛选得到10个SSR标记,以回交群体中428个单株为材料绘制连锁图谱,图谱全长112. 21 cM,平均图距为11. 21 cM,HDtms在标记RM5897与RM12783之间.在此区间内筛选到与HDtms连锁紧密的SSR标记.其中RM12747是得到筛选率最高的分子标记,为90. 135%,且在HD9802S与R287间具有多态性.说明对温敏不育性的分子标记辅助选择可初步使用该分子标记.     

林木多元性状数据QTL区间作图统计分析及其在杨树上的应用

【目的】传统的数量性状基因座(QTL)定位统计分析方法是针对自交系产生实验群体而建立的,不能直接应用到林木这种杂合度较高生长周期较长的异交物种中。针对林木多元性状数据,将传统的QTL区间作图方法应用到林木杂交F₁代作图群体中。【方法】考虑分子标记各种可能的分离比以及连锁相信息,建立林木多元性状数据QTL定位统计分析模型,并用R语言编写了相应的计算软件包mvqtlmap。在美洲黑杨和小叶杨杂交F₁代群体中,对2014年5月29日至9月24日期间调查的6个时间点树高数据进行了QTL定位分析。【结果】有4个QTL定位在母本美洲黑杨的遗传连锁图谱上,有6个QTL分布在父本小叶杨的遗传连锁图谱上,这些QTL分别位于第1、5、7、9、11和19号染色体上,平均解释0.8%～6.7%的表型方差。【结论】研究结果可为在林木上利用多个性状或多个时间点性状数据进行QTL定位提供统计分析方法及计算工具。所建立的程序包可在网站http://www.bioseqdata.com/mvqtlmap/mvqtlmap.htm上自由下载。