甘蓝型油菜籽粒着生密度及其相关性状全基因组关联分析

油菜角果内籽粒着生密度影响每果粒数,对油菜产量有直接或间接影响。本研究以不同遗传背景和地理来源的213份甘蓝型油菜品种(系)构成的自然群体为研究对象,利用芸薹属60 K Illumina Infinium SNP芯片进行群体结构、亲缘关系以及连锁不平衡分析;然后基于最优模型对籽粒着生密度及其相关性状进行全基因组关联(GWAS)分析。通过GWAS分析,共检测到10个SNP位点与籽粒着生密度及其相关性状关联。其中与籽粒着生密度关联的标记有2个,表型贡献率分别为9.49%和11.17%;与角果有效长关联的标记有6个,单个位点可解释9.81%~12.17%的表型变异;与每果粒数相关联的标记有2个,分别解释10.44%和10.87%的表型变异。通过分析关联SNP位点的LD区间的基因信息,筛选出16个与籽粒着生密度及其相关性状有关的候选基因,其中KMD4和UGT76C2基因与细胞分裂素的调控有关;AGL104和ADC2基因参与种子的形成过程;MCCB、NGA2和MATE等基因参与侧生器官的生长发育过程,它们的异常表达会导致一些侧生器官的变异。ADC2和UGT76C2两个候选基因可能对籽粒着生密度和每果粒数一因多效性。     

葛根资源遗传多样性和性状关联分析

通过研究葛根资源的遗传多样性和葛根表型性状与分子标记的关联分析,为葛根的分子育种和指纹图谱构建提供理论依据。鉴定分析了127份不同来源葛根资源的10个表型性状,并用ISSR标记研究127份葛根资源的遗传多样性,对ISSR标记与表型性状进行关联分析。表型性状鉴定结果显示葛根资源的10个性状变异大、多样性较好。利用ISSR标记获得多态性条带109条,平均每个引物扩增5.73条、平均Nei's基因多样性0.2085、平均Shannon's指数0.3378,最远遗传距离为0.46。ISSR分子标记聚类分析将127份资源聚为两大类,群体结构分析和PCo A分析结果类似将127份资源分为2个亚群。GLM分析发现3个与茸毛性状关联标记,MLM分析未发现与表型性状关联的标记。本研究收集的资源遗传多样性较好,葛根分子标记聚类结果与地域关系不大,综合GLM和MLM关联分析结果,本试验未发现与表型关联位点。     

玉米穗部性状及其一般配合力的关联分析

穗部性状是影响玉米产量的重要性状,一般配合力是评价玉米自交系利用价值的重要指标。为解析穗部性状及其一般配合力的遗传基础,本研究对248份玉米自交系组成的自然群体和以其中100份自交系为母本按照NCⅡ遗传交配设计与4个测验种(Mo17、昌7-2、E28和郑58)组配的400份F1杂交组合的穗部性状进行研究,并利用分布于全基因组的83057个SNP标记进行穗部性状及其一般配合力的关联分析。结果表明,穗长、穗粗2个穗部性状基因型间、环境间差异达极显著水平,其广义遗传率分别为81.22%和87.70%。母本间、父本间及不同杂交组合间穗长、穗粗差异均达极显著水平,在基因型方差中特殊配合力贡献率较大。利用2年2点4个环境下的数据分别进行关联分析,检测到34个性状SNP关联,利用BLUP值检测到7个性状SNP关联。这些性状SNP关联可解释的表型变异为0.01%～19.42%,其中有5个性状SNP关联的表型贡献率大于10%,未检测到穗部性状本身与一般配合力性状的相同SNP位点。基于该群体的LD衰减距离在显著关联SNP位点上下游各120 kb范围内进行候选基因搜索,共发现158个候选基因,推测可能的候选基因涉及泛素代谢相关基因(GRMZM2G360374、GRMZM2G049568、GRMZM2G178120),β半乳糖苷酶(GRMZM2G178106),丝氨酸苏氨酸蛋白激酶(GRMZM2G127050),赖氨酸和组氨酸特异性转运体(GRMZM2G116004)。研究结果为解析玉米穗长和穗粗及其一般配合力的遗传基础和分子辅助选择育种提供了参考。     

SNaPshot技术检测滩羊双羔群体中与多胎性状相关SNP研究

对我国地方品种滩羊双羔群体进行SNP检测和多胎性状相关性研究,促进SNPs在双羔家系分子育种中的应用。从实验前期SNP筛选的基础上,利用候选基因飞行质谱法最终确定3种基因13个SNP位点作为候选位点,对滩羊双羔群体的多胎位点进行多态性检测,分析群体差异性,筛选多羔候选基因。关联分析表明:13个位点中有5个位点与多胎性能有关,3种遗传模型也被证实,但BMPR1B基因构建的单倍型却与多胎性能无关。本研究旨在为滩羊双羔分子标记本品种选种选配等分子辅助育种技术提供参考,保护与可持续利用地方家养动物稀有种质遗传资源,加快优质多胎肉羊的发展。     

辽宁绒山羊IGF-Ⅰ基因5＇调控区多态性与产绒性状相关

根据表型性状选取少量辽宁绒山羊个体,直接进行类胰岛素生长因子-Ⅰ（IGF-Ⅰ）基因5＇调控区克隆测序以确定单核苷酸多态（SNP）位点,共发现4个SNPs,分别是G→C（388bp）、A→G（668bp）、A→C（719bp）、G→A（752bp）的突变,导致5＇调控区305～800bp中比野生型个体减少一个CdxA转录因子结合位点,但C/EBP的值（89.2）高于野生型（88.5）.然后通过引入错配碱基创造酶切位点技术和多聚酶链反应-限制性片段长度多态性（PCR-RFLP）方法,对520只辽宁绒山羊进行基因型检测,结果表明,每个SNP位点在本群体中都有AA（野生型）、AB和BB（突变型）三种基因型,且4个SNPs位点共有13种单倍型组合.将不同SNP的基因型及单倍型组合与绒产量、绒纤维细度和绒纤维长度进行关联分析发现,SNP2位点的AA基因型绒纤维细度极显著低于AB型和BB型（P〈0.01）,而SNP4位点AA基因型产绒量显著高于AB型和BB型（P〈0.05）,单倍型组合H7H7与产绒量和绒纤维细度均有显著相关（P〈0.05）.IGF-Ⅰ基因可能是影响绒山羊产绒性状的主要候选基因.     

小麦耐低磷相关性状的全基因组关联分析

通过对小麦耐低磷相关性状进行全基因组关联分析(GWAS,genome-wide association study),挖掘与小麦耐低磷性显著相关的单核苷酸多态性标记(SNP,single nucleotide polymorphism)位点及候选基因,为小麦耐低磷性状的遗传基础和分子机制研究提供理论参考。本试验以198份黄淮麦区小麦品种(系)为试验材料,设置低磷和正常磷营养液水培试验,利用小麦35K芯片对分布于小麦全基因组的11896个SNP,采用Q+K关联模型对小麦耐低磷性相关性状进行关联分析。结果表明,小麦耐低磷性状表现出广泛的表型变异,变异系数为15.65%~26.59%,多态性信息含量(PIC,polymorphic information content)为0.095~0.500。群体结构分析表明,试验所用自然群体可分为2个亚群,GWAS共检测到67个与小麦耐低磷相关性状显著关联的SNP位点(P≤0.001),这些位点分布在除3A、3B和3D以外的18条染色体上,单个SNP位点可解释5.826%~9.552%的表型变异。在这些显著位点中有4个SNP位点同时关联到了2个不同的耐低磷性状。对67个SNP位点进行发掘,筛选到7个可能与小麦耐低磷性有关的候选基因。TraesCS6A02G001000和TraesCS6A02G001100在锌指合成中有重要作用;TraesCS6A02G118100可能为低磷胁迫诱导基因;TraesCS5D02G536400、TraesCS1B02G154200和TraesCS5D02G536500与低磷胁迫相关酶类基因家族有关;TraesCS1D02G231200与植物DUF 538结构域蛋白有关,是植物胁迫相关调控蛋白候选基因。     

水稻糯性相关基因的全基因组关联分析

利用1 090 071个SNP标记, 对419份广西地方稻种资源核心种质的糯性进行全基因组关联分析。结果表明, 运用混合线性模型, 在P<4.72×10^-8 (4.72E-8)水平下, 检测到45个与糯性显著关联的SNP位点, 均位于第6号染色体上。通过筛选显著关联位点上、下游各150 kb区域内的基因, 共找到305个候选基因, 其中包含2个与淀粉合成酶相关的Wx和SSIIa基因; 同时在第6号染色体5.69-5.89 Mb区域发现4个与糯性显著关联的SNP位点, 该区域可能是影响水稻(Oryza sativa)糯性的重要候选区域。     

甘蓝型油菜育种亲本单株产量与农艺性状相关性分析

油菜是我国重要的油料作物,提高油菜产量是油菜育种的首要目标之一。油菜育种中,考察和分析油菜种质的主要农艺性状是筛选育种亲本材料配制优良组合的前提基础,可以为高效开展重要性状的改良提供有效的科学依据。以213份长江流域油菜主产区育种单位提供的甘蓝型油菜育种亲本为材料,采用相关分析、通径分析、多元回归分析及主成分分析等方法,探讨在成都平原气候条件下,油菜单株产量与10个相关农艺性状之间的关系,明确甘蓝型油菜产量形成的主要决定因子。结果表明,不同地区油菜资源农艺性状存在较大差异;单株产量与株高、主序有效长度、一次有效分枝数、主序有效角果数、角果长度、每角果粒数和千粒重呈极显著正相关,与营养生长天数呈显著负相关;对单株产量直接影响最大的是株高,其次是每角果粒数和一次有效分枝数,间接作用最大为主序有效长度,其次是主序有效角果数和一次有效分枝高度。逐步回归分析表明,株高、每角果粒数、一次有效分枝高度和一次有效分枝数是决定单株产量的主要因子;通过主成分分析,可将相关性状综合为4大类:株高控制因子、生育期控制因子、产量性状控制因子和株型控制因子。本生态区域内决定产量形成的关键性状为株高、每角果粒数、一次有效分枝高度和一次有效分枝数,本研究得出的结果对于充分利用各育种单位亲本材料优良性状提供了有价值的参考。     

甘蓝型矮秆直立株型油菜株高性状基因的初步定位

定位甘蓝型矮秆直立株型油菜的株高基因,解析矮秆性状的遗传规律,对油菜育种的产量具有重要意义。通过甘蓝型三系油菜(不育系5824ci×恢复系5771r)杂交,在F1中发现变异单株,命名"DW871"。经多代自交,从群体中选取纯合矮秆和对应纯合高秆杂交,从杂交后代分离群体中分别选取47个矮秆、47个高秆和10个纯合矮秆材料,分别构建基因池。利用BSA-seq简化基因组测序技术,以47个矮秆与47个高秆,10个纯合矮秆与47个高秆进行关联分析(BSA),从47个矮秆与47个高秆基因混合池间检测到差异SNP共121998个,非同义突变SNP共1582个,在ChrA10染色体上定位1个显著关联区域,区间长度6.39 Mb,含1405个候选基因;从10个纯合矮秆与47个高秆基因混合池间共获得1752011个SNP,非同义突变SNP共27723个,InDel 518420个,在ChrA03、ChrA04、ChrA06、ChrA07、ChrA10和ChrC03上定位共19个与性状相关的候选区域,区间长度5.35 Mb,含1143个候选基因。然而由于未达到理论阈值,这个区域很可能是假阳性区域,需要进一步验证。47个矮秆基因混池和10个纯矮秆基因混池在ChrA10染色体上定位的关联区域互相重合,重合区间为1.83 Mb。本研究在ChrA10染色体上定位1个与DW871株高性状显著关联区间,这一研究结果为精细定位甘蓝型矮秆直立株型油菜株高性状基因奠定了良好基础。     

鸡6个功能基因microRNA靶标区域SNP的生物信息学预测

GDF-8、IGF-I,IGF-III、IGF2R、,IGFBP2和GHR是鸡的重要经济性状候选基因.利用miRanda和Targetscan软件预测6个基因3'UTR潜在的microRNA靶标,并发掘靶标区域SNP位点.结果表明:在6个基因的26个microRNA靶标区域,共检测到125个SNP位点,在靶标及其5'和3'邻接等长侧翼区分别检测到47个,44个和35个SNPs位点,其中12个SNP定位于靶标种子序列互补区.种子序列互补区及其3'侧翼区的SNP位点可能会影响microRNA的调控,导致家禽的表型变异.     

鸡6个功能基因microRNA靶标区域SNP的生物信息学预测

GDF-8、IGF-I、IGF-III、IGF2R、IGFBP2和GHR是鸡的重要经济性状候选基因。利用miRanda和Targetscan软件预测6个基因3′UTR潜在的microRNA靶标, 并发掘靶标区域SNP位点。结果表明: 在6个基因的26个microRNA靶标区域, 共检测到125个SNP位点, 在靶标及其5′和3′邻接等长侧翼区分别检测到47个、44个和35个SNPs位点, 其中12个SNP定位于靶标种子序列互补区。种子序列互补区及其3′侧翼区的SNP位点可能会影响microRNA的调控, 导致家禽的表型变异     

普通菜豆抗菜豆象性状的全基因组关联分析

普通菜豆(Phaseolus vulgaris)具有丰富的营养价值, 菜豆象(Acanthoscelides obtectus)是危害菜豆的主要害虫, 利用抗虫种质资源防治菜豆象是最安全且经济有效的方法。该研究利用改良的室内人工接虫方法, 对625份普通菜豆种质资源进行2次菜豆象抗性重复鉴定, 筛选出2份抗性稳定且种子受害率均在10%以下的高抗种质。利用种子受害率和蛀孔总数的表型数据, 基于3 767 432个SNP标记进行全基因组关联分析, 鉴定出15个与种子受害率相关的显著关联遗传位点, 8个与蛀孔总数相关的显著关联位点, 解释了4.54%-5.56%的表型变异。在候选位点筛选出包括编码蛋白酶抑制剂、凝集素和过氧化物酶等在内的20个与抗虫防御相关的候选基因。     

基于SLAF-seq技术鉴定甘蓝型油菜叶缘裂刻性状候选基因

叶缘裂刻性状是甘蓝型油菜遗传育种的理想形态标记。叶缘裂刻性状变异材料的创建对丰富甘蓝型油菜叶片形态和优良品种改良至关重要。本研究以甘蓝型油菜常规品种中双11和甘蓝型油菜叶缘裂刻新品系Y176为亲本(通过甘蓝型油菜与菜远缘杂交获得),从F2群体中分别挑选出叶缘裂刻和正常叶形的植株各50株,构建了两个极端性状混池DNA文库,借助SLAF-seq-BSA技术,挖掘甘蓝型油菜叶缘裂刻性状相关候选基因。共开发出177941个SLAF标签,通过分析SLAF标签的多态性,共获得150168个SNP,其中亲本间共获得128200个SNP。对ED方法和SNP-index方法得到的关联区域进行综合分析,获得1个与目标性状紧密关联的候选区域,位于甘蓝型油菜A10染色体上的14528149～17353693区域,总长度为2.83 Mb,约有666个编码基因。与前人研究定位在同一染色体上,但本研究定位的区间与前人研究不同,说明本研究存在控制叶缘裂刻新基因的可能性大。并对该区域内基因进行功能注释,其中666个注释到NR数据库;517个注释到SwissProt数据库;587个注释到GO数据库;151个注释到KEGG通路;258个注释到COG数据库,对候选基因进行注释有助于进一步分离相关基因。     

丙酸通路基因多态性与猪肉质及胴体性状的关联分析

为了挖掘新的猪肉品质及胴体性状的候选基因,揭示猪肉质及胴体性状的遗传机制,文章将丙酸代谢通路作为候选通路,将通路内基因与猪肉质及胴体性状进行关联分析。实验采用37头三元杂交商品猪作为研究对象,首次针对丙酸通路中7个基因的36个SNP位点利用SNaPshot方法进行基因分型,分别用最小二乘模型及MB-MDR模型与肉质及胴体性状进行关联分析。结果发现,基因PCCB、MUT、MCEE及ACSS2上的4个SNP位点分别与肌内脂肪含量、背膘厚等性状显著相关(P<0.05),ACSS2与猪脂肪含量显著相关;MCEE及MUT与猪的背膘厚显著相关;PCCB基因与脂重显著相关。通过MB-MDR方法检测到多个SNP位点具有互作效应,并与背膘厚、水分含量、脂肪含量显著相关(P<0.05)。另外,丙酸代谢通路中的基因间的互作效应对猪肉品质有显著影响。     

甘蓝型油菜数量性状遗传变异的研究

本试验采用单因素遗传设计,连续两年分别研究了42个和50个稳定遗传的甘蓝型油菜品种22个数量性状的平均表现和遗传变异,结果表明,开花期、株高、分枝高度、着粒密度、每果粒数、千粒重、一次分枝数、总角果数、单株产量和含油量的表现受大环境的影响较大。开花期、果长、千粒重、主花序长度的遗传力高,总角果数、单株产量、着果密度、分枝高度、每果粒数的遗传力较低。随着芥酸含量的降低,开花期延迟,主花序变短,主花序角果数减少。无芥酸品种的总角果数和单株产量显著低于有芥酸品种。中国的高芥酸品种具芥酸含量显著高于国外的高芥酸品种。     

RFLP和AFLP分析白菜型油菜和甘蓝型油菜遗传多样性及其在油菜改良中的应用价值

采用RFLP和AFLP标记对来自中国和欧美的7份甘蓝型油菜和22份白菜型油菜进行了遗传多样性分析。在这29份材料中,166个酶-探针组合和2对AFLP引物共检测到1477个RFLP标记和183个AFLP标记。RFLP数据显示以拟南芥EST克隆作探针比用油菜基因组克隆做探针能检测到更多的多态性位点,且采用EcoR Ⅰ或BamH Ⅰ酶切比HindⅢ酶切多态性好,白菜型油菜和甘蓝型油菜中基因的拷贝数平均都为3个左右。UPGMA聚类分析表明中国白菜型油菜的遗传多样性比甘蓝型油菜和欧美白菜型油菜丰富,欧美甘蓝型油菜与欧美白菜型油菜聚为一类,而与中国甘蓝型油菜差异更大。中国白菜型油菜丰富的遗传多样性为中国甘蓝型油菜的改良提供了宝贵的资源,揭示了利用白菜型油菜A基因组和甘蓝型油菜A基因组间亚基因组杂种优势的可能性。     

人肌球蛋白7A基因非同义单核苷酸多态性位点潜在致聋突变的预测分析

目的:人肌球蛋白7A(MYO7A)基因是遗传性耳聋分子筛查的候选基因之一。从已知的MYO7A非同义单核苷酸多态性(ns SNPs)位点数据库中筛选可能与致病表型相关的ns SNPs位点,以提高MYO7A基因耳聋分子诊断的有效性和准确率。方法:首先,从NCBI数据中心的db SNP数据库(db SNP)和Deafness Variation Database数据库获得MYO7A基因的SNPs数据和基因的相关信息;然后,通过SIFT、Poly Phen-2、PANTHER、Ph D-SNP、Mutation Taster、SNPGO和Mut Pred软件进行ns SNPs表型致病性分析,预测潜在致病位点;接着,应用Clustal X2和Gene Doc软件进行同源氨基酸序列比对,分析潜在致病的ns SNPs位点保守性;最后,应用Swiss Model平台选择性地对某些突变蛋白质的三维结构进行建模,并分析结构域的变化。结果:预测出MYO7A的104个高风险致病的ns SNPs位点,包括25个已报道的耳聋相关ns SNPs位点;高风险致病的ns SNPs位点中,有42个位于肌球蛋白马达(myosin motor)结构域,其中12个预测有致病风险的ns SNPs位点与MYO7A基因致聋的突变研究报道一致。肌球蛋白马达结构域中包含30个新预测的潜在致病性ns SNPs位点,其中仅L366P位点在7个预测软件中具有高度一致性。通过对L366P位点位点突变前后的三维模型构建,发现存在蛋白结构的改变,且同源性比对结果显示了该位点的高度保守性。结论:MYO7A的L366P为潜在高风险致病性ns SNP位点,推测该基因突变可能与耳聋表型相关。本研究所采用的分析筛选方法对MYO7A基因突变的临床筛查及其他致病基因的ns SNPs筛选具有重要的参考价值。     

红花油脂相关性状与SSR分子标记的关联分析

红花(Carthamus tinctorius L.)是一种富含不饱和脂肪酸的重要油料作物。为寻找与红花油脂性状相关联的分子标记,本研究利用已经开发的多态性良好的48对SSR引物,系统分析了来自27个国家74份红花种质资源的遗传多样性和群体结构,并结合红花油脂相关性状的表型数据,应用TASSEL3.0中的一般线性模型(GLM,general linear model)和混合线性模型(MLM,mixed linear model)对红花油脂性状和标记进行关联分析。研究结果显示:48对SSR分子标记的多态性信息含量(PIC)变异范围为0.0632～0.3750,平均值为0.2937;基因多样性指数变异范围为0.0653～0.5000,平均值为0.3700。UPGMA聚类将74份红花分为3个类群,分别包括7份、52份和15份材料。群体结构分析结果显示,74份红花可分为3个亚群,各亚群分别包括7份、55份和12份材料。在显著水平P0.05条件下,通过GLM和MLM两种模型都检测到了18个与油脂性状相关联的分子标记,各标记对表型变异的解释率变幅分别为5.42%～20.69%和4.35%～20.69%。两种分析方法相比,除标记Ct589和Ct178不同外,剩余16个标记在两种分析方法中都能检测到。研究表明:所选74份红花种质资源的群体遗传多样性丰富,结构差异性显著,适合用于红花油脂相关性状的关联分析。本研究为高含油量红花辅助育种提供了新的分子标记资源。     

京海黄鸡体重性状全基因组关联分析

体重性状是肉鸡重要的经济性状。为了寻找可用于京海黄鸡体重性状遗传改良的分子标记及候选基因,本文以400只京海黄鸡核心群母鸡为基础,测定了0~14周龄体重,利用简化基因组测序技术(Specific-locus amplified fragment sequencing, SLAF-seq)对京海黄鸡体重性状进行全基因组关联研究(Genome-wide association stndy, GWAS),筛选与京海黄鸡体重性状相关的SNPs位点。结果共检测到100个与京海黄鸡体重相关的SNPs位点,其中15个位点效应达到全基因组显著水平(P<1.87E-06),85个位点效应达到全基因组潜在显著水平(P<3.73E-05)。通过筛选每个显著SNP周围1 Mb区域内的基因,共找到9个可能的候选基因,其中FAM124A(Family with sequence similarity 124A)、QDPR(Quinoid dihydropteridine reductase)、WDR1(WD repeat domain 1)和SLC2A9(Solute carrier family 2 (facilitated glucose transporter), member 9) 4个基因可能是影响体重性状的重要候选基因。同时还发现,4号染色体75.6~80.7 Mb区域集中了大部分与京海黄鸡中后期体重性状显著相关的SNPs位点,该区域可能是影响京海黄鸡中后期生长体重的重要候选区域。     

小麦根部耐盐性状全基因组关联分析

为了解小麦耐盐相关性状的遗传机理,挖掘与小麦耐盐性显著相关的SNP位点及候选基因,本研究利用浓度200 mmol/L的NaCl溶液和正常营养液对全国300份小麦品种(系)进行耐盐性试验,并利用小麦90 K芯片对分布于小麦全基因组的16650个SNP,采用Q+K关联混合模型对小麦最长根长、根干重、根鲜重、根平均直径、根尖...