Quantitative trait locus analysis of lateral branch– related traits in cucumber (Cucumis sativus L.) using recombinant inbred lines

A group of 224 recombinant inbred lines (RILs) was derived from a narrow cross between 2 cucumber (Cucumis sativus L.) lines, namely, S94 (Northern China type with weak lateral branch growth potential and early lateral branch sprouting time) and S06 (Northern European type with strong lateral branch growth potential and late lateral branch sprouting time). These lines were then used for investigating lateral branch-related traits. A total of 36 quantitative trait loci (QTLs) were detected for the following 4 lateral branch-related traits: lateral branch average length (LBAL), lateral branch total length (LBTL), lateral branch number (LBN), and first lateral branch node (FLBN). Further, each QTL explained 3.1% (lbtl2.1, spring) to 32.3% (lbn2.3, spring) of the observed phenotypic variance. Eleven QTLs (lbal1.1, lbtl1.1, lbn1.2, flbn1.2, etc.) for different traits were found to be clustered on the e23m18d-ME23EM6c section (7.4 cM) of linkage group (LG) 1; further, 15 QTLs (lbal2.1, lbtl2.1, lbn2.1, flbn2.1, etc.) were found to be clustered on the S94A1-ME4SA4a section (13.9 cM) of LG2. Twenty-one QTLs explained more than 10% of the phenotypic variance. Moreover, lbtl1.3 (autumn, 26.2%, logarithm of odds (LOD) = 17.4; spring, 26.9%, LOD = 17.9) had stable position and contribution in both seasons. Several se-quence-anchor markers (CMBR40, F, CS30, S94A1, CSWTA11B, etc.) were closely linked with some QTLs for LBAL, LBTL, LBN, and FLBN, which can be used for the marker-assisted selection to improve the plant architecture in cucumber breeding.     

黄瓜SRAP遗传连锁图的构建及侧枝基因定位

在由黄瓜的两个自交系S06与S52杂交产生的F₂群体中, 应用SRAP(sequence-related amplified polymorphism)标记构建遗传连锁图谱, 检测控制黄瓜侧枝数(lbn)和侧枝平均长度(lbl)的数量性状座位(QTL). 使用筛选出的64个多态性引物组合对F2群体进行分析, 得到108个多态性位点. 经MAPMAKER/EXP3.0分析(LOD≥3.0), 获得由92个标记座位组成、覆盖7个连锁群的遗传图谱, 总长1164.2 cM, 标记平均间距12.6 cM. 应用QTLMapper1.6, 各检测到4个控制lbn和lbl的QTL, 其中, 对lbn贡献率最大的QTL位于第二连锁群的ME11SA4B-ME5EM5区间, 其S06基因型具有增效作用; 对lbl贡献率最大的QTL位于第二连锁群的DC1OD3-DC1EM14区间, 其S06基因型具有增效作用.     

利用黄瓜加密图谱定位花相关性状QTLs

本研究利用强雄的华北类型品系S94和全雌的欧洲类型品系S06构建的224个F_(6:7)代重组自交系(RIL)群体对不同季节(F_7/秋,F_7/春两季)黄瓜花相关性状(始花节位ffn,始雌花节位fffn和雌花率sex)劝表型进行研究。利用构建的加密图谱采用WinQTLcart 2.5软件检测3个花相关性状QTL位点。结果显示:(1)构建包含7个连锁群,610个标记的加密图谱覆盖基因组749.2 cM,平均标记间距为1.2 cM;(2)3个花相关性状在F_7/秋与F_7/春两季共检测15个QTLs位点(F_7/秋12个,F_7/春9个)分布于除第4染色体外的黄瓜染色体上。在花相关性状中,春秋两季相同性状都有稳定检测的QTL有6个,其中3个QTLs雌花率sex6.2(18.2%,秋和37.7%,春)、始花节位ffn6.1(16.7%,秋和12.0%,春)和始雌花节位fffn6.1(18.4%,秋和40.1%,春)在两季的贡献率都高于10%,仅1个位点始花节位ffn1.3在单一季节表现高的贡献率(10%)。     

鲤鱼(Cyprinus carpio L.)头长、眼径、眼间距QTL的定位

用265个AFLP标记、127个微卫星分子标记、37个EST-SSR标记和16个RAPD标记对大头鲤/荷包红鲤抗寒品系的F2雌核发育群体44个个体进行基因型检测, 构建鲤鱼遗传连锁图谱。利用软件WinQTLCart2.5采用复合区间作图法对头长、眼径、眼间距3个性状进行了QTL分析。结果显示, 共检测到5个与头长性状相关的QTL, 分别定位于鲤鱼连锁图谱的LG2(qHS-2-1)、LG3 (qHS-3-1)、LG40(qHS-40-1)和LG4 (qHS-4-2和qHS-4-3) 上。其中qHS-40-1拥有最大的 LOD值, 为7.94, 可解释的表型变异为 34.29%。qHS-4-2的LOD值最小, 为5.03, 可解释的表型变异为11.52%。5个与头长性状相关的 QTL 加性效应值均为负值。检测到两个与眼径性状相关的QTL, 分别定位于鲤鱼连锁图谱的LG39连锁群(qED-39-1)和LG40连锁群(qED-40-1)上, 其中qED-40-1的LOD值比较大, 为2.76, 其加性效应值为负值, 可以解释5.62%的表型变异; qED-39-1的LOD值为2.72, 加性效应值为正值, 可以解释9.77%的表型变异。检测到两个与眼间距性状相关的QTL, 分别定位到鲤鱼连锁图谱的LG20连锁群(qEC-20-1)和LG28 连锁群(qEC-28-1)上。其中qEC-20-1的LOD值比较大, 为3.77, 加性效应值为正值, 可以解释8.29%的表型变异; qEC-28-1的LOD值为2.79, 对应的加性效应值为负值, 可以解释8.88%的表型变异     

鲤鱼体长性状的QTL定位及其遗传效应分析

以大头鲤/荷包红鲤抗寒品系的重组自交系群体及其遗传连锁图谱, 利用Windows Map Manager 2.0的标记回归法进行QTL单标记定位分析和复合区间作图法进行QTL区间检测, 通过置换实验(1 000次重复)确定连锁群显著性水平阈值。在体长性状的标记回归研究中, 共7个标记达到显著水平(P<0.01), 对性状的贡献率为14.00%～27.00%, 其中3个标记达到极显著水平(P<0.001)。HLJ534, HLJ319, HLJ370座位可能与影响鲤鱼体长性状的主效基因连锁。在体长性状的QTL区间定位研究中, 共6个QTL达到连锁群显著水平(P=0.05), 对性状的贡献率为11.33.%～23.12%, 其中2个达到连锁群极显著性水平(P=0.01), 它们的加性效应方向并不一致。HLJ190-HLJ497区间和HLJ479-HLJ483区间是影响鲤鱼体长性状的主效QTL区间。     

谷子SSR分子图谱的构建及主要农艺性状QTL定位

试验拟对谷子重要农艺性状进行数量性状位点QTL分析。以表型差异较大的沈3/晋谷20F2作图群体为材料,观测其株高、穗长等性状,选用SSR做分子标记,利用完备区间作图法(BASTEN C J)进行QTL分析。结果显示,表型数据在作图群体中呈现连续分布,表现为多基因控制的数量性状,被整合的54个SSR标记构建10个连锁群,LOD阈值设置为2.0,检测到与株高相关的主效QTL2个,联合贡献率45.9637%,穗长主效QTL1个,贡献率14.9647%,与穗重、粒重相关的主效QTL为同一位点,贡献率分别为11.9601%和10.1879%。有6组QTL位点之间存在基因互作效应,大小范围为-0.4986-16.6407,对性状的贡献率在2.2716％至6.7478％之间。谷子表型控制复杂,相关QTL的检测受环境影响较大,不同连锁群QTL间互作明显。     

棉花“三桃”性状的QTL定位

棉花的"三桃"(伏前桃、伏桃和秋桃)一直以来被认为是棉花早熟高产的重要指标。文章以早熟高产棉百棉2号为核心亲本,分别与中晚熟材料TM-1和中棉所12杂交,获得两个组合的F2和F2:3家系群体。对两个组合进行了遗传连锁图谱构建,标记位点分别为269个和127个,图谱总长分别为1 837.8 cM和1 244.3 cM。两组合共检测到29个"三桃"性状QTL,包括16个可能性QTL和13个显著性QTL,其中,5个显著性QTL的LOD值既大于3又大于permutation阈值;16个QTL的贡献率大于10%,解释表型变异的10.9%～44.5%。在两组合的相同染色体共同标记附近检测到4个共同QTL,分别为伏前桃qPSB-17、伏桃qSB-17(qSB-17a/17b)和秋桃qAB-17、qAB-12/26,可用于棉花"三桃"性状的标记辅助选择;其中,伏桃qSB-17(qSB-17a/17b)在两个组合中的贡献率均大于10%,秋桃qAB-17、qAB-12/26在一个组合中的贡献率均大于10%,这些既共同又贡献率较大的QTL在标记辅助选择中应优先考虑。     

小鼠15号染色体上脊髓重数量性状基因座的精细定位

目的以前的研究结果表明,控制小鼠脊髓重的一个数量性状基因座(QTL)位于15号染色体D15Mit158附近,跨度约30cM。为分离和确认脊髓重相关基因,本文对该QTL区域进行了精细定位。方法以高级互交系小鼠A/J×C57BL/6J(F4)为研究对象,选择脊髓重偏向两极的个体,在D15Mit158位点附近作高密度局部基因组扫描,用Map Manager QTX19软件对脊髓重与基因型进行连锁不平衡分析。结果在15号染色体D15Mit107附近出现了一个很强的连锁峰,LRS值为17.3(P=1.8×10-4),变异解释率为27%,LOD值达到3.75,可以认定为一主效QTL。该QTL跨度范围为3.2cM。另一个提示可能具有连锁关系的QTL位点在D15Mit28附近,LRS值为7.6(P=0.02),变异解释率为13%,跨度范围为5.0cM。结论控制小鼠脊髓重的D15Mit158区域实际上含有两个QTL,其中一个主效QTL位于15号染色体上宽约3.2cM的D15Mit107位点附近;另一个可能的QTL位于宽约5.0cM的D15Mit28附近。     

黄瓜RIL群体瓜长和把长的QTL定位分析

以黄瓜野生变种‘PI183967’(Cucumis sativus L.hardwickii)和新泰密刺选系‘931’为亲本,通过单粒传法获得包含160个株系的F9代重组自交系群体(RIL)。结合分子遗传图谱和不同年份(2012年春、秋季和2013年春、秋季)的表型调查数据,利用MapQTL4.0软件进行黄瓜瓜长和把长的QTL定位。结果显示:(1)共检测到8个与瓜长和把长相关的QTLs,分布在染色体3、4、5、6、7上,LOD值在2.78~10.24之间,可解释7.4%~32.7%的表型变异率,贡献率≥10.0%的QTL位点4个,占QTLs总数的1/2,在春秋两季重复检测出的QTL位点有4个。(2)检测到4个与瓜长相关的QTLs位点Fl3.1、Fl4.1、Fl5.1、Fl6.1,4个与把长相关的QTLs位点Fsl3.1、Fsl3.2、Fsl5.1、Fsl6.1。(3)Fl6.1和Fsl6.1在2012、2013年春秋季中均可检测到,位于第6号染色体的109.2cM处,标记SSR17591~C80之间;Fl6.1在4次中的贡献率在13.8%~32.7%之间,Fsl6.1在4次中贡献率为12.1%~24.1%;(4)Fl3.1和Fsl3.2位于第6号染色体标记SSR16152~SSR07706之间,其中Fl3.1在2012年秋季和2013年春秋两季中均可检测到,贡献率总共为25.1%,Fsl3.2仅在2012年秋季中检测到,解释8.8%的表型变异率。研究表明,第6号染色体上标记SSR17591~C80和第3号染色体上的SSR16152~SSR07706等2个区域聚集了控制瓜长和把长的主效QTL位点,这2个区域应作为今后研究的重点。     

猪部分内脏器官性状和乳头数的QTL检测

对内脏器官重量性状的QTL定位研究,所见报道不多;对于猪的繁殖性状,尚需做进一步的探讨。本研究在总共214头(180头F2个体)组成的资源家系中,在猪的SSC4、SSC6、SSC7、SSC8 和 SSC13上共选取39个微卫星标记,检测了8种内脏器官的重量性状:心重 (HW)、肺重 (LW)、肝 胆重 (LGW)、脾重 (SPW)、胃重 (STW)、小肠重(SIW)、大肠重(LIW) 和肾重(KW);其他一些胴体性状:胴体长性状1(自第一颈椎,CL1)、胴体长性状2(自第一胸椎,CL2)、肋骨数(RNS)和繁殖性状乳头数(TNS)的QTL定位。结果表明,检测到3个染色体极显著水平的QTL(P≤0.01),它们是HW QTL定位在SSC6上30 cM处,RNS QTL定位在SSC7上115 cM处和TNS QTL定位在SSC7上 110 cM处;另外6个染色体显著水平的QTL(P≤0.05)是:LW(SSC13上119 cM处)、LGW(SSC6上94 cM处)、SPW(SSC8上106 cM处)、SIW(SSC 4上0 cM处)、LIW(SSC 4上170 cM 处)和TNS(SSC 6上95 cM处)。上述QTL解释的表型变异从 0.04% 到 14.06%,有些位点的 QTL 可以解释表型变异的 10%以上,如 HW 的 QTL 解释表型变异的9.52%、SIW的QTL解释表型变异的13.47%、定位在SSC6上的TNS QTL解释表型变异的14.06%,而定位在 SSC7上的TNS QTL解释表型变异的11.30%。多数内脏器官重量性状的QTL定位结果未见报道。胴体长未见显著水平的QTL,而在SSC7上定位染色体极显著水平的肋骨数QTL。     

小麦品种冀麦24抗麦红吸浆虫QTL分析

麦红吸浆虫是影响小麦产量和品质的重要害虫,研究小麦对吸浆虫抗性的遗传及其连锁分子标记对于提高抗虫品种的选择效率具有重要意义。本研究以小麦感虫品系6218与抗虫品种冀麦24产生的重组近交系(RIL)群体为材料,利用SSR标记和人工虫圃对冀麦24的抗虫性遗传进行了研究。结果表明:6218与冀麦24的抗性差异显著,RIL群体在2年2点的鉴定中抗性稳定;所构建的遗传连锁图谱包含112个SSR位点,形成26个连锁群,图谱全长835.7 cM,标记间平均距离为7.5 cM。利用QTL IciMapping的完备区间作图法,在4A染色体上检测到1个加性效应位点(QSm.hbau-4A),该位点在2个鉴定年度的贡献率分别为9.67%、10.57%。该抗性QTL及其连锁SSR标记的发掘,将有助于提高小麦抗吸浆虫育种的选择效率。     

甘蓝型油菜遗传图谱的构建及单株产量构成因素的QTL分析

采用常规品系04-1139与高产多角果品系05-1054构建的F2代群体为作图群体, 运用SSR(Simple sequence repeat)和SRAP(Sequence-related amplified polymorphism)构建分子标记遗传图谱并对甘蓝型油菜单株产量构成因素进行QTL分析。遗传图谱包含200个分子标记, 分布于19个连锁群上, 总长度1 700.23 cM, 标记间的平均距离8.50 cM。采用复合区间作图法(Composite interval mapping, CIM)对单株产量构成因素(单株有效角果数、每果粒数和千粒重)进行QTL分析, 共检测到12个QTL: 其中单株有效角果数4个QTL, 分别解释表型变异为35.64%、12.96%、28.71%和34.02%; 每果粒数获得5个QTL, 分别解释表型变异为8.41%、7.87%、24.37%、8.57%和14.31%; 千粒重获得３个QTL, 分别解释表型变异为2.33%、1.81%和1.86%。结果表明: 同一性状的等位基因增效作用可以同时来自高值亲本和低值亲本; 文章中与主效QTL连锁的标记可用于油菜产量性状的分子标记辅助选择和聚合育种。     

大豆遗传图谱的构建和若干农艺性状的QTL定位分析

大豆许多重要农艺性状都是由微效多基因控制的数量性状,对这些数量性状进行QTL定位是大豆数量性状遗传研究领域的一个重要内容.本研究利用栽培大豆科新3号为父本、中黄20为母本杂交得到含192个单株的F2分离群体,构建了含122 个SSR标记、覆盖1719.6cM、由33个连锁群组成的连锁遗传图谱.利用复合区间作图法,对该群体的株高、主茎节数、单株粒重和蛋白质含量等农艺性状的调查数据进行QTL分析,共找到两个株高QTL,贡献率分别为9.15%和6.08%;两个主茎节数QTL,贡献率分别为10. 1%和8.6%;一个蛋白质含量QTL,贡献率为9.8%;一个单株粒重QTL,贡献率为11.4% .通过遗传作图共找到与所定位的4个农艺性状QTL连锁的6个SSR标记,这些标记可以应用于大豆种质资源的分子标记辅助选择,从而为大豆分子标记辅助育种提供理论依据.     

梨分子遗传图谱构建及生长性状的QTL分析

利用鸭梨和京白梨杂交得到的F1(145株)实生苗为作图群体,通过对AFLP和SSR两种分子标记的遗传连锁分析,应用Joinmap 3.0作图软件,368个AFLP标记、34个SSR标记构建了分属18个连锁群的梨分子遗传连锁图谱,各连锁群的LOD值在4.0～7.0范围之间,图谱总长度覆盖梨基因组1395.9cM,平均图距为3.8cM.采用区间作图法,对该群体与生长性状相关的调查数据进行QTL分析,检测到与新梢生长量、新梢茎粗、节间长度、节间数量、树干径、树高及皮孔密度7个农艺性状连锁的QTL位点35个,其中主效QTL位点11个(LOD≥3.5).与生长性状相关的农艺性状QTL位点多集中在LG16连锁群上.     

镜鲤体重的QTL定位

本研究利用217个微卫星标记和336个SNPs标记对德国镜鲤F2代68个个体基因组DNA进行基因型检测.其中507个标记共组成62个连锁群,覆盖基因组总长度为2 805.85 cM,标记间平均距离为6.31 cM;利用软件MapQTL 4.0采用区间作图法对体重性状进行QTL定位分析.研究结果共检测到14个与体重性状有关的QTLs,分布于9个连锁群.其中BW-5-1有最大的LOD值,为4.46;BW-1-1的LOD值最小,为2.25.单个QTL平均解释表型变异介于14.10%~45.50%之间,其中贡献率大于20%的主效QTLs有9个.通过BLASTX与斑马鱼蛋白质序列数据库进行序列比对,找到了与斑马鱼酰基辅酶A脱氢酶蛋白、胰淀粉酶α2蛋白、Apoeb protein和甘油醛-3-磷酸脱氢酶蛋白同源的分子标记.本研究结果对分子标记辅助育种具有重要应用价值.     

海岛棉(Gossypium barbadense L.)产量和早熟性状QTL定位

对海岛棉产量和早熟性状进行QTL初步定位,为分子标记辅助育种提供依据.利用5200多对SSR引物筛选海岛棉品种新海3号和Giza82间的多态性引物,获得107对.以多态性引物检测新海3号×Giza82的190个F2∶3家系,获得120个多态性位点.利用JoinMap3.0分析软件构建了一个包含22个连锁群,74个标记,标记间平均距离12.06cM,全长893cM,覆盖海岛棉基因组20.12％的分子标记遗传连锁图谱.采用复合区间作图法检测到21个与海岛棉产量性状和早熟性状有关的QTL,其中早熟性状检测到12个QTL,分别位于1、3、5、6、11、17、22共7个连锁群上;产量性状检测到9个QTL,分别位于1、4、5、6、7、16、22共7个连锁群上.研究结果为海岛棉产量性状和早熟性状的分子设计育种提供了有用的信息.     

甘蓝型油菜千粒重性状的QTL初步定位研究

千粒重是油菜重要的产量相关性状之一,构建油菜遗传连锁图谱是研究其产量性状基因的前提。本研究利用小孢子培养技术,选育出了甘蓝型油菜大粒品系(G-42)和小粒品系(7-9)的纯合DH系DH-G-42和DH-7-9,其千粒重分别为6.24 g和2.42 g,二者比值达2.58。以DH-G-42为母本、DH-7-9为父本,构建了含190个单株的F2遗传作图群体,利用SSR和SRAP标记技术绘制遗传连锁图谱,该图谱共包含20个连锁群,涉及128个SSR标记和100个SRAP标记,图谱总长1546.6cM,标记间平均图距为6.78cM。本研究共检测到3个与千粒重性状相关的QTL,分别位于A9和C1连锁群,其中qSW-A9-1和qSW-A9-2贡献率分别达到10.98%和27.45%,均可视为控制粒重的主效QTL。本研究为后续进行油菜千粒重性状QTL的精细定位分析、分子标记辅助选择育种及新基因的克隆等奠定了基础。     

高丹草氢氰酸含量性状的QTL定位分析

为了深入开展高丹草低氢氰酸含量性状的QTL精细定位、基因图位克隆、功能解析及分子标记辅助育种,该研究以二倍体杂交高丹草F_2代群体500个分离单株无性系及其亲本为材料,在课题组前期已构建出的高丹草高密度分子遗传连锁图谱的基础上,利用区间作图法对两年两地测定的高丹草氢氰酸含量性状进行了QTL定位分析。结果显示:(1)在4个不同环境下高丹草氢氰酸含量性状的广义遗传率分别为61.70%、72.05%、40.16%和69.25%,表明氢氰酸含量是既受环境影响又受微效多基因控制的数量性状,而且其群体测定值频率呈明显单峰正态性分布特点,符合QTL定位要求。(2)在LOD2.5的条件下,共检测到16个与氢氰酸含量性状相关的QTLs,其分布在LG1、LG2、LG4、LG6、LG7、LG8和LG10连锁群上。(3)16个QTLs中能重复检测到的稳定QTLs有9个,遗传贡献率范围为1.17%～39.9%,其中贡献率大于20%的主效QTLs有Qcn2-2、Qcn4-1、Qcn6和Qcn6-1共4个。该研究结果明确了各QTLs的遗传效应和分子标记位点。     

人2号染色体一个高血压病易感基因的精细定位

运用荧光标记-半自动基因扫描分型技术,在中国上海人群中对一个高血压病易感基因位点进行精细定位.结果显示:2号染色体从157.16～162.46cM这一5.3cM的范围内,出现了一个持续的LOD值高峰.该范围内所有LOD值均在2.0以上,对应P值均小于0.001.最大LOD值为2.24(P=0.00067,160.52cM).单点分析峰值在D2S151(LOD=1.86,NPL Z= 2.60).另外,有多个位点存在传递不平衡.最终,将该易感基因定位于2q14-q23(D2S151-D2S2370),这与Stoll等人用比较基因组法将大鼠数量性状位点(QTL)定位于人类基因组所得结果一致.以上结果提示,在中国上海人群中,2号染色体2q14-q23这一区域值得进一步研究.     

利用非近交亲本间杂交F1群体对木薯褐斑病田间抗性的QTL分析

对非近交亲本抗褐斑病的文昌红心和中感亲本华南6号杂交获得分离群体184个株系,采用简单重复序列(Simple Sequence Repeat,SSR)分析,检测了木薯(Manihot esculenta Crantz)对褐斑病田间抗性的数量性状基因位点(Quantitative Trait Locus,QTL)。采用田间自然发病和辅助人工接菌的方法,分别在2004年苗期、2005年苗期和成株期3次调查和鉴定了群体的抗病性反应。结果表明,这3个时期群体褐斑病病情指数(DI)分布范围较一致,均呈连续性偏峰态分布。从400对SSR引物中筛选出在抗、感基因池和两个亲本间均具有多态性的引物17对,群体检测获得50个等位基因位点,构建了包含34个位点的8个连锁群,覆盖木薯基因组695.7cM,2个位点间平均图距为20.5cM。采用复合区间作图法进行QTL分析,共检测到15个与木薯褐斑病抗性相关的QTL,贡献率在9.61%-64.81%,主要分布在第1、2、4连锁群的特定区域。其中,第1、2连锁群上的6个QTL是重要的QTL。