基于Meta分析的大豆倒伏性相关QTL的整合

倒伏性是大豆高产、稳产和优质的主要限制因子之一,是控制大豆产量性状的主要数量性状。本研究共搜集整理了16年来已经报道的与大豆倒伏性有关的59个QTL,以2004年发布的大豆公共遗传连锁图谱soymap2为参考图谱,通过软件BioMercator2.1的映射,将大豆倒伏性QTL整合到soymap2上,并利用Meta进行元分析进而推断QTL位置,计算提取真正有效的QTL位点,共得到11个与大豆倒伏性相关的真实主效QTL位点,分布于5个连锁群上。本研究结果为倒伏性相关基因的精细定位和克隆奠定了基础。     

大豆昆虫抗性相关QTLs的元分析

大豆虫害严重危害大豆生产。虽然大豆抗虫相关QTLs研究增多, 但由于作图群体不同、同种昆虫抗性QTL的调查性状不同以及数据分析方法存在差异等原因, 使QTL精确性和有效性被降低。因此, 获得相对真实且有效的QTLs位点对于促进分子标记辅助选择有重要意义。文章通过搜集已报道的81个与大豆昆虫抗性相关的QTL, 提取相对有效且可靠的QTLs标记信息, 利用元分析软件BioMercator2.1将这些QTLs映射到大豆公共遗传连锁图谱Soymap2上, 通过单独与联合的两种元分析途径, 利用QTLs的95%的置信区间来推断“真实QTLs”的位置。文章不仅构建了一张大豆昆虫抗性一致性图谱, 而且通过两种元分析途径分别得到12个和14个QTLs位点, 且其中有6个位点QTL的位置一致。它们被定位在9个连锁群上, 主要成簇分布在E、F、H、M等4个连锁群上, 图距由原来平均15 cM缩减到平均3.67 cM。除了一个与大豆食心虫抗性相关的位点外, 其余QTLs都与多种昆虫抗性相关。研究结果明显缩短了原来已报道的QTL置信区间, 为大豆抗虫相关QTL的精细定位以及抗虫相关基因挖掘提供了依据。     

大豆株高QTL的“整合”及Overview分析

株高是作物株型的重要组成因子,与作物种植密度、抗倒伏性及产量等密切相关。文章利用Soybase数据库和文献报道的201个与大豆株高相关的QTL信息,在物理整合的基础上,采用软件BioMercator2.1进行元分析,得到15个株高的"通用"QTL,分别位于大豆的6号、7号、11号、13号和18号染色体。同时,利用基于统计学原理的Overview方法进行优化,将这些QTL位点的置信区间最小缩至0.1 cM,从而明确了QTL位点在染色体上的遗传位置。对重演性较好的QTL位点所对应的区段内的基因进行分析,初步筛选出可能与株高相关的候选基因17个。文章为大豆株高相关QTL位点的精细定位及分子标记辅助育种奠定了基础。     

绿豆产量相关农艺性状的QTL定位

绿豆育种的目标性状大多是受多基因控制的数量性状,表现型受环境影响很大。为深入分析绿豆复杂数量性状的遗传特征,本试验以绿豆Berken/ACC41 F10重组近交系群体为作图群体,利用该群体已经构建的包含79个RFLP标记的分子连锁图谱对北京和广西2个种植环境下考察的11个绿豆产量相关农艺性状进行QTL定位。结果表明,2个环境下共检测到产量相关性状QTL 63个（其中北京25个,广西38个）,分布于除第13连锁群以外的12条连锁群。大部分QTL只在单一环境下被检测到,说明产量相关QTLs与环境之间存在明显的互作。2个环境均能检测到的QTL仅有6个,分别为控制荚长、百粒重、生育期的QTLs,这6个在不同生态环境下同时发挥效应的QTLs对于绿豆分子标记辅助育种具有特殊的意义。研究还发现2个QTLs富集区域和若干成束分布的QTLs,它们可能是发掘通用QTL的候选位点。     

鲤饲料转化率性状的QTL 定位及遗传效应分析

数量性状(QTL)定位是实现分子标记辅助育种、基因选择和定位、培育新品种及加快性状遗传研究进展的重要手段。饲料转化率是鲤鱼的重要经济性状和遗传改良的主要目标, 而通过QTL 定位获得与饲料转化率性状紧密连锁的分子标记以及相关基因是遗传育种的重要工具。研究利用SNP、SSR、EST-SSR 等分子标记构建鲤鱼(Cyprinus carpio L.)遗传连锁图谱并对重要经济性状进行QTL 定位。选用174 个SSR 标记、41 个EST-SSR 标记、345 个SNP 标记对德国镜鲤F2 代群体68 个个体进行基因型检测, 用JoinMap4.0 软件包构建鲤鱼遗传连锁图谱。再用MapQTL5.0 的区间作图法(Interval mapping, IM)和多QTL 区间定位法(MQMMapping, MQM)对饲料转化率性状进行QTL 区间检测, 通过置换实验(1000 次重复)确定连锁群显著性水平阈值。结果显示, 在对饲料转化率性状的多QTL 区间定位中, 共检测到15 个QTLs 区间, 分布在9 个连锁群上, 解释表型变异范围为17.70%—52.20%, 解释表型变异最大的QTLs 区间在第48 连锁群上, 为52.20%。HLJE314-SNP0919(LG25)区间标记覆盖的图距最小, 为0.164 cM; 最大的是HLJ1439-HLJ1438(LG39)区间,覆盖图距为24.922 cM。其中区间HLJ1439-HLJ1438、HLJ922 -SNP0711 解释表型变异均超过50.00%, 可能是影响饲料转化率性状的主效QTLs 区间。与饲料转化率相关的15 个QTLs 的加性效应方向并不一致, 有3个区间具有负向加性效应, 平均为?0.027; 12 个正向加性效应, 平均值为0.06。研究检测出的与鲤鱼饲料转化率性状相关的QTL 位点可为鲤鱼分子标记辅助育种和更进一步的QTL 精细定位打下基础。       

裸燕麦子粒性状的QTL研究

以六倍体裸燕麦578(大粒品种)和三分三(小粒品种)为亲本进行杂交,构建包含202个家系的F2遗传作图群体。由172个SSR标记构建出包含21个连锁群的遗传连锁图谱。采用复合区间作图对子粒性状进行QTL定位,共检测到17个控制子粒长度、宽度、千粒重的QTL位点。其中,6个与子粒长度相关的QTL位点表型的贡献率为0.70%~12.83%,5个与子粒宽度相关的QTL位点表型的贡献率为0.77%~12.92%,6个与子粒千粒重相关的QTL位点表型的贡献率为0.58%~10.64%。在这些QTLs中有4个的贡献率达到了10%以上,分别是与子粒长有关的qGL-2(12.83%)、与子粒宽有关的qGW-5(12.92%)以及与千粒重有关的qTGW-3(10.64%)和qTGW-4(10.05%),被认为是主效基因所在位点。而且qGL-2和qTGW-4位于连锁群的相同位置上。还发现第3号连锁群上AM1089~AM1512区段分别与子粒长度、宽度和千粒重相关,同时3号连锁群AM86-2~AM1044区间分别与子粒长度和千粒重相关,而位于第21号连锁群AM3217~AM965区段分别与子粒宽度和千粒重相关。这一研究为燕麦子粒性状的深入研究和相关标记开发以及分子辅助选择研究奠定了基础。     

大豆蛋白含量新位点qPRO-19-1的定位

大豆是重要的粮食作物和经济作物,其籽粒蛋白约为40%,是植物蛋白的重要来源之一。国产大豆主要用于食用,提高大豆蛋白含量是主要的育种目标。因此,发掘大豆蛋白含量相关基因,对开发分子标记并培育高蛋白食用大豆具有重要意义。本研究以低蛋白大豆品种中黄35为母本,以源自日本的高蛋白大豆十胜长叶为父本,构建了重组自交系(RIL,recombination inbred lines)群体。利用集群分离分析法(BSA,bulked segregant analysis)在3条染色体筛选出9个与蛋白含量相关的SSR标记,其中位于19号染色体的QTL尚未见报道。进一步利用完备区间作图法(ICIM-ADD)分析RIL群体F_2:15和F_2:16,在19号染色体重复定位了1个蛋白质含量相关QTL qPRO-19-1,位于分子标记SSR_19_38和SSR_19_59之间,LOD值分别为3.43和3.98,贡献率分别为7.81%和14.87%,高蛋白等位基因来自于高蛋白亲本十胜长叶。qPRO-19-1的定位区间长度为385 kb,共有注释基因36个。本研究定位了蛋白质含量相关的新位点qPRO-19-1,为大豆高蛋白基因的图位克隆及分子标记育种奠定了基础。     

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.     

利用棉花优质渐渗系进行纤维品质性状和衣分的QTL定位

纤维品质和衣分是棉花育种改良的主要目标性状。为充分挖掘与纤维品质和衣分相关的优异基因资源,利用海岛棉优异纤维渐渗系Sealand(Se)和高产抗逆的陆地棉品种鲁棉研37号(L37)为亲本,构建了包含372个单株的F2群体,进行遗传图谱的构建和QTL定位的研究。从9628对引物中筛选到320对在亲本中具有多态的标记,多态率约为3.32%;连锁分析表明(LOD=6.5),有248个标记位点进入连锁群,分布在26条染色体上,覆盖区间为2347.63 cM,约占棉花基因组的52.76%,平均每条染色体9.54个标记,标记间平均间距为9.50 cM;利用F2群体的棉花纤维品质和衣分数据,共定位到20个与纤维品质性状和衣分相关的QTLs,其中纤维上半部平均长度和整齐度指数各2个,断裂比强度5个,马克隆值和伸长率各4个,衣分3个,贡献率为3.50%～16.82%;与纤维上半部平均长度、断裂比强度和伸长率相关的11个QTLs,增效基因均来自亲本Se,与马克隆值、整齐度指数和衣分相关的9个QTLs,增效基因均来自亲本L37。在D6染色体上鉴定到一个含有纤维上半部平均长度、断裂比强度和马克隆值的QTL簇,该区间包含有148个基因,通过GO富集分析和KEGG富集分析,并结合TM-1的转录组数据,获得了3个可能与纤维发育相关的基因:Gh_D06G0039、Gh_D06G0142和Gh_D06G0145。本研究为棉花纤维品质和衣分性状QTL的精细定位及相关候选基因的筛选奠定了基础。     

大豆含硫氨基酸相关酶基因发掘

大豆(Glycine max)含硫氨基酸合成途径中的酶基因是含硫氨基酸组分的重要调控基因,发掘相关酶基因对高含硫氨基酸分子育种具有重要意义。文章采用大豆物理与遗传整合图谱,通过BioMercator2.1将113个含硫氨基酸合成途径酶基因及33个控制含硫氨基酸含量的QTL整合到遗传图谱Consensus Map 4.0上,依据酶基因位点与QTL的一致性以及QTL的效应值,初步筛选到16个与含硫氨基酸合成相关的候选基因。通过生物信息学方法对候选基因进行拷贝数、SNP、表达谱等分析,鉴定到12个相关酶基因,分别位于D1a、M、A2、K和G等8个连锁群上。生物信息学分析显示这些基因所在QTL可解释含硫氨基酸遗传变异的6.0%~38.5%,其中9个基因的间接效应值超过10%。12个相关酶基因参与含硫氨基酸代谢的重要途径,且多在子叶、花中高丰度表达,存在丰富的SNP。这些基因可作为候选基因进行功能标记开发,将为大豆分子设计育种奠定基础。     

水稻苗期生长对缺磷响应的QTL定位(英文)

缺磷是抑制全球水稻产量主要因素之一。本研究利用Asomonori(粳型)/IR24(籼型)杂交重组自交株系,对5个水稻苗期性状(相对苗高、相对根长、相对根重、相对苗重以及相对总重)在缺磷条件下的响应QTL进行定位。共检测到20个水稻苗期生长对缺磷响应的QTL位点,分别位于第1(4QTLs)、第4(4QTLs)、第5(2QTLs)、第7、第8(4QTLs)、第9(2QTLs)、第11(2QTLs)和第12号染色体上,其中13个QTLs位于与C3029C、XNpb302、C621B、C621C、R2976和C1263分子标记紧密连锁的6个基因组区域上。另外,每个性状均能从双亲中检测到正负效应QTL位点,这些能解释重组自交系群体中出现超亲和连续分布的现象。本文主要报道了水稻第5、第7和第11染色体上存在水稻苗期生长对缺磷响应的QTL位点。研究表明,该结果及其中检测到的QTLs两侧的连锁分子标记可用于水稻苗期耐低磷性分子育种。     

水稻粒长QTL定位与主效基因的遗传分析

该研究利用短粒普通野生稻矮杆突变体和长粒栽培稻品种KJ01组配杂交组合F_1,构建分离群体F_2;并对该群体粒长进行性状遗传分析,利用平均分布于水稻的12条染色体上的132对多态分子标记对该群体进行QTL定位及主效QTLs遗传分析,为进一步克隆新的主效粒长基因奠定基础,并为水稻粒形育种提供理论依据。结果表明:(1)所构建的水稻杂交组合分离群体F_2的粒长性状为多基因控制的数量性状。(2)对543株F_2分离群体进行QTL连锁分析,构建了控制水稻粒长的连锁遗传图谱,总长为1 713.94 cM,共检测出24个QTLs,只有3个表现为加性遗传效应,其余位点均表现为遗传负效应。(3)检测到的3个主效QTLs分别位于3号染色体的分子标记PSM379～RID24455、RID24455～RM15689和RM571～RM16238之间,且三者对表型的贡献率分别为54.85%、31.02%和7.62%。(4)在标记PSM379～RID24455之间已克隆到的粒长基因为该研究新发现的主效QTL位点。     

大豆全基因组分枝相关基因发掘及与QTL共定位

大豆(Glycine max)分枝在个体和群体水平上均与大豆产量关系密切, 因此大豆分枝相关基因的发掘及利用对大豆高产分子育种具有重要意义。文章通过GO(Gene ontology)分类和文献检索共获得植物分枝发育相关基因183个。基于序列相似和结构域相同的原则, 从大豆基因组中发掘出大豆分枝相关的候选基因406个。通过收集已发表的大豆分枝相关QTL, 利用BioMercator2.1软件, 将符合映射条件的35个QTL映射到公共图谱的12个染色体。通过共定位分析发现, 在20个分枝相关的QTL区间内存在大豆分枝相关候选基因57个。本文发掘的分枝发育相关基因信息为大豆分枝相关QTL的精细定位和克隆以及大豆分枝发育的分子生物学基础研究提供了参考。     

小麦高密度遗传图谱构建及抗旱相关生理性状的遗传解析

生理调控是小麦应对干旱胁迫的主要途径,解析小麦抗旱相关生理性状的遗传基础,发掘利用分子标记将为小麦抗旱性的高效改良提供有力支撑。本研究以加倍单倍体(DH)群体(旱选10号×鲁麦14)的150个株系为材料,利用小麦660K SNP芯片及SSR标记构建高密度遗传图谱,解析不同水分环境下孕穗期及灌浆中期小麦冠层温度(CT)、叶绿素含量(SPAD value)和植被覆盖指数(NDVI)的遗传基础。遗传图谱覆盖小麦21条染色体,分为30个连锁群,总长度4082.44 c M,标记间平均距离为2.20 c M。共检测到抗旱相关生理性状QTL 86个,分布于除3D以外的20条染色体上。冠层温度、叶绿素含量和植被覆盖指数的QTL数目分别为30、40和34个;17个QTL具有一因多效性,其中4个QTL与冠层温度和植被覆盖指数相关,8个QTL与冠层温度和叶绿素含量相关,7个QTL与叶绿素含量和植被覆盖指数相关,位于4D染色体的QPT52与3种性状均相关。本研究为小麦抗旱基因挖掘及分子育种提供了参考信息和技术支撑。     

大豆遗传图谱的构建和分析

利用大豆栽培品种科丰1号和南农1138－2杂交得到的重组近交系NJRIKY,通过RFLP,SSR,RAPD和AFLP4种分子标记的遗传连锁分析,构建了包含24个连锁群,由792个遗传标记组成的大豆较高密度连锁图谱,该图谱覆盖2320．7cM,平均图距2．9cM,SSR标记的多态性较高,在基因组中的位置相对稳定,可以作为锚定标记,有利于连锁群的归并和不同图谱的比较整合;而AFLP标记对于增加图谱密度效率较高,但其容易出现聚集现象,从而造成连锁群上有很大的空隙（gap),另外,在连锁群中有21．7％的分子标记出现偏分离,该图谱为基因定位,比较基因组学和重要农艺性状的QTL定位等研究打下了基础。     

大豆种皮色相关基因研究进展

大豆种皮色在从野生大豆到栽培大豆的演变过程中逐渐从黑色变成黄色,是重要的形态标记,因此,大豆种皮色相关基因研究无论对进化理论还是育种实践都具有重要的意义。种皮颜色是通过各种花色苷的沉积而形成的。虽然很多植物色素沉积的分子调控机制比较明晰,但大豆中控制种皮颜色形成的基因尚未被完全了解。文章综述了控制大豆种皮色基因与位点的相关研究进展,主要有I、T、W1、R、O 5个经典遗传位点,其中I位点被定位在第8号染色体(A2连锁群)一个富含查尔酮合成酶(CHS)的区域,CHS基因在大豆中是多基因家族且同源性较高;定位于第6号染色体(C2连锁群)T位点的基因F3’H已被克隆和转基因验证,由于碱基缺失导致所编码的氨基酸缺少了保守域GGEK,从而不能与血红素结合而丧失功能;R位点定位在第9号染色体(K连锁群)A668-1与K387-1两标记之间,可能是R2R3类MYB转录因子,也可能是UDP类黄酮3-O糖基转移酶;O位点定位在第8号染色体(A2连锁群)Satt207与Satt493两标记之间,其分子特性尚不清楚;W1位点可能由F3’5’H基因控制遗传。     

猪2号染色体遗传连锁图谱的构建与QTL定位分析

构建了猪2号染色体的遗传连锁图谱,并进一步进行了重要生产性状数量性状位点的定位,结果表明,7个微卫星位点均为中高度多态性位点,多态信息含量为0．40182－0．58477,可以满足遗传连锁图谱构建的要求,构建的资源家系遗传连锁图谱总长152．9cM,位点的排列顺序与USDA结果一致,但除了Sw2516与Sw1201标记区间外,所有标记区间距离均大于USDA图谱,将连锁图谱与性状记忆结合起来,进一步进行了猪数量性状位点定位的研究,在2号染色体发现了显著影响活体估测瘦肉率等活体估测性状的QTLs,此外还发现眼肌高度和背最长肌大理石纹的QTLs,其中影响活体估测瘦肉率的QTL达到了染色体显著的水平（P＜0．01）,且解释性状的表型变异达21．55％,影响眼肌高度和背最长肌大理石纹的QTLs分别可以解释10．12％和10．97％的表型变异,影响活体估测性状的QTLs加性效应与显性效应作用方向相反,影响眼肌高度的QTL加性效应与显性效应相同,在大白猪中具有增效等位基因,定位的QTLs效应较大,为在群体中开展分子标记辅助育种奠定了理论基础。     

利用选择性基因分型方法定位大豆分枝数QTL

分枝数是大豆重要的农艺性状之一。对控制大豆分枝数的基因位点进行定位具有重要的理论和应用价值。本研究以寡分枝栽培大豆冀黄13为母本,多分枝地方品种小黑豆为父本配制杂交组合,分别在2012年以F2:3群体为定位群体利用寡分枝单尾法和在2014以F2:4群体为定位群体,利用双尾法选择性基因分型方法对大豆分枝数进行QTL定位研究。研究表明,2012年,在寡分枝单尾群体检测到一个L连锁群上BARC19-1222(71.32 c M)位点与分枝数QTL位点连锁,该位点与已经报道的q Br2和q BN24-1位点较近,可能为同一个位点;2014年,在F2:4分离群体中的双尾群体中共检测到2个与分枝数QTL位点连锁的位点,分别是F连锁群上的BARC13-1845位点和B2连锁群上的BARC14-1214位点。在其附近尚未有分枝数相关QTL位点的报道,这两个位点可能为新位点。本研究将为进一步进行分枝数QTL位点的精细定位和分子标记辅助选择育种奠定基础。     

野生大豆对大豆花叶病毒株系SC13的抗性遗传和基因定位

大豆花叶病毒(SMV,soybean mosaic virus)病是广泛分布于我国各大豆产区的大豆主要病害之一。SMV株系SC13是我国北方大豆产区广泛分布的株系之一。为拓宽大豆对SMV的抗病种质,研究了中国大豆核心种质材料野生大豆ZYD03715对大豆花叶病毒株系SC13的抗性遗传方式,确定与栽培大豆抗源对同一株系的抗性位点间的等位性关系,并对抗性基因进行了标记定位。结果表明:野生大豆抗源ZYD03715对SMV株系SC13的抗性由1对隐性基因控制,广谱抗源科丰1号的抗性受1对显性基因控制,且两个抗源携带的抗性基因是不等位的。采用分离群体组群分析发现,野生大豆ZYD03715对SC13的抗性位点(r~ySC13)位于大豆14号染色体(B2连锁群)上,处于2个SSR标记Satt416和Satt083一侧,与其距离分别为4.1 c M和0.9 c M。利用科丰1号×南农1138-2的F_2群体,将科丰1号所携带的抗性基因(R~k_(SC13))定位在大豆2号染色体(D1b连锁群)上的Satt558和Sat_254标记之间,遗传距离分别为3.7 c M和16.1 c M。以往发现大豆对SMV不同株系的抗性都分别由1对显性基因控制,本研究在野生大豆中鉴定出隐性抗病基因,并标记定位了该隐性抗病基因,它将为大豆抗病性育种的分子标记辅助选择以及抗性基因的精细定位和克隆奠定基础。     

小麦旗叶长、宽及面积的QTL分析

以小麦品种‘小偃81’和‘西农1376’构建的含236个家系的自交重组系(RIL)群体(F2:7、F2:8代)为研究材料,采用完全随机区组设计,连续2年在陕西杨陵、河南驻马店和山东济南于灌浆期(花后20d)随机取每个株系10株测量旗叶长、宽,并利用172个SSR标记构建了遗传连锁图谱,通过基于完备区间作图法的QTL IciMapping V3.2软件,对控制小麦旗叶长、宽和面积的数量性状位点(QTL)进行了加性效应分析。结果发现:(1)9个旗叶长QTLs位于1A、4A、3B、5D和7D染色体上,单个QTL可解释5.10%~16.44%的表型变异;10个旗叶宽QTLs位于1A、3A、5A、7A、3B和5D染色体上,单个QTL可解释4.63%~14.24%的表型变异;12个旗叶面积QTLs位于1A、4A、3B、2D和5D染色体上,单个QTL可解释4.25%~22.67%的表型变异。(2)控制小麦旗叶长、宽和面积的QTLs存在差异,同一QTL在不同性状中的遗传贡献率也不同。(3)同一性状在同一年份,不同地点和在不同年份,相同地点下检测到的QTLs有的相同,但有的差异明显。(4)有些控制不同性状的QTLs在染色体的同一标记区间,表现一因多效。研究表明:位于1A和5D染色体上的2个加性QTLs都同时控制旗叶长、宽和面积,且前者为主效基因,后者遗传贡献率也较大,可用于标记辅助育种和分子聚合育种。