QTL复合区间作图中标记筛选的效率及其影响因素研究

高效地筛选标记 ,是复合区间作图方法定位QTLs的基础。筛选出的主效标记和互作标记 ,除了用作控制背景遗传效应外 ,在定位具有上位性效应的QTLs时 ,还将用于构筑两维搜索区间。因而 ,标记筛选的效率将直接影响QTL定位的功效和精度。通过对不同方法筛选标记的效率进行模拟研究 ,发现回归方法明显优于随机效应预测方法 ,同归方法中又以前向选择法简单有效。普通遗传力和基因型×环境互作遗传力的增加都能提高标记筛选效率 ,前者对主效应较大的QTLs影响明显 ,后者对主效应较小的QTLs作用较大。过多过密的标记会降低标记筛选效率 ,其中密度增加对标记筛选的负作用更为突出。为了缓解标记筛选效率制约QTL定位功效的缺陷 ,可以用多环境下筛选出的标记共同构建两维搜索区间     

遗传群体偏分离研究进展

偏分离是指观察到的基因型比例偏离预期的孟德尔分离频率方式,无法用传统的遗传理论和方法加以分析。偏分离被认为是一种重要的进化动力,并对遗传连锁图谱的构建造成影响。本文针对偏分离的现象、偏分离的影响因素和形成原因,以及对QTL定位的影响等方面进行综合分析,系统阐述了植物分离群体偏分离的研究进展,为后续研究提供有益的参考。     

遗传群体偏分离研究进展

偏分离是指观察到的基因型比例偏离预期的孟德尔分离频率方式,无法用传统的遗传理论和方法加以分析。偏分离被认为是一种重要的进化动力,并对遗传连锁图谱的构建造成影响。本文针对偏分离的现象、偏分离的影响因素和形成原因,以及对QTL定位的影响等方面进行综合分析,系统阐述了植物分离群体偏分离的研究进展,为后续研究提供有益的参考。     

植物QTL定位方法的研究进展

本文系统地介绍了QTL定位的单一标记分析法、区间作图法以及复合区间作图法、混合显性模型的分析方法,概述了一些主要定位方法的分析原理、存在的主要优缺点。单一标记分析法可以采用方差分析、回归分析或似然比检验的方法分析。区间作图法和复合区间作图法是基于两个相邻标记的QTL定位方法,可采用回归分析或最大似然法分析。复合区间作图法在模型中包括了与其他QTL连锁的标记,可以提高作图的精度和效率。混合线性模型的QTL定位方法可以包括复杂的遗传效应及QTL与环境的互作效应,具有更广阔的应用前景。 Abstract:QTL mapping methods are reviewed for single-marker mapping,interval mapping,composite interval mapping,and mixed-model based method.Statistical approaches along with their properties are discussed for the mapping methods.ANOVA,regression method and likelihood ratio test can be applied in single-marker mapping.Interval mapping and composite interval mapping can be conducted,based on two interval markers,by regression method and maximum likelihood method.Since markers linked with other QTLs are include in the model,composite interval mapping is more precision and powerful.Mapping QTL by mixed-model approaches is more applicable when complicated QTL effects as well as QTL by environment interaction are analyzed.     

水稻株高上位性效应和ＱＥ互作效应的ＱＴＬ遗传研究

利用基因混合模型的ＱＴＬ定位方法研究了由籼稻品种ＩＲ６４和粳稻品种Ａzucena杂交衍生的ＤＨ群体在４个环境中的ＱＴＬ上位性效应和环境互作效应,结果表明,上位性是数量性状的重要遗传基础,并揭示了上位性的几个重要特点,所有的ＱＴＬ都参与了上位性效应的形成,６４％的ＱＴＬ还具有本身的加性效应,因此传统方法对ＱＴＬ加性效应的估算会由于上位性的影响而有偏,其他３６％的ＱＴＬ没有本身的加性效应,却参与了４８％的上位性互作用,这些位点可能通过诱发和修饰其他位点而起作用,上位性的特点还包括,经常发现了一个ＱＴＬ与多个ＱＴＬ发生互作;大效应的ＱＴＬ也参与上位性互作;上位性互作受环境影响,ＱＴＬ与环境的互效应比ＱＴＬ的主效应更多地被检测到,表明数量性状基因的表达易受环境影响。     

杂种优势形成的表观遗传学研究进展

杂种优势是一种复杂的生物学现象,在农业生产上得到了广泛的应用,但对其形成的遗传机理和分子基础尚不清楚。随着表观遗传学的深入研究,尤其是DNA甲基化、小分子RNA和组蛋白修饰等技术的发展,为杂种优势形成的分子基础提供了新的研究策略和技术手段。DNA甲基化、小分子RNA、组蛋白三者在杂交种中水平的改变与杂种优势有着一定关系,同时,三者之间相互作用调节基因表达影响杂种优势。本文简述了近年来表观遗传学在杂种优势形成中的作用和遗传机制等方面的研究进展,并且提出了目前存在的问题和下一步的研究方向。本综述将有助于从表观遗传学的角度认识杂种优势的形成机理,从而促进对杂种优势的表观遗传学基础的理解及其在植物杂交育种上的应用研究。     

水稻高温热害发生机理与耐高温遗传基础研究

在全球气候变暖的大环境下,极端天气频繁发生,高温已经成为制约水稻产量和品质的主要因素之一。培育耐高温的水稻品种是防止高温热害最简便有效的途径。现代分子技术的发展和水稻功能基因组研究的深入,为水稻耐高温遗传机制的剖析提供了有效手段。本文综述了近年来水稻高温热害的发生机理和耐高温遗传基础方面的研究进展,包括耐高温QTL定位与克隆、转录组研究、蛋白组研究等,以期为深入剖析水稻耐高温的分子机制和培育耐高温的新品种提供有益参考。     

两个水稻骨干恢复系重要农艺性状的遗传基础研究

水稻骨干恢复系是指在杂交稻育种中广泛应用的一类恢复系。探明骨干恢复系的遗传基础,发掘其重要农艺性状基因/QTL,对分子标记辅助选择水稻恢复系育种具有重要应用价值。本研究以生产上广泛应用的三系骨干恢复系成恢727和两系骨干恢复系9311为亲本,培育了具有250个系的重组自交系群体。分别在2015年三亚和2016年合肥两个环境下进行了9个重要农艺性状表型和SSR分子标记基因型鉴定,用SAS9.2分析表型数据,用QTL Ici Mapping v4.1进行QTL定位分析。在三亚和合肥两个环境下共检测到39个QTL,三亚检测到16个,分布于第1、2、4、7、8、10、11和12染色体上;合肥检测24个,分布于第1、2、3、7、8、9、10和12染色体上。其中qPH1-1在三亚和合肥两个环境下都能检测到,加性效应分别为-1.75和-2.46。在检测到的39个QTL中,有24个QTL的增效等位基因来自恢复系成恢727,15个QTL的增效等位基因来自9311。共计有26个QTL曾被前人定位,13个属于尚未见文献报道的新QTL。另外,在RM279~RM521、RM336~RM3534、RM25~RM547、RM553~RM160、RM222~RM271区段内检测到5个多效性QTL位点。其中RM25~RM547位点与已经克隆的基因Ghd8位置相近。RM553~RM160位点是一个新的多效性位点,分别控制每穗实粒数、单株产量和结实率,而且效应和表型变异贡献率都较大。其余3个位点在前人的研究中分别有所报道,但其多效性则是在本研究中首次发现。在本研究新发掘到的QTL中,控制穗数的QTL qPN12-1,控制穗长的QTL qPL1-2和qPL10-1,控制总粒数的QTL qSNP2-1和qSNP10-1,控制结实率的QTL qSF3-1,控制千粒重QTL qTGW7-1和控制产量的QTL qGY1-1效应均比较大,解释的表型遗传变异比例也较高。本研究的结果将会为相关性状QTL的精细定位、克隆和育种应用奠定基础。