豌豆遗传图谱构建及QTL定位研究进展

豌豆的许多性状是多基因控制的数量性状,QTL定位就是以分子标记技术为工具、以遗传连锁图谱为基础、利用分子标记与QTL之间的连锁关系确定控制数量性状的基因在基因组中的位置.本文对QTL定位原理、方法进行了简单介绍;对豌豆遗传图谱构建及主要性状,如产量、品质、抗病性等QTL定位、遗传效应分析等方面的研究进行综述;对目前基于QTL豌豆分子标记育种存在的问题、应用前景进行了探讨.     

甘蓝型油菜种子发芽率QTL定位及相关生理性状

利用GH06×P174组合衍生的183个重组自交系进行种子发芽率遗传分析及种子发芽期间种子生理性状分析。用复合区间作图法对在室温下保存两年的种子(STY)、保存1年的种子(SOY)与新收获种子(FS)发芽率进行QTL定位。另外对保存两年的种子及新收获的种子萌发期间脂肪酶活性、电导率、还原糖含量、总糖含量及根系活力进行了测定, 并对结果进行分析。结果表明3批种子的发芽率QTL位点各不相同, 保存两年的种子在第9、14、17条连锁群上分别检测到1个位点, 保存1年的种子在第5、9条连锁群上各检测到1个位点, 新收获的种子在第4、18条连锁群上分别测检到1个位点。研究发现, 3批种子的发芽率相关性不显著, 发芽率差异达到极显著水平, 同时保存不同年份种子的发芽率QTL各不相同, 这表明甘蓝型油菜发芽率受很多不同因素所控制。保存两年及新收获种子的发芽率与电导率之间的相关性均达到极显著负相关, 表明可以通过电导率的测定估测发芽率, 电导率的研究对种子发芽率的研究具有重要意义。     

黄瓜抗白粉病分子育种研究现状与展望

对黄瓜白粉病病原菌的种类及生理小种分化、抗性遗传规律、分子标记及QTL定位等方面的研究进展进行了综述。对黄瓜白粉病抗病遗传规律的研究结果进行了对比分析,指出了现阶段研究中存在的问题,并提出相应的解决方案和建议,对今后的研究方向进行了展望。     

植物数量性状基因定位研究概述

植物重要的性状多为数量性状。长期以来,人类一直寻求解释植物数量性状的遗传规律以便对其进行遗传操纵。现代分子生物技术的发展为植物数量性状基因的定位、分离等研究提供了条件。本文从数量性状基因座(QTL)作图群体类型及其特点,QTL定位方法,植物QTL研究现状,以及QTL精细定位、克隆、利用等方面进行了综述,并对今后植物QTL研究进行了展望。     

数量性状基因座位及其在家禽中的定位

近年来随着现代分子生物学的发展 ,一些高效的分子遗传标记将各种畜禽的遗传图谱研究推向深入。为高密度、覆盖面广的连锁图谱的构建及QTL的定位奠定了基础。有关QTL的基本理论、QTL定位的步骤、QTL的检测方法以及家禽中定位的QTL已经展开了深入的研究 ,但目前QTL定位中存在诸多问题的问题     

水稻低温发芽性QTL的分子标记定位

利用1个粳／籼交来源的重组自交系群体,采用纸卷法在15℃低温条件下进行发芽试验,在发芽培养的6～14d中每天观测统计1次发芽率(％)。结合一张含有198个DNA标记的连锁图谱,用复合区间作图法定位水稻低温发芽性QTL。共检测到7个主效应QTL,分别位于水稻1、3、5、6和8号染色体上,单个QTL对性状的贡献率为5％～16％。其中,位于3号染色体标记区间RM148-RM85的qLTG-3-2和位于8号染色体标记区间RM223-RM210的qLTG-8-1对性状的贡献率最大,分别达16％和14％。QTL qLTG-3-2在发芽培养6～10d中表达,其效应由强渐弱,对性状的贡献率由发芽培养6d时的16．4％逐渐降低为发芽11d时的5．1％;而QTL qLTG-8-1则在发芽培养9～14d中起作用,其效应值由小逐渐增大,对性状的贡献率由发芽9d时的8．6％逐渐上升为发芽13～14d的14％。尽管这2个QTL加性效应的大小在低温发芽过程中按一定趋势变化,但加性效应的方向始终是一致的。QTL qLTG-3-2的增效基因来源于亲本特青,而QTL qLTG-8-1的增效基因来自于亲本Lemont。这2个QTL的增效等位基因有望作为分子标记辅助育种的操作对象,用于水稻品种低温发芽性的遗传改良。     

利用重组自交系群体对黄瓜侧枝相关性状进行QTL定位分析

侧枝与黄瓜(Cucumis sativus)产量有密切关系. 本实验利用侧枝长势较弱、萌发较早的华北类型品系S94和侧枝长势较强、萌发较晚的欧洲类型品系S06构建的224个F6:7家系进行黄瓜侧枝相关性状的研究. 利用已构建的重组自交系群体遗传图谱, 使用软件WinQTLCart 2.5进行复合区间定位. 在2006年秋和2007年春两季, 共检测到4个侧枝相关性状(侧枝均长LBAL、侧枝总长LBTL、侧枝数目LBN和第一侧枝节位FLBN)的36个QTL, 单个QTL的贡献率在3.1%(lbtl2.1, 春季)~32.3%(lbn2.3, 春季)之间. 结果显示, 4个不同性状的11个QTL (lbal1.1, lbtl1.1, lbn1.2, flbn1.2等)在两季中都聚集在第1连锁群e23m18d~ME23EM6c之间(7.4 cM), 并且在第2连锁群的S94A1~ME4SA4a之间(13.9 cM)也检测到了4个不同性状的15个QTL (lbal2.1, lbtl2.1, lbn2.1和flbn2.1等). 两季共有21个QTL贡献率超过10%, 其中lbn2.3的贡献率(春季32.3%, LOD=18.4)为最大, lbtl1.3(秋季26.2%, LOD=17.4; 春季26.9%, LOD=17.9)在两季的位置和贡献率都稳定. 这些基因座为将来进行QTL精细定位提供了参考, 同时利用其紧密连锁(<10 cM)的特异标记(CMBR40, F, CS30, S94A1, CSWTA11B)可进行黄瓜侧枝性状的分子标记辅助育种.     

水稻蒸煮品质相关QTL定位及候选基因分析

挖掘与稻米蒸煮品质相关的数量性状基因座(quantitative trait locus, QTL)，分析候选基因，并通过遗传育种手段改良稻米蒸煮品质相关性状，可有效提升稻米的口感。以籼稻华占(Huazhan, HZ)、粳稻热研2号(Nekken2)及由其构建的120个重组自交系(recombinant inbred lines, RILs)群体为实验材料，测定成熟期稻米的糊化温度(gelatinization temperature, GT)、胶稠度(gel consistency, GC)和直链淀粉含量(amylose content, AC)。结合高密度分子遗传图谱进行QTL定位，共检测到26个与稻米蒸煮品质相关的QTLs (糊化温度相关位点1个、胶稠度相关位点13个、直链淀粉含量相关位点12个)，其中最高奇数的可能性(likelihood of odd, LOD)值达30.24。通过实时荧光定量PCR (quantitative real-time polymerase chain reaction, qRT-PCR)分析定位区间内候选基因的表达量，发现6个基因在双亲间的表达量差异显著，推测LOC_Os04g20270和LOC_Os11g40100的高表达可能会极大地提高稻米的胶稠度，而LOC_Os01g04920和LOC_Os02g17500的高表达以及LOC_Os03g02650和LOC_Os05g25840的低表达有助于降低直链淀粉含量。这些结果为培育优质水稻新品种奠定了分子基础，并为揭示稻米蒸煮品质的分子调控机制提供了重要的遗传资源。     

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。     

番茄可溶性固形物的动态QTL及相关性状

利用TD22×HT-1-1-1-1组合产生的206个F2:3家系进行番茄可溶性固形物及相关性状的动态QTL定位,并对3个时期的可溶性固形物与果重、果型指数、可溶性糖、VC及有机酸进行相关性分析.结果表明在番茄果实发育的3个时期可溶性固形物的QTL位点存在差异,绿熟期和红熟期分别检测到4个、8个QTL位点,呈现动态变化,两个时期同时检测到LEαat006和Tomato|TC162363两个标记,对辅助选择育种有重要意义.研究发现3个时期可溶性固形物存在极显著差异,不同时期可溶性固形物的主要相关性状不同.绿熟期与可洛性糖呈显著正相关,与果重呈显著负相关;黄熟期与可溶性糖和有机酸呈显著正相关;红熟期与可溶性糖和有机酸呈显著正相关,与果重呈显著负相关.在各性状相关性分析的基础上建立线性回归模型,利用非参品种进行检验,拟合度达到95%以上.     

不同温度条件下水稻种子活力QTL的定位分析

为了揭示基因型与环境温度之间的互作对种子活力的影响,利用1个粳籼交来源的重组自交系群体,采用纸卷法在15、20和25℃条件下进行发芽试验,考察了发芽率、芽长、根长及干重等4个种子活力相关性状。结合一张含有198个DNA标记的连锁图谱,用作图软件QTL Mapper1.0定位与种子活力相关的QTL。共检测到34个主效应QTL。这些QTL中的绝大多数(82％)成簇分布于第3、5和8号染色体的5个不同染色体区段上,分别被命名为QTL qSV-3-1、qSV-3-2、qSV-5、qSV-8-1和qSV-8-2。其中,QTL qSV-3-1、qSV-3-2和qSV-8-1对种子活力的效应大小和方向在3个温度条件下均较一致;而QTL qSV-5和qSV-8-2主要在20和25℃条件下起作用,在15℃低温条件下作用甚微或不起作用。表明种子活力QTL具有显著的基因型与环境温度之间的互作,而且这种互作具有明显的QTL特异性。芽长是唯一同时受5个与种子活力高度相关的染色体区段共同影响的指标,因此,相对而言,作为水稻种子活力的测定指标,芽长是最具有代表性的。     

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。     

多QTL定位的压缩估计方法

本文综述了多标记分析和多QTL定位的压缩估计方法。对于前者,Xu（Genetics,2003,163：789—801）首先提出了Bayesian压缩估计方法。其关键在于让每个效应有一个特定的方差参数,而该方差又服从一定的先验分布,以致能从资料中估计之。由此,能够同时估计大量分子标记基因座的遗传效应,即使大多数标记的效应是可忽略的。然而,对于上位性遗传模型,其运算时间还是过长。为此,笔者将上述思想嵌入极大似然法,提出了惩罚最大似然方法。模拟研究显示：该方法能处理变量个数大于样本容量10倍左右的线性遗传模型。对于后者,本文详细介绍了基于固定区间和可变区间的Bayesian压缩估计方法。固定区间方法可处理中等密度的分子标记资料;可变区间方法则可分析高密度分子标记资料,甚至是上位性遗传模型。对于上位性检测,已介绍的惩罚最大似然方法和可变区间Bayesian压缩估计方法可供利用。应当指出,压缩估计方法在今后的eQTL和QTN定位以及基因互作网络分析等研究中也是有应用价值的。     

蚕豆种质资源、抗病育种和QTL定位及抗逆性研究进展

蚕豆是世界温带和亚热带地区一种重要的食用豆类作物,在中国的栽培历史超过2100年。中国是世界上蚕豆栽培面积最大、总产量最多的国家,蚕豆因其高效生物固氮、土壤改良和环境友好特性,已成为中国现代农业种植结构调整、西部经济欠发达地区和丘陵山区农民脱贫致富的重要经济作物。目前,多种DNA标记已广泛应用于大豆、菜豆、豌豆等豆类作物,并取得了一系列重要进展,但蚕豆分子遗传学的研究进展相对缓慢。本文对蚕豆的起源、分类、国内外蚕豆遗传多样性、遗传图谱构建,以及生长习性、抗病育种和QTL定位、抗逆性研究进行了综述,旨在为国内外蚕豆资源的深入研究和利用提供参考。     

微卫星标记与奶牛数量性状QTL定位

本文对奶牛产奶性能（产奶量、乳脂率、乳脂量、蛋白率、蛋白量）、乳房炎及体细胞数、繁殖性能、生产寿命等数量性状QTL定位研究进展进行了综述。 Abstract:Mapping of quantitative trait loci for some important traits (milk yield,fat percentage,fat yield,protein percentage,protein yield,clinical mastitis and somatic cell count,reproductive performance,productive life,etc.) in dairy cattle was introduced in this review.     

雄性不交换条件下F2群体高密度分子区间标记QTL的精确作图

提出雄性不交换条件下F2群体间标记定位QTL的相关方法，研究高密度分子标记存在强烈交叉干涉时，QTL的精确定位方法。     

基于基因型选择提高QTL作图的精度——以一个RIL群体为例

以PCR为基础的分子标记以及其他检测技术的发展,使得大规模的标记分析成为现实。这也为通过大群体标记分析,然后基于基因型选择挑选合适的小群体,从而提高QTL定位准确性和精度提供了可能。以一个包含294个家系的重组自交系（RIL）群体为例,通过基因型选择和随机选择的办法产生了一系列大小不等的亚群体,比较了两类群体QTL定位的结果。分析表明：相同大小的基因型选择群体与随机群体相比性状的表型分布都符合正态分布;标记的偏分离情况也没有明显的差别,都随着群体大小的增大,偏分离的比例也逐渐增大。但同等大小的基因型选择群体比随机群体的交换富集率（CE）要大,且随着选择强度的增大不断增大,如群体大小为270时,CE=1．04,群体大小为30时,CE=1．45。总体上,随着群体大小的增加,不管是随机群体还是选择群体,其QTL检测能力、灵敏性和特异性也随之增加,但选择群体的检测能力、灵敏性和特异性总体上要好于随机群体。当群体大于或等于240时,其QTL检测能力基本没有差别;群体大小大于或等于210时,其QTL检测的灵敏性和特异性也没有什么差别。这也说明：选择强度越大,效果越明显。以QTLI—LOD区间作为衡量QTL精度的一个指标,结果显示所有基因型选择群体都比相同大小随机群体的QTL定位精度高。目前QTL定位研究中,基因型数据较表型数据而言更容易准确获得,因此通过基因型选择可以更好的优化群体结构,减少田间实验的工作量,提高全基因组水平QTL作图的精度,为随后的QTL辅助选择和精细定位以及克隆提供帮助。     

雄性不交换条件下F2群体区间标记——QTL定位的相关方法（英文）

提出了雄性不交换条件下F2群体区间标记定位QTL的相关方法,并且对其适用的条件进行了讨论,通过对分子区间标记进行赋值,计算在无交叉干涉条件下分子标记与表型值的简单相关系数,并在此基础上进行连锁检验,在特定条件下可以估计数量性状座位（QTL）与分子标记座位间的连锁值。     

利用回交导入系剖析水稻苗期和分蘖期耐盐性的遗传重叠

以籼稻品种IR64为受体,来自伊朗的粳稻农家品种Binam为供体培育的99个BC2F8回交导入系为材料,定位了水稻在2叶1心期和分蘖期控制耐盐相关性状的数量性状基因座（QTL）．共检测到影响苗期叶片盐害级别、幼苗存活天数和地上部钾、钠离子浓度的QTL 13个,影响分蘖期株高、分蘖数和地上部鲜重的QTL 22个．多数分蘖期QTL对盐胁迫表现出明显的表达差异,根据表达情况将这些QTL分成3组,第1组为在对照条件下表达的11个QTL;第2组为在对照和盐胁迫条件下共同表达的5个QTL,其中有3个（QPh5,QPh8,QTn9）在两种环境下的基因效应大小和方向一致,其表达受盐胁迫影响较小;第3组为受盐胁迫诱导表达的6个QTL．检测到13个影响胁迫与对照差值即性状稳定性的QTL,除QPh4,QTn2和QFw2a外,其余10个基因座增加性状稳定性或提高耐盐性的等位基因均来自Binam．上述受盐胁迫影响较小的3个QTL和影响性状稳定性的13个QTL对耐盐性有贡献,属耐盐QTL．比较苗期和分蘖期耐盐QTL的分布,发现多数（69％）影响苗期和分蘖期的耐盐QTL在遗传上相互独立,仅在第1,2,8和11染色体的4个相同或相邻区域定位到影响两个时期的耐盐QTL,表明苗期和分蘖期的耐盐性存在部分的遗传重叠．通过标记辅助选择将苗期和分蘖期的重要耐盐QTL进行累加,或针对苗期和分蘖期的重叠耐盐QTL进行选择,有可能培育出苗期和分蘖期均耐盐的水稻品种．     

两种供氮水平下水稻生长后期相关性状的QTL定位

以特青为母本与Lemont杂交,然后用特青为轮回亲本回交,建立特青背景下的染色体片段置换系（CSSL）群体。在正常和低氮条件下分别在生长后期对株高（PH）、单株穗数（PN）、叶绿素含量（CC）、地上部干物重（SDW）和单株籽粒产量（YD）等性状进行了QTL分析,共检测到31个QTL。其中在正常供氮水平下控制PH、PN、CC、SDW和YD的QTL数目均为3个;在低氮水平下检测到5、4、5和2个影响PH、PN、CC和SDW的QTL,在低氮水平下没有检测到控制YD的位点。大部分QTL集中在第2、3、7、11和12染色体上,影响不同性状或在两种供氮水平下影响同一性状的QTL在染色体上成串或成簇分布。其中RM30-RM439、RM18-RM478、RM309-RM270、RM235-RM17等区域同时检测到控制两个以上性状的QTL,表现出明显的一因多效现象。推测仅在低氮水平下检测到的QTL可能跟水稻对低氮胁迫耐性有一定的关联。