普通小麦抗倒伏相关性状的全基因组关联分析

解析小麦抗倒伏遗传机制,发掘抗倒伏位点,选育抗倒伏品种,对于保障我国粮食生产安全具有重要意义.周8425B是我国黄淮麦区重要的小麦骨干亲本,农艺性状优良,其衍生品种具有较好的抗倒伏特性.本研究对周8425B及其衍生品种等62份材料的8个抗倒伏相关性状进行评价,并结合50K SNP芯片数据进行全基因组关联分析(GWAS,...     

普通小麦小穗粒数性状全基因组关联分析

为发掘小麦小穗粒数相关基因位点,以384个重要小麦品种（系）组成的自然群体为材料,利用3个环境获得的表型和55K SNP芯片分型数据进行全基因组关联分析。结果发现,142个SNP和小穗粒数显著关联,解释的表型变异范围为3.27%～6.09%。有8个SNP在2或3个环境下与小穗粒数显著关联,其中AX-109986855、AX-109875224和AX-109843323位于2D染色体523.12～526.25 Mb区段,AX-111054388和AX-110671159在2B染色体上物理距离仅0.62 Mb。这8个SNP位点中,每个SNP的2个等位变异在3个环境的小穗粒数均达到显著水平（P<0.01）,例如,2D染色体上AX-109843323位点G/G等位变异在3个环境的平均小穗粒数分别比C/C等位变异增加0.32、0.37和0.39粒。8个SNP位点的优异等位变异在供试材料的分布比例为5.20%～76.80%,其中7个优异等位变异的分布频率低于45.00%。进一步分析小穗粒数优异等位变异对穗粒数的影响,发现8个SNP位点具有优异等位变异的材料穗粒数（48.45～53.61粒）明...     

干旱胁迫下小麦苗期根系性状的全基因组关联分析

研究小麦根系在干旱逆境下的形态特征和遗传机制是提升小麦抗旱能力并获得稳产的基础。本研究以300份国内外小麦品种（系）为材料,苗期采用PEG-6000模拟干旱胁迫对小麦根系的最长根长、根总长、根表面积、根体积、根平均直径、根尖数、根鲜重和根干重等8个性状进行表型鉴定,结合90K SNP芯片对8个性状的抗旱系数进行全基因组关联分析,并对稳定遗传的显著关联位点进行候选基因的挖掘。研究结果表明,干旱胁迫下小麦品种（系）的根系性状表现出丰富的表型变异,变异系数为0.17～0.58,全基因组多态信息量变异范围为0.01～0.38,LD衰减距离为7 Mb。群体结构分析表明,供试材料分为3个亚群。GWAS分析显示,共检测到与8个根系性状显著关联的41个SNP位点,单个遗传位点可解释3.91%～8.04%的表型变异。同时在两个及两个以上的性状中发现显著关联位点13个,其中Tdurum＿contig71499＿211(5A)、GENE-1743＿858(3B)、Tdurum＿contig28552＿211(5B)3个位点与4～5个性状显著关联,分别能解释遗传变异的4.12%～5.37%、5.77%～6.7...     

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。     

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。     

小麦主胚根生长及主要性状全基因组关联分析

为解析小麦初生根系建成的遗传机制,本研究以黄淮麦区的198份小麦自然群体为材料,对在室内人工气候箱内水培21 d的小麦主胚根的一级分枝根数、分枝密度、长度、表面积、体积和平均直径6个性状进行调查分析,结合660K基因芯片用Q+K混合线性模型对主胚根性状进行全基因组关联分析,并对显著且稳定的关联位点进行功能注释和候选基因挖掘。结果表明,主胚根不同性状呈正态或近似正态分布,变异系数为5.56%～22.10%。通过全基因组关联分析,共检测到136个显著关联位点,这些位点分布在除7B以外的染色体上,可解释5.10%～13.60%的表型变异,同时检测到13个显著的多效位点,挖掘到TraesCS4A01G023100、TraesCS1B01G294400、TraesCS4A01G006200等16个可能与主胚根生长相关的候选基因,这些基因可能通过调控DNA拓扑结构异构酶、泛素结合酶E2、磷酸肌醇磷酸酶家族蛋白等参与小麦主胚根系的建成。本研究结果为小麦根系调控网络构建,以及优化根系构型和发挥根系功能提供了参考。     

CIMMYT新引进合成小麦株高性状全基因组关联分析

株高是影响小麦产量的重要农艺性状.本研究对从国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)新引进的152份合成小麦在3个环境下的株高进行了观察和统计,并利用55 K单核苷酸多态性(SNP,single nucleotide polymorphism)芯片进行全基因组关联分析(GWAS,genome-wide associatio...     

羊重要性状全基因组关联分析研究进展

全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)是一种复杂性状功能基因鉴定的分析策略,已成为挖掘畜禽重要经济性状候选基因的重要手段。随着绵羊和山羊基因组完成和公布,以及不同密度的SNP (single nucleotide polymorphism)芯片的推出并进行商业化推广,不仅大大丰富了羊标记辅助选择可利用的分子标记,而且还为开展重要性状的分子机理的探索提供了重要技术支撑。本文主要针对羊角、羊毛、羊奶、生长发育、肉质、繁殖和疾病等重要性状的GWAS研究所用的群体、主要研究方法和研究结果进行了综述,并对GWAS方法研究现状进行了归纳,以期为进一步利用GWAS进行羊的各种性状的遗传基础研究提供参考。     

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...     

茄子果实相关农艺性状全基因组关联分析研究进展与展望

茄子是重要的园艺作物,也是茄科植物中种植最广泛的蔬菜之一。茄子果实相关农艺性状是一种复杂的数量性状,传统育种选育效率低、周期长。高通量测序技术与生物信息学技术的快速发展,使得全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)在解析茄子果实相关复杂农艺性状的遗传规律方面展现出巨大的应用前景。本文对全基因组关联分析在茄子的果形、果色等果实相关农艺性状中的研究进展进行了综述;针对茄子数量性状遗传研究中普遍存在的“丢失遗传力”(missing heritability)问题,从4个GWAS策略在茄子果实相关农艺性状研究中的应用热点出发,提出了未来茄子GWAS的发展对策;并结合当前茄子遗传改良的实践需求,展望了GWAS策略在茄子分子育种领域的广阔应用前景。本文为今后利用GWAS解析各种茄子果实相关性状的遗传基础以及选育符合消费者需求的果实材料提供了理论依据和参考。     

奶牛重要经济性状全基因组关联分析研究进展

产奶性状是奶牛最重要的生产性状,随着平衡育种理念的提出和发展,繁殖性状、体型性状、健康性状和长寿性等功能性状也逐渐被重视并纳入育种规划中。鉴定产奶性状和功能性状主效基因或遗传标记并将之应用于奶牛标记辅助选择可望加快遗传进展。随着高密度SNP标记的高通量检测技术的发展,全基因组关联分析已成为鉴定畜禽重要经济性状基因的重要途径。文章对奶牛产奶性状和功能性状全基因组关联分析研究进展进行综述。     

基于简化基因组测序的大黄鱼耐高温性状全基因组关联分析

利用Illumina HiSeqTM 2500测序平台, 对通过高温胁迫实验筛选得到的20尾耐高温和20尾不耐高温的大黄鱼(Larimichthys crocea)进行了简化基因组测序(SLAF-seq), 每个样本的平均测序深度达到10.26×, 共获得419211个高质量的群体单核苷酸多态性(SNP)位点 。利用TASSEL软件的混合线性模型(MLM)进行全基因组关联分析(GWAS), 共筛选到38个与大黄鱼耐高温性状显著相关的SNP位点(P<2.39E–08)。利用BLAST程序定位每个SNP位点在大黄鱼基因组中的位置, 并分析其周围的功能基因。结果在38个SNPs附近共找到26个已知的功能基因, 这些基因主要与细胞转录、代谢、免疫等功能相关。研究结果可为下一步大黄鱼耐高温分子机制解析及耐高温品种的选育提供参考。     

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。     

奶牛重要经济性状全基因组关联分析研究进展

产奶性状是奶牛最重要的生产性状, 随着平衡育种理念的提出和发展, 繁殖性状、体型性状、健康性状和长寿性等功能性状也逐渐被重视并纳入育种规划中。鉴定产奶性状和功能性状主效基因或遗传标记并将之应用于奶牛标记辅助选择可望加快遗传进展。随着高密度SNP标记的高通量检测技术的发展, 全基因组关联分析已成为鉴定畜禽重要经济性状基因的重要途径。文章对奶牛产奶性状和功能性状全基因组关联分析研究进展进行综述。     

花生重要农艺及产量性状的全基因组关联分析

通过关联分析法发掘与花生(Arachis hypogaea)产量性状显著关联、同时又在花生基因组上随机分布的SSR位点及优异等位变异,可了解产量相关基因区域的分布特点,有助于利用分子标记辅助选择方法选育高产花生新品种。选用64个SSR标记,采用MLM(Q+K)方法对166份花生资源进行全基因组关联分析。结果表明,通过聚类分析和结构划分,供试群体受其综合性状遗传特点和来源地域的影响可被划分成7个亚群,聚类结果与群体结构基本一致,同时群体特点与材料来源地的生态划分符合同类聚集的规律。通过对6个产量相关性状的3年数值的关联分析,分别发掘出SSR位点有20个、33个和26个,2年以上重复检出的SSR位点有13个(P0.05),各SSR位点的表型变异解释率范围为0.011–0.348 1,平均为0.067 3;共检出590个等位变异,平均每个标记位点12.29个,表型变异解释率值最高的是与单株果数呈显著关联的位点TC1A02(P0.001),含21个等位变异;与产量构成主要因子紧密关联的位点中,百果重的TC1A02-C470(+41.588 5)、TC1A02-C560(+40.926 1)和p PGPseq2E6-B473(+63.953 4),单株果数的TC1A02-C500(+7.374 4),单株饱果数的GM1843-E157(+4.316 6),可用于产量性状的分子辅助育种。     

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。     

玉米不利相关性状的全基因组选择

全基因组标记可能有助于打破目标性状基因与不利性状基因连锁。本研究的目标是确定:(1)是否可以使用全基因组分子标记将性状效应划分为独立的和相关联的部分;(2)对独立部分的选择是否比对整个性状的选择具有更大的效果。本研究比较了一个标准的全基因组选择模型(对照模型)和一个针对性状的独立部分的全基因组选择模型(独立模型)。本研究在2个双亲玉米群体中进行了4次全基因组选择。在群体1中,独立模型(与对照模型相比)第4轮对选择的响应为:产量1.01 mg/hm~2 (1.38 mg/hm~2),水分-0.89 g/kg(-8.21 g/kg),株高7.73 cm (19.00 cm)。在群体2中,产量为0.19 mg/hm~2 (-0.30 mg/hm~2),水分为-4.78 g/kg(-7.79 g/kg),株高为-3.34 cm (-7.66 cm)。在全基因组选择的每一轮中,独立模型和对照模型的反应无显著差异(p0.05)。这是因为独立部分所占的性状变异比例较低(r~214%)。本研究结果表明,将数量性状分成相关和独立的部分是不可行的。     

水旱处理下小麦叶绿素相对含量全基因组关联分析

叶绿素相对含量的高低决定了光合作用效率的强弱.为探究影响小麦叶绿素相对含量的遗传机理,挖掘与小麦叶绿素相对含量显著相关的SNP位点以及候选基因,本研究对119份冬小麦品种(系)开花期和灌浆期水旱处理下的叶绿素相对含量进行了测定,结合50K芯片,采用Q+K模型对水旱2种处理下小麦叶绿素相对含量进行全基因组关联分析.研究结...     

创伤弧菌毒力相关因子的全基因组关联分析研究

【目的】创伤弧菌是致死率最高的弧菌物种,但目前尚无在全基因组层面挖掘毒力相关因子的研究。本研究以创伤弧菌分离来源(临床和环境)作为不同表型,通过与260株基因组序列进行关联分析,挖掘毒力相关因子,从而进一步了解创伤弧菌致病因素。【方法】对139株创伤弧菌分离株进行高通量测序,获取其全基因组序列;与公共数据库已公开发表的121株基因组整合,使用pyseer软件进行全基因组关联分析,对与不同分离来源显著相关的基因进行注释和解读。【结果】共发现11个基因与临床分离株显著相关,其中9个是本研究新发现的创伤弧菌潜在毒力相关因子。【结论】本研究使用群体基因组学和统计遗传学方法,在全基因组范围扫描挖掘了创伤弧菌毒力相关因子,为深入揭示该物种致病机制、设计新的疫苗和治疗靶点提供了重要依据。