基于SLAF-seq技术鉴定甘蓝型油菜叶缘裂刻性状候选基因

叶缘裂刻性状是甘蓝型油菜遗传育种的理想形态标记。叶缘裂刻性状变异材料的创建对丰富甘蓝型油菜叶片形态和优良品种改良至关重要。本研究以甘蓝型油菜常规品种中双11和甘蓝型油菜叶缘裂刻新品系Y176为亲本(通过甘蓝型油菜与菜远缘杂交获得),从F2群体中分别挑选出叶缘裂刻和正常叶形的植株各50株,构建了两个极端性状混池DNA文库,借助SLAF-seq-BSA技术,挖掘甘蓝型油菜叶缘裂刻性状相关候选基因。共开发出177941个SLAF标签,通过分析SLAF标签的多态性,共获得150168个SNP,其中亲本间共获得128200个SNP。对ED方法和SNP-index方法得到的关联区域进行综合分析,获得1个与目标性状紧密关联的候选区域,位于甘蓝型油菜A10染色体上的14528149～17353693区域,总长度为2.83 Mb,约有666个编码基因。与前人研究定位在同一染色体上,但本研究定位的区间与前人研究不同,说明本研究存在控制叶缘裂刻新基因的可能性大。并对该区域内基因进行功能注释,其中666个注释到NR数据库;517个注释到SwissProt数据库;587个注释到GO数据库;151个注释到KEGG通路;258个注释到COG数据库,对候选基因进行注释有助于进一步分离相关基因。     

基于BSA-seq法的油菜野芥胞质雄性不育恢复基因的分析

细胞质雄性不育是利用杂种优势创制油菜杂交种的重要途径之一。而恢复系的选育及恢复基因的研究有利于提高细胞质雄性不育系的应用价值。该研究以甘蓝型油菜细胞质雄性不育系1193A和恢复系15-R1为亲本,以F_2群体构建了2个极端性状混池,采用BSA-seq技术方法,对恢复基因进行定位分析。结果表明:(1)不育系1193A与恢复系15-R1之间共获得非同义突变的SNPs共33 883个,混池间共有7 996个非同义编码突变。(2)InDel检测与注释结果表明,亲本间引起移码突变的有2 918个,混池间引起移码突变的有840个。(3)综合SNP和InDel的关联分析结果,将恢复基因定位于C09染色体上的0～880000区域,总长度为880 kb。(4)对候选区域的SNP和InDel注释发现,亲本间存在非同义突变的SNP共40个,混池间存在非同义突变的SNP共65个,亲本间存在移码突变的InDel共7个,混池间存在移码突变的InDel共11个;对候选区间内的编码基因进行注释,结果共注释到162个基因,其中存在非同义突变基因11个,移码突变基因5个,这些基因可能与育性恢复有关。     

甘蓝型油菜每角果粒数全基因组关联分析

为挖掘甘蓝型油菜每角果粒数显著关联单核苷酸多态性（SNP）位点及相关候选基因。本研究以300份甘蓝型油菜自交系为试验材料,对甘蓝油菜每角果粒数进行一年两地表型考察,并结合该群体前期开发的201 817个SNPs标记,采用一般线性模型（GLM）和混合线性模型（MLM）进行全基因组关联分析（GWAS）,此外,对性状显著关联SNP位点两侧100 kb区域内相关候选基因进行功能预测。300份甘蓝型油菜每角果粒数在两地均表现出广泛的表型变异,筛选出2份每角果粒数较多的油菜种质资源。基于GLM模型检测到39个与油菜每角果粒数显著关联SNPs,采用MLM分析发现,两地共检测到的3个每角果粒数显著关联SNPs位点均在GLM检测到。8个位点附近找到CIK,ERF022和EDE1等19个拟南芥已报道角果籽粒发育相关的同源基因。研究结果有助于解析甘蓝型油菜每角果粒数的遗传基础,为研究每角果粒数的调控机制、指导每角果粒数的遗传改良奠定基础。     

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。     

甘蓝型油菜矮秆突变材料99CDAM的发现及遗传分析

随着杂种优势的利用,油菜株高增加了20cm以上,导致油菜生长后期倒伏的风险加大。通过利用特殊矮秆基因来控制株高将是解决倒伏问题的有效方法。在甘蓝型油菜自交多代品系中发现了一个株高85cm左右的矮秆突变株99CDAM,该突变株具有开花早、分枝多等优良特性,产量性状和品质性状较好,各性状都能稳定遗传,具有重要的育种价值。对99CDAM和高秆品系2091、7045和7350的正反交F1以及99CDAM和2091的F2、BC1及F2:3代的遗传分析结果表明： 99CDAM的矮秆性状受3对隐性基因控制,存在母体细胞质效应,与以往的甘蓝型矮秆油菜有明显的区别。     

甘蓝型油菜EMS诱变矮秆突变体分析

本研究分析了甲基磺酸乙酯(ethylmethylsulfone, EMS)诱变甘蓝型油菜矮秆突变体Bnd2 (Brassica napus dwarf 2)的农艺性状、矮秆性状遗传特性以及对不同植物激素的响应。农艺性状分析结果显示:成熟期Bnd2株高、有效分枝高度、伸长节数、节间距、主花序有效长度显著低于诱变亲本2B。矮秆性状遗传分析结果显示:回交F_1代株高偏向亲本2B,表现为高秆, F_2群体高秆与矮秆的分离比符合3∶1的分离规律,表明Bnd2矮秆性状受单个隐性基因控制。不同植物激素处理结果显示:Bnd2幼苗下胚轴比2B要短,但Bnd2幼苗下胚轴对赤霉素(gibberellin, GA)的响应减弱,对油菜素甾醇(brassinosteroid, BR)的响应增强,且BR处理可恢复Bnd2幼苗的下胚轴表型,推测Bnd2的矮秆性状可能与GA信号和/或BR合成有关,这为后期矮秆基因定位提供了线索。     

水稻矮秆突变体dtl1的分离鉴定及其突变基因的精细定位

文章通过对所构建的水稻突变体库进行大规模筛选,获得一个稳定遗传的矮秆突变体,与野生型日本晴相比,该突变体表现为植株矮化、叶片卷曲、分蘖减少和不育等性状,命名为dtl1(dwarf and twist leaf 1)。dtl1属于nl型矮秆,激素检测表明,矮秆性状与赤霉素和油菜素内酯无关。遗传分析显示,突变性状受单一隐性核基因控制。利用dtl1与籼稻品种Taichung Native 1杂交构建F2群体,将该突变基因DTL1定位于水稻第10染色体长臂2个SSR标记RM25923和RM6673之间约70.4 kb区域内,并与InDel标记Z10-29共分离,在该区域预测有13个候选基因,但未见调控水稻株高相关基因的报道,因此,认为DTL1基因是一个新的控制水稻株高的基因。     

甘蓝型油菜A基因组候选BAC克隆的筛选及其插入片段大小分析

选择甘蓝型油菜A基因组10个连锁群上特有的85个SSR分子标记,合成其引物序列,采用四维PCR法筛选甘蓝型油菜-新疆野生油菜二体异附加系BAC文库,成功筛选到甘蓝型油菜A基因组39个BAC克隆,其插入片段介于50～300 kb之间,平均为120 kb。甘蓝型油菜A基因组10个连锁群BAC克隆的获得,对后续开展甘蓝型油菜A基因组染色体识别、基因染色体定位、遗传距离与物理距离间关系分析等均具有重要价值。     

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。     

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。     

基于极端混合池（BSA）全基因组重测序的羽衣甘蓝白色叶基因定位

筛选羽衣甘蓝白色叶形成相关的关键基因和位点以及心叶颜色性状的遗传规律，以羽衣甘蓝红叶亲本WR、白叶亲本WB及其构建的F2分离群体为试验材料，从F2群体中挑选红叶和白叶植株各20株，分别构建2个DNA混合池，对子代混合池和亲本分别开展50×和20×覆盖深度的全基因组重测序，定位白叶性状关联区间，并根据基因注释信息预测候选基因。结果表明，重测序获得3 987 718个单核酸多态性（SNP）标记，获得位于第2、3和9染色体的8个显著关联区间，根据基因注释和功能分析，筛选到8个候选基因（Bol030253、Bol029431、Bol012077、Bol007709、Bol030318、Bol030235、Bol030286和Bol005195）。将8个基因确定为羽衣甘蓝白叶的候选基因，可能在羽衣甘蓝叶片颜色形成过程中起着重要作用。     

一个水稻显性高秆突变体的遗传分析和基因定位

从水稻(Oryza sativa L.)的两个半矮秆籼稻品种6442S-7和蜀恢881杂交F2代群体中发现一个高秆突变体D111,其株高和秆长分别比亲本蜀恢881增加63.0%和87.0%。用205个微卫星标记分析D111及其原始亲本6442S-7和蜀恢881之间的基因组DNA多态性,结果未发现D111具有2个原始亲本都没有的新带型,证明D111的确是6442S-7和蜀恢881的杂交后代发生基因突变产生的。将D111分别与蜀恢881、蜀恢527、明恢63、9311、IR68、G46B等6个半矮秆品种和高秆对照品种南京6号杂交,分析F1和F2代株高的遗传行为,结果表明D111的高秆性状由一对显性基因控制,且该基因与南京6号的高秆基因紧密连锁或等位。以蜀恢527/D111 F2群体为定位群体,运用微卫星标记将D111显性高秆突变基因定位于水稻第一染色体长臂,与RM212、RM302和RM472的遗传距离分别是27.7 cM、25.5 cM和6.0 cM,该基因暂命名为LC(t)。认为D111是首例从半矮秆品种自然突变产生的水稻显性高秆突变体,LC(t)为首次定位的水稻显性高秆突变基因。此外,将上述基因定位结果与Causse等(1994)和Temnykh等(2000; 2001)发表的水稻分子连锁图谱进行比较,发现LC(t)基因恰巧位于与水稻“绿色革命基因”sd1相同或十分相近的染色体区域,因此,还就LC(t)基因与sd1基因之间的可能关系进行了讨论。     

一个水稻显性高秆突变体的遗传分析和基因定位

从水稻(Oryza sativa L.)的两个半矮秆籼稻品种6442S-7和蜀恢881杂交F2代群体中发现一个高秆突变体D111,其株高和秆长分别比亲本蜀恢881增加63.0%和87.0%.用205个微卫星标记分析D¨1及其原始亲本6442S-7和蜀恢881之间的基因组DNA多态性,结果未发现D111具有2个原始亲本都没有的新带型,证明D1¨的确是6442S-7和蜀恢881的杂交后代发生基因突变产生的.将D111分别与蜀恢881、蜀恢527、明恢63、9311、IR68、G46B等6个半矮秆品种和高秆对照品种南京6号杂交,分析F1和F2代株高的遗传行为,结果表明D1¨的高秆性状由一对显性基因控制,且该基因与南京6号的高秆基因紧密连锁或等位.以蜀恢527/D111 F2群体为定位群体,运用微卫星标记将D111显性高秆突变基因定位于水稻第一染色体长臂,与RM212、RM302和RM472的遗传距离分别是27.7 cM、25.5 cM和6.0 cM,该基因暂命名为LC(t).认为D111是首例从半矮秆品种自然突变产生的水稻显性高秆突变体,LC(t)为首次定位的水稻显性高秆突变基因.此外,将上述基因定位结果与Causse等(1994)和Temnykh等(2000,2001)发表的水稻分子连锁图谱进行比较,发现LC(t)基因恰巧位于与水稻"绿色革命基因"sd1相同或十分相近的染色体区域,因此,还就LC(t)基因与sd1基因之间的可能关系进行了讨论.     

桃的花型性状相关SNP位点挖掘与候选基因分析

桃的花型分为铃型和蔷薇型,铃型花朵小且边缘卷曲,蔷薇型花朵大且完全展开,蔷薇型重瓣花是观赏桃育种者追求的主要目标性状之一。目前,与桃铃型/蔷薇型花型性状连锁的分子标记研究较少,限制了桃的花型性状分子标记辅助育种进程。为了鉴定与桃花型关联的单核苷酸多态性（SNP,single-nucleotide polymorphisms）位点并挖掘候选基因,本研究通过对199份桃品种进行重测序,获得了1042687个SNP。采用一般线性模型对桃花型性状进行全基因组关联分析（GWAS,genome wide association study）,获得7个与目标性状显著关联的位点,其中2个位于2号染色体,5个位于8号染色体。进而对8号染色体的3个SNP进行竞争性等位基因特异性PCR(KASP,kompetitive allele-specific PCR)分型,在5个F1群体中进行进一步验证。χ2验证结果表明：Chr.8:14484624 bp与桃花型性状显著关联。5个F1群体基因型和表型的对应关系表明,Chr.8:14484624 bp准确率最高,为93.46%。组织特异表达结果显示,在上述定位区间内...     

拟南芥cDNA芯片和油菜-拟南芥比较作图相结合筛选甘蓝型油菜抗菌核病先验基因

以拟南芥cDNA芯片筛选核盘菌侵染时甘蓝型油菜的局部抗(耐)病相关基因, 共获得在病斑周围局部组织中受核盘菌胁迫后表达变化达2倍以上的基因61个. 这些基因中, 36个基因为上升表达, 25个基因为下降表达. RT-PCR和Northern杂交验证了部分芯片杂交筛选的结果, 表明拟南芥cDNA芯片可用于甘蓝型油菜基因转录谱的研究. 结合油菜-拟南芥基因组比较作图, 将一些cDNA芯片筛选得到的油菜菌核病抗性相关基因定位于甘蓝型油菜抗菌核病QTL区间内. 取定位于QTL峰值区域的少数基因为先验基因, 值得优先对这些基因进行深入研究.     

水稻矮秆基因iga-1的序列变异和表达分析

该研究以水稻矮秆突变体cha-2为材料,对控制其表型性状的iga-1基因进行候选基因筛选,利用基因注释数据库对定位区间进行候选基因预测,通过ORF及其上下游调控区域的测序、序列比对及关键元件分析进行序列变异研究,半定量PCR检测目标基因的表达模式,明确其在基因序列、表达模式的变异,探讨其分子遗传调控机理。结果显示:(1)在隐性核基因iga-1精细定位基础上预测得到3个ORF,其中2个编码dnaJ分子伴侣(含有dnaJ结构域的蛋白),分别是LOC_Os05g26902和LOC_Os05g26926;另外1个为已克隆的水稻矮秆基因RGA1(LOC_Os05g26890)。(2)ORF序列分析表明矮秆突变体cha-2与野生型仅在RGA1基因座存在SNP变异,但未造成氨基酸编码的改变。(3)表达模式分析发现,矮秆突变体cha-2的RGA1基因在种子萌发期、二叶期、四叶期和分蘖期等4个发育时期均不表达,且在‘中花11’、‘石狩白茅’的遗传背景下稳定遗传,均显现出失活状态,初步确定RGA1为iga-1的候选基因。(4)对RGA1基因上游和下游调控转录关键区进行测序结果表明,突变体cha-2存在865bp的大片段缺失,包括第1外显子、部分第1内含子和转录起始上游区域。研究推断,突变体cha-2的矮秆基因iga-1正是没有活性的RGA1基因,其转录关键区域的大片段缺失,导致无法正常转录表达。     

中国大麦矮秆种质资源的基因分析Ⅱ．矮秆基因的染色体定位

根据连锁遗传原理,利用全套染色体形态性状状标记系,对２０份中国大麦筹秆南资源的矮秆基因,进行了染色体定位,结果表明,１５份单基因矮杆中,有１份其矮秆基因与宽护颖基因w连锁,位于２（２Ｈ）染色体短臂上;１０份的矮秆基因与uz基因等等位,由３（３Ｈ）长臂携带;４份的矮秆基因与钩芒K ,锁位于４（４Ｈ）长臂上,５份双基因矮秆中,有３份的筹秆基因分别位于２（２Ｈ）短臂和４（４Ｈ）长 臂上;１份的筹秆基因各由其３（３Ｈ）和４（４Ｈ）长臂携带;其余１份的两对矮秆基因,１对与uz基因等位,由于３（３Ｈ）长臂携带,另１对则与宽护颖基因w连锁,位于２（２Ｈ）短臂之上。     

鸡6个功能基因microRNA靶标区域SNP的生物信息学预测

GDF-8、IGF-I,IGF-III、IGF2R、,IGFBP2和GHR是鸡的重要经济性状候选基因.利用miRanda和Targetscan软件预测6个基因3'UTR潜在的microRNA靶标,并发掘靶标区域SNP位点.结果表明:在6个基因的26个microRNA靶标区域,共检测到125个SNP位点,在靶标及其5'和3'邻接等长侧翼区分别检测到47个,44个和35个SNPs位点,其中12个SNP定位于靶标种子序列互补区.种子序列互补区及其3'侧翼区的SNP位点可能会影响microRNA的调控,导致家禽的表型变异.     

水稻长穗颈基因eui紧密连锁SSR标记获得

02428h是从半矮秆材料02428体细胞培养后代中发现的隐性高秆突变体, 其株高性状由1对长穗颈基因eui和1对半矮秆基因sd-1共同控制。以02428h与半矮秆材料南京11杂交的F₂为作图群体, 利用Gramene公布的SSR标记和根据NCBI中的BAC序列自己新开发的SSR标记, 将eui基因定位在第5染色体上的RM3673和RM0012之间, 两侧遗传距离分别为0.3 cM和1.0 cM, 为该基因的分子标记辅助选择奠定了基础。     

鸡6个功能基因microRNA靶标区域SNP的生物信息学预测

GDF-8、IGF-I、IGF-III、IGF2R、IGFBP2和GHR是鸡的重要经济性状候选基因。利用miRanda和Targetscan软件预测6个基因3′UTR潜在的microRNA靶标, 并发掘靶标区域SNP位点。结果表明: 在6个基因的26个microRNA靶标区域, 共检测到125个SNP位点, 在靶标及其5′和3′邻接等长侧翼区分别检测到47个、44个和35个SNPs位点, 其中12个SNP定位于靶标种子序列互补区。种子序列互补区及其3′侧翼区的SNP位点可能会影响microRNA的调控, 导致家禽的表型变异