甘蓝型油菜千粒重性状的QTL定位分析

该研究利用油菜双单倍体株系(348份)群体和已构建的遗传连锁图谱,采用复合区间作图法,对2009~2013年连续5年的千粒重性状表型数据进行QTL初步定位和分析,结果共获得46个显著性千粒重QTL,主要分布在A7、C1和C6等11条染色体上;其中qTSW-09 DL11-1的表型变异最高(19.63%),qTSW-11 DL9的表型变异最小(2.73%)。通过元分析方法将所获得的46个QTL进行整合,结果显示:cqTSW-C1-2的表型变异最大(10.64%),并发现多个整合后的一致性QTL能够在连续多年试验中被检测到,其中cqTSW-C1-3连续5年被检测到,表明控制千粒重的QTL在种植环境中能够稳定表达;同时,新发现位于C1染色体上的千粒重主效QTL cqTSW-C1-2,解释表型变异达到10.64%。油菜千粒重性状的QTL分析和主效QTL的获得,为进一步实现油菜大籽粒的分子育种和高产新品种的培育提供了重要的理论指导。     

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。     

油菜分子标记图谱构建及抗菌核病性状的QTL定位

以油菜品种０８５（抗菌核病）与湘油１３号杂交得到的Ｆ２代作为作图群体,以ＲＡＰＤ标记来构建油菜连锁图谱。通过对３００个１０－ｍｅｒ随机引物的筛选,共获得２００个多态性ＲＡＰＤ位点。经Ｍａｐｍａｋｅｒ／ＥＸＰ３．０软件处理,构建了１张含１９３个标记位点、１９个连锁群、覆盖长度为１３２４ｃＭ的连锁图谱。在此基础上利用Ｍａｐｍａｋｅｒ／ＱＴＬ １．１将抗菌核病基因定位在第四、八和十四３个连锁群上,即：Ｓ     

甘蓝型油菜种子硫代葡萄糖苷含量的QTL定位及候选基因鉴定

【目的】为了解析油菜种子硫代葡萄糖苷性状的重要遗传位点及候选基因,【方法】本研究利用KN DH群体在冬性环境2015-2018连续4年的种子硫苷含量表型和KN 高密度SNP遗传连锁图谱,通过Wincart 2.5软件的符合区间作图法对甘蓝型油菜种子硫代葡萄糖苷含量进行QTL定位和潜在候选基因鉴定。【结果】共鉴定到47个硫苷含量QTL,单个QTL解释表型变异最大是qGC.16YL19-4(19.44%),解释表型变异最小的是qGC.15YL12-5(1.82%)。利用元分析的方法将初步鉴定的47个QTL整合为38个consensus QTL,其中7个consensus QTL(cqGC.A9-5、cqGC.A9-7、cqGC.A9-9、cqGC.C2-9、cqGC.C2-10、cqGC.C9-5和cqGC.C9-6)为环境稳定表达QTL,包括3个硫苷含量主效QTL(cqGC.A9-5、cqGC.C2-10和cqGC.C9-5)。在主效QTLcqGC.A9-5和cqGC.C9-5鉴定到3个候选基因BnaA09g05480D,BnaC09g05620D和BnaC09g05810D,其功能主要涉及了油菜硫苷生物合成途径中吲哚-3-乙醛肟(IAOx)的合成和将2-烷基-苹果酸异构化形成3-烷基-苹果酸酯,以及硫苷的转运与分配。【结论】本研究获得了油菜种子硫苷含量3个主效QTL及3个候选基因,该结果为硫苷含量相关基因的功能机械和优质油菜品种培育提供理论依据。     

与甘蓝型油菜重要经济性状有关的DNA克隆在拟南芥遗传图谱中的整合

拟南芥与油菜同属十字花科植物芸寡族,亲缘关系很近,基因组间的同源性很高,在用拟南芥EST克隆和油菜DNA克隆作探针定位了甘蓝型油菜一系列重要性状的基础上,对25个与油菜雄性不育恢复基因,硼高效利用基因,抗菌核病QTL及油菜种间杂种营养优势相关联的克隆进行了测序,在拟南芥基因组数据库中寻找到与这25个克隆高度同源的序列,根据这些高度同源序列在拟南芥染色体上的相位位置,将油菜DNA克隆整合到了拟南芥遗传图谱上,其中油菜硼高效基因BE1两侧的标记克隆整合在拟南芥第一染色体长臂一个较小的区段内,以该目标区段内的拟南芥EST克隆PA24为探针对甘蓝型油菜基因组比较作图,将该克隆定位在油菜连锁图BE1两侧标记之间,表明了利用基因组间的相互比较作图来精细定位芸薹属作物重要基因的可能性。     

基于SSR标记初步定位小豆驯化相关性状QTL

炸荚和籽粒硬实性是野生小豆的主要特性,严重制约着野生小豆资源的利用,解析这些性状的遗传机理,对培育优良小豆新品种具有重要意义。本研究基于中红5号和野生小豆(Vigna angularis var.n ipponensis)杂交衍生的重组自交系,开展炸荚和籽粒硬实等驯化相关性状鉴定及SSR标记分析。表型分析显示荚皮卷曲数、炸荚率及籽粒硬实率均不符合典型正态分布。构建了包含111个SSR标记、11个连锁群的小豆遗传连锁图谱,总长3813.5 cM,标记间平均距离为34.35 cM。连锁分析共发掘到与2021年炸荚率和荚皮卷曲数相关QTL 19个,与2022年炸荚率及荚皮卷曲数相关QTL 13个,其中不同年份重复检测到的荚皮卷曲数相关QTL 2个,重复检测到的炸荚率相关QTL 3个。籽粒硬实相关QTL 4个,其中位于LG11的QTL分别与炸荚率及2022年荚皮卷曲数相关QTL重叠。本研究结果为进一步开展小豆驯化相关基因的精细定位及机理解析奠定了基础。     

家蚕茧质性状的QTL定位研究

采用QTLMapper 2．0 QTL作图软件,对F2群体的家蚕全茧量、茧层量、茧层率和蛹体重等性状进行了QTL定位分析,分别检测出7个、6个、2个、8个有显著效应分量的QTLs,分布于7个、5个、2个、7个不同的连锁群。控制全茧量、茧层量的QTLs一般存在复杂的上位性效应。对全茧量性状,有3对QTLs存在显著的加加上位性效应,其中1对还存在加显、显显互作;共有3个QTLs存在显著的显性效应,1个存在显著的加性效应。对茧层量QTLs,发现1对QTLs存在极显著的各项遗传效应,包括上位性效应;1对QTLs被检测到显著的显显互作,1个QTL具有显著的显性效应,并与另一个QTL存在显著的加加互作。茧层率、蛹体重主要受加性或显性的QTLs作用,没有发现茧层率QTLs的上位性效应,蛹体重的有效QTL大都呈现显著的负向显性效应,只有一对QTLs存在显著的加加上位性效应。第2、3、4、11、13、24、34、37、40连锁群是两个或多个性状QTLs分布的共同连锁群。全茧量和茧层量存在共同的QTL或染色体区域,育种上可通过适当选配,利用基因的互作效应,同步改良这两个性状。     

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。     

春小麦千粒重相关性状的QTL定位及其耐热性分析

春小麦灌浆中后期正逢高温天气,适于发掘与耐高温相关的QTL.本研究利用春小麦Avocet/Sujata重组自交系群体,自2016-2018年在石家庄藁城区和天津两地4个环境下种植,进行千粒重(TKW)、粒长(KL)和粒宽(KW)等性状QTL定位,探讨这些QTL与灌浆期高温和品种适应性的关系.结果显示:在4个环境下共检测...     

苗期水稻根部性状的QTL定位

耐旱是水稻抗逆研究中最重要的性状之一。利用水稻籼粳品种窄叶青8号（ZYQ8）和京系17（JX17）及其通过杂交F1代花药培养获得的127个单株组成的双单倍体分离群体（double haploid,DH)为材料,在营养液中培养10天后,对影响抗旱能力的根部几个主要性状进行了分析,发现最大根长（Maximum root Length,MRL)、根干重（Dry Root Weight,DRW)和根茎干重比（Root/Shoot Ratio of Dry Weight,RSR)3个性状在群体中变异较大,利用该群体建立的水稻分子遗传图谱,对上述3个水稻性状进行数量性状座位（Quantitative Trait Locus,QTL)的分析定位,结果表明,2／1／2个QTLs的亲本JX17等位基因分别控制着最大根长、根干重和茎士重比的表达,对表型变异的解释率分别为16．4％、17．0％、16．4％、10．4％和19．9％;2／1个QTLs的亲本ZYQ8等位基因分别控制着最大根长和根茎干重比的增加,表表型变异的解释率分别为19．6％、13．0％和13．2％。检测到的8个QTLs分别位地水稻的染色体2、3、4、5、6、9和10上。与其他已发表的定位结果比较表现,在3个性状的总共8个QTLs中,各有1个性状的1个QTL（控制最大根长的L169－CT106A,控制根干重的G45－G1314A和控制根茎干重比的G62－G144）与早先报道的结果相吻合。     

甘蓝型黄籽油菜种皮色泽QTL作图

甘蓝型黄籽油菜具有低纤维、高蛋白及高含油量的优点,因而己成为广大油菜育种工作者研究的重点之一。利用甘蓝型黑籽品系油研2号作父本,计蓝型黄籽品系GH06为母本,获得132个单株的F2群体;以AFLP和SSR为主要分析方法,构建了包括164个标记的甘蓝型油菜遗传连锁图谱,其中包括125个AFLP标记、37个SSR标记及一个RAPD和一个SCAR标记,分布在19个连锁群上,覆盖油菜基因组2549．8cM,标记间平均距离15．55cM。利用多区间作图法,对种皮色泽QTL进行分析,在第5及第19连锁群上各检测到一个QTL位点,分别解释表型变异46％及30．9％。     

油菜硫甙性状QTL 区间的加密和整合

目的:加密油菜控制硫甙性状QTL区间,并进行QTL整合预测候选基因。方法:利用生物信息学方法根据已知测序的白菜BAC序列信息设计引物,在油菜TN DH群体中进行多态性扩增和定位,并根据加密后构建的遗传连锁图重新检测QTL,进行QTL整合。结果:将根据白菜BAC设计的3对多态性标记成功定位到油菜控制硫甙性状QTL区间,进行QTL整合后将QTL置信区间进一步缩小,并判定了初步的候选基因。结论:充分利用白菜已测序的BAC或者基因组信息,将能加快油菜基础研究的步伐。     

松科植物属间C值和种子千粒重与进化关系初探

在检索C值数据库和种子数据库的基础上,对松科具有完整C值和种子千粒重等数据信息的5个属108种植物进行统计分析,并利用线性回归模型分析了二者之间相关性。结果显示,松科植物C值从9.5~36 pg呈正态分布,种子千粒重从1.2~1 269 g呈偏态分布,种间千粒重相差悬殊,高达1058倍。ANOVA分析表明,松属C值平均为25.79 pg,显著高于其它4个属;落叶松属C值最低（12.53 pg),显著低于云杉属（18.44 pg）,而云杉属、冷杉属和雪松属C值间却无显著性差异。结合前人研究结果,从C值的角度分析,松科5属间的演化顺序为：松属→云杉属→雪松属→冷杉属→落叶松属。松科5属间种子千粒重均值差异显著,松属种子均值最大（123.7 g）,其次为雪松属（84.5 g）和冷杉属（26.4 g）,最后为落叶松属（5.5 g)和云杉属(3.9 g)。除松属外,其它4个属ANOVA分析,雪松属种子千粒重显著高于云杉属、冷杉属和落叶松属（P<0.01),而云杉属和落叶松属种子千粒重间无显著差异(P>0.05)。对数回归分析和线性相关性分析表明,松科108种植物的C值和种子千粒重回归方程为：y=3.145x-7.248,决定系数（R²）为0.346,存在显著正相关性（P<0.000 1）,线性相关系数(γ)高达58.8%,这说明松科植物随着C值增大,其种子千粒重呈明显增加趋势。综上所述,松科属间种子千粒重差异显著,且随着属间进化程度的提高,C值和种子千粒重均呈明显下降趋势,其具体机理尚有待于结合其它功能性状做深入分析。     

Confirmation of QTL controlling seed yield in spring canola (Brassica napus L.) hybrids

Allelic effects observed in QTL discovery experiments must be confirmed to be useful in subsequent breeding efforts. Two QTL affecting seed yield of spring hybrid canola (Brassica napus L.) were previously identified in two populations of inbred backcross lines (IBLs) containing germplasm introgressed from a winter cultivar. The effects of favorable alleles at these QTL were retested by crossing two selected IBLs (M5 and M31) to three spring canola lines having different genetic backgrounds. Doubled haploid (DH) lines derived from each F₁ were genotyped with RFLP markers flanking the QTL and grouped into the four possible QTL genotypes. For the first field experiment, DH lines derived by crossing the M5 line to one spring line were crossed to two female testers and evaluated as individual testcross progenies in one environment. QTL genotypes had large variances and were not significantly different. A second field experiment was conducted using the DH lines from the first experiment and two other sets of DH lines derived from the M31 line crossed to two different spring canola lines. Individual lines within each QTL genotype of each set were bulked and crossed to the same testers used in Experiment 1. Bulked hybrid seeds of each QTL genotype were planted in a split-split plot randomized block design and 12 replicates. QTL genotypes had smaller variances in this experiment, and the effects of one QTL were confirmed in some genetic backgrounds. These results suggest that bulking of QTL genotypes and use of an appropriate experimental design with many replicates are needed to detect small differences between QTL genotypes.     

远交群体动态性状基因定位的似然分析Ⅰ.理论方法

受动物遗传育种中用来估计动态性状育种值的随机回归测定日模型思想的启发 ,将关于时间 (测定日期 )的Legendre多项式镶嵌在遗传模型的每个遗传效应中 ,以刻画QTL对动态性状变化过程的作用 ,从而建立起动态性状基因定位的数学模型。利用远交设计群体 ,阐述了动态性状基因定位的似然分析原理 ,推导了定位参数似然估计的EM法两步求解过程。结合动态性状遗传分析的特点和普通数量性状基因定位研究进展 ,还提出了有关动态性状基因定位进一步研究的设想     

Mapping of one major gene and of QTLs involved in resistance to clubroot in Brassica napus

Clubroot, caused by Plasmodiophora brassicae, is a damaging disease of Brassica napus. Genetic control and mapping of loci involved in high and partial quantitative resistance expressed against two single spore isolates (Pb137–522 and K92–16) were studied in the F₁ and DH progenies of the cross Darmor-bzh (resistant) x Yudal (susceptible). The high level of resistance expressed by Darmor-bzh to isolate Pb137–522 was found to be mainly due to a major gene, which we have named Pb-Bn1, located on linkage group (LG) DY4. Partial quantitative resistance showed by Darmor-bzh to the K92–16 isolate arose from the association of at least two additive QTLs detected on LGs DY4 and DY15; the QTL on DY4, explaining 19% of the variance, was mapped at the same position as the major gene Pb-Bn1. Epistatic interactions between nine regions with or without additive effects were detected. The total phenotypic variation accounted for by additive and epistatic QTLs ranged from 62% to 81% depending on the isolate. For one isolate, the relative effect due to additivity was similar to that due to epistasis. Received: 10 November 1999 / Accepted:18 February 2000     

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.     

一个与甘蓝型油菜无花瓣性状基因连锁的RAPD标记

以无花瓣和有花瓣姊妹系油菜为材料,结合近等基因系法和集群分离法这两种分子标记策略．对184个RAPD随机引物进行筛选,得到了与控制花瓣性状基因紧密连锁的分子S352-580,并通过无花瓣品系和有花瓣品种对所得标记进行了验证。