利用水稻重组自交系群体定位谷粒外观性状的数量性状基因

用区间作图和混合线性模型的复合区间作图两种方法,对水稻（Oryza sativa L）珍汕97和明恢63组合的重组自交系群体的谷粒外观性状－粒长,粒宽和粒形进行了数量性状基因（QTL）定位,用区间作图法在LOD≥2．4水平上（近拟于a=0.005),1998年对粒长,粒宽和粒形分别检测到6,2放2个QTLs,1999年对以上3个性状分别检测到3,2和2个QTLs,其中7个QTLs在两年均检测到,位于第3染色体RG393－C1087区间的QTL效应大,同时影响粒长和粒形,两年贡献分别为57．5％,61．4％和26．7％,29．9％,位于第5染色体RG360－C734B区间的QTL效应大,同时影响粒宽和粒形,两年贡献率分别为44．2％,53．2％和32．1％和36．0％,用混合线性模型的复合区间作图法在P＝0．005水平上,对粒长,粒宽和粒形分别检测到8,5和5个QTLs,共解释各自性状变异的58．81％,44．75％和57．47％,只检测到1个QTL与环境之间存在的显互作。     

7个烤烟产量相关性状的QTL定位分析

以烤烟Y3和K326为亲本,采用单粒传法(SSD)获得一个包含262个F6株系的重组自交系群体(RILs)。基于该群体构建了一张含有24个连锁群、626个SSR标记,总长为1 120.45cM的遗传图谱。通过两年一点3次重复的随机区组田间试验,测定了株高、节距、叶数、茎围、茎叶角度、腰叶长和腰叶宽7个与产量相关农艺性状,采用混合线性模型的严格复合区间作图法(rMQM)在烟草全基因组范围内进行QTL扫描分析。结果显示:(1)烤烟7个目标性状在RILs群体内各株系间存在较大范围的连续变异,具有显著的双向超亲分离,且各性状的平均值很接近中亲值;7个农艺性状的平均广义遗传率为73.33%,其中株高和节距的广义遗传率在80%以上,而茎围和茎叶角度的广义遗传率则低于60%,表明7个与烤烟产量相关的农艺性状是既受微效多基因控制又受环境条件影响的数量性状。(2)共检测到30个QTLs分布在9条连锁群上,其中与株高、节距、叶数、腰叶长和腰叶宽相关的5个主效QTLs在连续两年中均可检测到,且具有较大的效应值,可解释大于10%的表型变异。(3)7个目标性状之间存在一定程度的相关性,与之对应在基因组中也存在一些较小区域,每个区域包含2个或2个以上紧密连锁的不同性状的QTLs。烟草产量相关农艺性状的QTL分析和主效QTLs的获得,为进一步利用分子标记辅助选择培育烟草高产新品种奠定了理论基础。     

利用水稻重组自交系群体对一些重要农艺性状进行基因定位和互作分析

对水稻（OryzasativaL．）籼（indica）、粳（Japonica）交（窄叶青8号×京系17）通过一粒传获得了一个自交9代的重组自交系（RIL）群体,该群体含有107个稳定纯合的株系,通过构建分子连锁图谱,对水稻播抽期、株高、每穗颖花数、每穗实粒数、200粒重和结实率进行数量性状基因座位（QTL）分析,定位了影响播抽期的2个QTLs、株高的2个QTLs、每穗颖花数的2个QTLs和每穗实粒数的1个QTL。其中,控制播抽期的1个QTL即qHD－8为主效基因,控制株高的1个QTL即qPH－1为主效基因,其余为微效基因。同时分析了影响水稻生产力的数量性状基因座位间的互作。结果表明,影响播抽期、株高、每穗颖花数、每穗实粒数和结实率的互适型互作共有24个,对性状有6．2％～10．9％的贡献率。     

利用重组自交系和SSR标记进行陆地棉株型QTL的鉴定和定位

通过中棉所12与8891的杂交及多代自交,获得由180个家系构成的重组自交系F8、F9群体。重组自交系群体、两亲本及F1于2002、2003两年种植;对株型性状进行了研究,两年共调查了10个株型形状。利用该重组自交系群体,采用SSR为主体的分子标记构建了遗传连锁图,并对株型性状进行了单位点和双位点水平的QTL定位。结果表明,QTL加性效应和上位性互作效应作为棉花重组自交系株型性状的遗传基础起着重要作用;中棉所12与8891间多态性位点偏少,而表型差异较大且其杂交种湘杂棉二号有很强的杂种优势,QTL互作可部分解释这一现象：结合对产量品质性状的研究结果,认为上位性可能是湘杂棉二号杂种优势的重要遗传基础。     

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.     

绿豆产量相关农艺性状的QTL定位

绿豆育种的目标性状大多是受多基因控制的数量性状,表现型受环境影响很大。为深入分析绿豆复杂数量性状的遗传特征,本试验以绿豆Berken/ACC41 F10重组近交系群体为作图群体,利用该群体已经构建的包含79个RFLP标记的分子连锁图谱对北京和广西2个种植环境下考察的11个绿豆产量相关农艺性状进行QTL定位。结果表明,2个环境下共检测到产量相关性状QTL 63个（其中北京25个,广西38个）,分布于除第13连锁群以外的12条连锁群。大部分QTL只在单一环境下被检测到,说明产量相关QTLs与环境之间存在明显的互作。2个环境均能检测到的QTL仅有6个,分别为控制荚长、百粒重、生育期的QTLs,这6个在不同生态环境下同时发挥效应的QTLs对于绿豆分子标记辅助育种具有特殊的意义。研究还发现2个QTLs富集区域和若干成束分布的QTLs,它们可能是发掘通用QTL的候选位点。     

水稻生物学产量及其构成性状的QTL定位

QTL的加性效应、加性×加性上位性效应及它们与环境的互作效应是数量性状的重要遗传分量.利用IR64/Azucena的125个DH品系为群体,分析了水稻生物学产量及其两个构成性状干草产量和谷粒产量的遗传组成.用基于混合模型的复合区间作图(MCIM)方法进行QTL定位.检测到12个位点有加性主效应,27个位点涉及双位点互作,18个位点存在环境互作.结果表明水稻生物学产量和它的两个构成性状普遍存在上位性效应和QE互作效应.此外,还探讨了性状间相关的遗传基础.发现4个QTLs和一对上位性QTLs可能与生物学产量与干草产量之间的正相关有关.3个QTL可能与干草产量与谷粒产量之间的负相关有关.这些结果可能部分地解释了这3个性状相关的遗传原因.通过对水稻生物学产量及其两个构成性状所定位QTL的分析,加深了对数量性状QTL的认识.首先,QTL的上位性效应和QE互作效应是普遍存在的;其次,QTL的多效性或紧密连锁可能是遗传相关的原因,当QTL对两个性状作用的方向相同时可导致正向遗传相关,反之则为负向遗传相关,当有些QTL表现为同向作用而另一些QTL表现为反向作用时,则可削弱性状间的遗传相关性;第三,复合性状的QTL效应可分解为其组成性状的QTL效应,如果QTL对各组成性状的效应方向相反而相互抵消,可使复合性状的QTL效应不易被检测;第四,加性效应的QTL常参预构成上位性效应,而具有上位性效应的QTL并非都有加性主效应,表明忽略上位性的QTL定位方法会降低检测QTL的功效;最后,鉴别不同类型的QTL效应有利于指导育种实践,选择主效QTL适用于多环境,QE互作QTL适用于特定环境,对上位性QTL应强调选择基因组合而并非单个基因.     

大白菜部分形态性状的QTL定位与分析

应用352个标记位点的大白菜AFLP和RAPD图谱和一套栽培品种间杂交获得的重组自交系群体,采用复合区间作图的方法对大白菜9个形态性状进行QTL定位及遗传效应研究。在14个连锁群上检测到50个QTL:其中控制株型的QTL有5个;控制株高的QTL有6个;控制开展度的QTL有5个;控制最大叶长的QTL有7个;控制最大叶宽的QTL有4个;控制叶形指数的QTL有6个;控制中肋长的QTL有7个;控制中肋宽的QTL有4个;控制抽苔的QTL有6个。另外,估算了单个QTL的遗传贡献率和加性效应。这将为大白菜品种改良中形态性状的分子标记辅助选择提供理论依据。     

应用重组自交系群体定位大豆抗虫QTL

以大豆组合科丰1号×南农1138-2衍生的重组自交系(RIL)群体为材料构建遗传连锁图谱, 利用软件 Cartographer V.2.5 采用复合区间作图法检测定位大豆抗虫QTL。以斜纹夜蛾幼虫重为抗性指标, 检测到 1 个与抗虫性有关的 QTL, 位于G20-O连锁群上, 其端距离为31.91 cM, 加性效应估计值为0.0408, 对性状变异的解释率为 11.74％; 以蛹重为抗性指标, 检测到 2 个与抗虫性有关的 QTL, 分别位于G8-D1b+W和G17-L连锁群上, 其端距离分别为 14.71 cM和0.01 cM, 加性效应估计值分别为-0.0139和0.0103, 对性状变异的解释率分别为 11.30％和6.36％。     

Improving QTL Mapping Resolution Based on Genotypic Sampling—a Case Using a RIL Population

The QTL mapping results were compared with the genotypically selected and random samples of the same size on the base of a RIL population. The results demonstrated that there were no obvious differences in the trait distribution and marker segregation distortion between the genotypically selected and random samples with the same population size. However, a significant increase in QTL detection power, sensitivity, specificity, and QTL resolution in the genotypically selected samples were observed. Moreover, the highly significant effect was detected in small size of genotypically selected samples. In QTL mapping, phenotyping is a more sensitive limiting factor than genotyping so that the selection of samples could be an attractive strategy for increasing genome-wide QTL mapping resolution. The efficient selection of samples should be more helpful for QTL maker assistant selection, fine mapping, and QTL cloning.     

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。     

水稻叶绿素含量的QTL定位

利用由两个籼稻品种Acc8558和H359杂交构建的一个包含131个株系(F19)的重组自交系群体,及其相应的包含147个RFLP和78个AFLP标记的遗传图谱,采用多性状复合区间定位方法,对控制水稻叶绿素含量的QTL进行了定位分析。对叶绿素a和叶绿素b含量各检测到6个QTL,其中5个QTL在两性状问是相同的。这些QTL主要分布在第1和第4染色体上,因此这两条染色体对叶绿素含量是重要的。QTL qChlAlc／qChlBlb(二者位置相同)在4个观测时期均表现较大效应,且在最后的剑叶期贡献最大,因此对叶绿素含量最为重要。另两个QTL(qCh-LA4a／qChlB4a和qChlA4b／qChlB4b)只在第2次观测时期效应显著,表明它们只在特定发育阶段发挥作用。     

水稻低温发芽力QTL定位和遗传分析

以Kinmaze(粳稻)／DV85(籼稻)的重组自交系F10世代群体检测了影响水稻低温发芽力性状的数量性状基因座(QTL)。通过测定不同时期的低温发芽率,确定了15℃低温、第10d为检测低温发芽率的最适处理温度和时间,该条件下能够充分检测到品种的差异和分离群体的变异。通过设置对照,证明所检测的低温发芽率不受休眠及二次休眠的影响。15℃低温、第10d时,Kinmaze的发芽率达35％,DV85的发芽率只有7％,两亲本之间存在明显差异,该群体81个家系的低温发芽率变幅在0％～99％之间。QTL分析结果检测到5个与低温发芽力相关的基因座,分别位于第2、6、7、11和12染色体上。位于第2、6和11染色体上的qLTG-2、qLTG-6和qLTG-11贡献率分别为27．1％、17．1％和15．0％,对低温发芽力性状的增效基因来自DV85;位于第7、12染色体上qLTG-7和qLTG-12的贡献率分别为22．9％和8．8％,增效基因来自Kinmaze。其中,qLTG-6和qLTG-11在染色体上的位置与已报道的有关低温发芽力QTL位置相似,而qLTG-2、qLTG-7和qLTG-12为新检测的低温发芽力基因座。上位性分析结果显示,第3与第5染色体上存在影响低温发芽力的互作位点,其互作可以提高低温发芽力,而第7染色体上的两位点之间的互作降低了低温发芽力。     

利用重组自交系群体检测水稻条纹叶枯病抗性基因及QTL分析

利用81个株系组成的Kinmaze(japonica)／DV85(indica)重组自交系(recombinant inbred lines,RIL)群体,采用苗期强迫饲毒的鉴定方法,以病情指数作为条纹叶枯病的表型值,鉴定亲本及81个RILs对水稻抗条纹叶枯病毒(rice stripe virus,RSV)的抗性。利用QTL Cartographer软件,对水稻条纹叶枯病抗性基因进行检测分析。检测到3个QTL位点：qStv1、qStv7、qStv11分别位于第1、7、11染色体上,各QTL的LOD值为2．44～3．83,贡献率为19．8％～30．9％。根据抗性基因加性效应的方向,在qStv7、qStv11位点上,亲本DV85存在抗条纹叶枯病增效基因,Kinmaze具有抗条纹叶枯病减效基因,而qStv1位点抗性基因效应来源正好相反。     

水稻加工品质数量性状基因座 (QTLs)分子定位研究

检测了Lemont/特青RI群体212个株系的糙米率（BR）,精米率（MR）和整精米率（HR）等3项加工品质性状,利用RFLP连锁图和线性模型的复合区间作图方法（QTLMapperV1.0)进行QTL定位研究。群体呈边境分布,双向超亲现象明显,HR较BR,MR变异范围更大并偏向低值方向;分别检测到1个MR,4个HR主效QTL,其中QHr6和QHr7等2个基因座具有较大遗传效应;分别检测到12对影响BR、5对影响MR,16对影响HR的上位性基因座,上位性效应的影响大于主效QTLs,不同性状或同一性状上位性效应通过共同的区间形成复杂的互相联系。