黄瓜RIL群体瓜长和把长的QTL定位分析

以黄瓜野生变种‘PI183967’(Cucumis sativus L.hardwickii)和新泰密刺选系‘931’为亲本,通过单粒传法获得包含160个株系的F9代重组自交系群体(RIL)。结合分子遗传图谱和不同年份(2012年春、秋季和2013年春、秋季)的表型调查数据,利用MapQTL4.0软件进行黄瓜瓜长和把长的QTL定位。结果显示:(1)共检测到8个与瓜长和把长相关的QTLs,分布在染色体3、4、5、6、7上,LOD值在2.78~10.24之间,可解释7.4%~32.7%的表型变异率,贡献率≥10.0%的QTL位点4个,占QTLs总数的1/2,在春秋两季重复检测出的QTL位点有4个。(2)检测到4个与瓜长相关的QTLs位点Fl3.1、Fl4.1、Fl5.1、Fl6.1,4个与把长相关的QTLs位点Fsl3.1、Fsl3.2、Fsl5.1、Fsl6.1。(3)Fl6.1和Fsl6.1在2012、2013年春秋季中均可检测到,位于第6号染色体的109.2cM处,标记SSR17591~C80之间;Fl6.1在4次中的贡献率在13.8%~32.7%之间,Fsl6.1在4次中贡献率为12.1%~24.1%;(4)Fl3.1和Fsl3.2位于第6号染色体标记SSR16152~SSR07706之间,其中Fl3.1在2012年秋季和2013年春秋两季中均可检测到,贡献率总共为25.1%,Fsl3.2仅在2012年秋季中检测到,解释8.8%的表型变异率。研究表明,第6号染色体上标记SSR17591~C80和第3号染色体上的SSR16152~SSR07706等2个区域聚集了控制瓜长和把长的主效QTL位点,这2个区域应作为今后研究的重点。     

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.     

用RFLP标记剖析水稻穗颈维管束及穗部性状的遗传基础

采用籼、粳亚种间杂种F1(圭630×02428)花药培养获得的DH群体,对水稻穗颈大、小维管束数和倒数第2节间大、小维管束数等4个维管束性状,以及一、二次枝梗数,每穗颖花数3个穗部性状进行QTL分析,共检测到16个QTLs,其中有7个QTLs的加性效应较大,单个QTL的贡献率在20%以上。发现有4个QTLs成簇分布于第1染色体从RZ776到C11的大约35cM的区段上,来源于亲本"圭630"的这一染色体区段对穗颈大维管束、第2节间大维管束、第2节间小维管束和二次枝梗数4个性状的表达均具有增效作用。还讨论了利用分子标记辅助选择聚合增效QTLs、实现穗颈维管束性状遗传改良的策略。     

水稻粒长QTL定位与主效基因的遗传分析

该研究利用短粒普通野生稻矮杆突变体和长粒栽培稻品种KJ01组配杂交组合F_1,构建分离群体F_2;并对该群体粒长进行性状遗传分析,利用平均分布于水稻的12条染色体上的132对多态分子标记对该群体进行QTL定位及主效QTLs遗传分析,为进一步克隆新的主效粒长基因奠定基础,并为水稻粒形育种提供理论依据。结果表明:(1)所构建的水稻杂交组合分离群体F_2的粒长性状为多基因控制的数量性状。(2)对543株F_2分离群体进行QTL连锁分析,构建了控制水稻粒长的连锁遗传图谱,总长为1 713.94 cM,共检测出24个QTLs,只有3个表现为加性遗传效应,其余位点均表现为遗传负效应。(3)检测到的3个主效QTLs分别位于3号染色体的分子标记PSM379～RID24455、RID24455～RM15689和RM571～RM16238之间,且三者对表型的贡献率分别为54.85%、31.02%和7.62%。(4)在标记PSM379～RID24455之间已克隆到的粒长基因为该研究新发现的主效QTL位点。     

水稻株高、抽穗期和有效穗数的QTL与环境的互作分析

株高、抽穗期和有效穗数是水稻的重要农艺性状,合适的株高、抽穗期和有效穗数对水稻的高产稳产是至关重要的。该实验应用中156/谷梅2号的重组自交系(RIL)群体,建立由168个DNA分子标记组成的遗传连锁图,以一年两季作为不同的环境效应,对水稻株高、抽穗期和有效穗数进行了非条件和条件QTL定位,在非条件QTL定位中共检测到7个株高QTLs、5个抽穗期QTLs和3个有效穗数QTLs和10对加加上位性互作位点,条件QTL定位结果表明,抽穗期这一性状对株高和有效穗数QTLs的表达既有抑制作用,也有较大的贡献率。     

猪部分内脏器官性状和乳头数的QTL检测

对内脏器官重量性状的QTL定位研究,所见报道不多;对于猪的繁殖性状,尚需做进一步的探讨。本研究在总共214头(180头F2个体)组成的资源家系中,在猪的SSC4、SSC6、SSC7、SSC8 和 SSC13上共选取39个微卫星标记,检测了8种内脏器官的重量性状:心重 (HW)、肺重 (LW)、肝 胆重 (LGW)、脾重 (SPW)、胃重 (STW)、小肠重(SIW)、大肠重(LIW) 和肾重(KW);其他一些胴体性状:胴体长性状1(自第一颈椎,CL1)、胴体长性状2(自第一胸椎,CL2)、肋骨数(RNS)和繁殖性状乳头数(TNS)的QTL定位。结果表明,检测到3个染色体极显著水平的QTL(P≤0.01),它们是HW QTL定位在SSC6上30 cM处,RNS QTL定位在SSC7上115 cM处和TNS QTL定位在SSC7上 110 cM处;另外6个染色体显著水平的QTL(P≤0.05)是:LW(SSC13上119 cM处)、LGW(SSC6上94 cM处)、SPW(SSC8上106 cM处)、SIW(SSC 4上0 cM处)、LIW(SSC 4上170 cM 处)和TNS(SSC 6上95 cM处)。上述QTL解释的表型变异从 0.04% 到 14.06%,有些位点的 QTL 可以解释表型变异的 10%以上,如 HW 的 QTL 解释表型变异的9.52%、SIW的QTL解释表型变异的13.47%、定位在SSC6上的TNS QTL解释表型变异的14.06%,而定位在 SSC7上的TNS QTL解释表型变异的11.30%。多数内脏器官重量性状的QTL定位结果未见报道。胴体长未见显著水平的QTL,而在SSC7上定位染色体极显著水平的肋骨数QTL。     

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。     

鲤饲料转化率性状的QTL 定位及遗传效应分析

数量性状(QTL)定位是实现分子标记辅助育种、基因选择和定位、培育新品种及加快性状遗传研究进展的重要手段。饲料转化率是鲤鱼的重要经济性状和遗传改良的主要目标, 而通过QTL 定位获得与饲料转化率性状紧密连锁的分子标记以及相关基因是遗传育种的重要工具。研究利用SNP、SSR、EST-SSR 等分子标记构建鲤鱼(Cyprinus carpio L.)遗传连锁图谱并对重要经济性状进行QTL 定位。选用174 个SSR 标记、41 个EST-SSR 标记、345 个SNP 标记对德国镜鲤F2 代群体68 个个体进行基因型检测, 用JoinMap4.0 软件包构建鲤鱼遗传连锁图谱。再用MapQTL5.0 的区间作图法(Interval mapping, IM)和多QTL 区间定位法(MQMMapping, MQM)对饲料转化率性状进行QTL 区间检测, 通过置换实验(1000 次重复)确定连锁群显著性水平阈值。结果显示, 在对饲料转化率性状的多QTL 区间定位中, 共检测到15 个QTLs 区间, 分布在9 个连锁群上, 解释表型变异范围为17.70%—52.20%, 解释表型变异最大的QTLs 区间在第48 连锁群上, 为52.20%。HLJE314-SNP0919(LG25)区间标记覆盖的图距最小, 为0.164 cM; 最大的是HLJ1439-HLJ1438(LG39)区间,覆盖图距为24.922 cM。其中区间HLJ1439-HLJ1438、HLJ922 -SNP0711 解释表型变异均超过50.00%, 可能是影响饲料转化率性状的主效QTLs 区间。与饲料转化率相关的15 个QTLs 的加性效应方向并不一致, 有3个区间具有负向加性效应, 平均为?0.027; 12 个正向加性效应, 平均值为0.06。研究检测出的与鲤鱼饲料转化率性状相关的QTL 位点可为鲤鱼分子标记辅助育种和更进一步的QTL 精细定位打下基础。       

QTL molecular marker location of powdery mildew resistance in cucumber (Cucumis sativus L.)

The cucumber lines, S94 (Northern China open-field type, powdery mildew (PM) susceptible) and S06 (European greenhouse type, PM resistant), and their F6:7 populations were used to investigate PM re-sistance under seedling spray inoculation in 2005/Autumn and 2006/Spring. QTL analysis was under-taken based on a constructed molecular linkage map of the corresponding F6 population using com-posite interval mapping. A total of four QTLs (pm1.1, pm2.1, pm4.1 and pm6.1) for PM resistance were identified and located on LG 1, 2, 4 and 6, respectively, explaining 5.2%-21.0% of the phenotypic variation. Three consistent QTLs (pm1.1, pm2.1 and pm4.1) were detected under the two test conditions. The QTL pm6.1 was only identified in 2005/Autumn. The total phenotypic variation explained by the QTLs was 52.0% and 42.0% in 2005/Autumn and 2006/Spring, respectively. Anchor markers tightly linked to those loci (<5 cM) could lay a basis for both molecular marker-assisted breeding and map-based gene cloning of the PM-resistance gene in cucumber.     

高丹草氢氰酸含量性状的QTL定位分析

为了深入开展高丹草低氢氰酸含量性状的QTL精细定位、基因图位克隆、功能解析及分子标记辅助育种,该研究以二倍体杂交高丹草F_2代群体500个分离单株无性系及其亲本为材料,在课题组前期已构建出的高丹草高密度分子遗传连锁图谱的基础上,利用区间作图法对两年两地测定的高丹草氢氰酸含量性状进行了QTL定位分析。结果显示:(1)在4个不同环境下高丹草氢氰酸含量性状的广义遗传率分别为61.70%、72.05%、40.16%和69.25%,表明氢氰酸含量是既受环境影响又受微效多基因控制的数量性状,而且其群体测定值频率呈明显单峰正态性分布特点,符合QTL定位要求。(2)在LOD2.5的条件下,共检测到16个与氢氰酸含量性状相关的QTLs,其分布在LG1、LG2、LG4、LG6、LG7、LG8和LG10连锁群上。(3)16个QTLs中能重复检测到的稳定QTLs有9个,遗传贡献率范围为1.17%～39.9%,其中贡献率大于20%的主效QTLs有Qcn2-2、Qcn4-1、Qcn6和Qcn6-1共4个。该研究结果明确了各QTLs的遗传效应和分子标记位点。     

甘蓝型油菜千粒重性状的QTL初步定位研究

千粒重是油菜重要的产量相关性状之一,构建油菜遗传连锁图谱是研究其产量性状基因的前提。本研究利用小孢子培养技术,选育出了甘蓝型油菜大粒品系(G-42)和小粒品系(7-9)的纯合DH系DH-G-42和DH-7-9,其千粒重分别为6.24 g和2.42 g,二者比值达2.58。以DH-G-42为母本、DH-7-9为父本,构建了含190个单株的F2遗传作图群体,利用SSR和SRAP标记技术绘制遗传连锁图谱,该图谱共包含20个连锁群,涉及128个SSR标记和100个SRAP标记,图谱总长1546.6cM,标记间平均图距为6.78cM。本研究共检测到3个与千粒重性状相关的QTL,分别位于A9和C1连锁群,其中qSW-A9-1和qSW-A9-2贡献率分别达到10.98%和27.45%,均可视为控制粒重的主效QTL。本研究为后续进行油菜千粒重性状QTL的精细定位分析、分子标记辅助选择育种及新基因的克隆等奠定了基础。     

籼粳分类的形态指数及其相关鉴定性状的遗传分析

利用通过典型籼粳交F1代加倍所构建的一个DH群体为材料,考察了121个DH株系的程氏指数及其相关的6个鉴定性状,并进行了数量性状座位(QTLs)分析.分别检测到叶毛的2个主效基因、谷粒长宽比的3个QTLs、稃色的1个QTL、稃毛的1个QTL、穗轴1～2节长的2个QTLs及酚反应的1个主效基因和2个QTLs.另外检测到与形态指数有关的4个QTLs,分别在第1,3,4和6染色体上.其中第1,3和6染色体上控制形态指数的3个QTLs分别与鉴定性状的部分QTLs位于同一区间.     

磁处理对大棚春黄瓜早期产量的影响

磁处理可以显地提高大棚春黄瓜的早期产量,降低第一雌花节位。其中,400mT的磁水浇灌黄瓜幼苗,可提高早期产量26．78％,降低雌花节位0．7节;用200mT的磁场一次处理萌动种子也有较明显的增产效果,但增产幅度不如磁水灌溉。     

梨分子遗传图谱构建及生长性状的QTL分析

利用鸭梨和京白梨杂交得到的F1(145株)实生苗为作图群体,通过对AFLP和SSR两种分子标记的遗传连锁分析,应用Joinmap 3.0作图软件,368个AFLP标记、34个SSR标记构建了分属18个连锁群的梨分子遗传连锁图谱,各连锁群的LOD值在4.0～7.0范围之间,图谱总长度覆盖梨基因组1395.9cM,平均图距为3.8cM.采用区间作图法,对该群体与生长性状相关的调查数据进行QTL分析,检测到与新梢生长量、新梢茎粗、节间长度、节间数量、树干径、树高及皮孔密度7个农艺性状连锁的QTL位点35个,其中主效QTL位点11个(LOD≥3.5).与生长性状相关的农艺性状QTL位点多集中在LG16连锁群上.     

大豆昆虫抗性相关QTLs的元分析

大豆虫害严重危害大豆生产。虽然大豆抗虫相关QTLs研究增多, 但由于作图群体不同、同种昆虫抗性QTL的调查性状不同以及数据分析方法存在差异等原因, 使QTL精确性和有效性被降低。因此, 获得相对真实且有效的QTLs位点对于促进分子标记辅助选择有重要意义。文章通过搜集已报道的81个与大豆昆虫抗性相关的QTL, 提取相对有效且可靠的QTLs标记信息, 利用元分析软件BioMercator2.1将这些QTLs映射到大豆公共遗传连锁图谱Soymap2上, 通过单独与联合的两种元分析途径, 利用QTLs的95%的置信区间来推断“真实QTLs”的位置。文章不仅构建了一张大豆昆虫抗性一致性图谱, 而且通过两种元分析途径分别得到12个和14个QTLs位点, 且其中有6个位点QTL的位置一致。它们被定位在9个连锁群上, 主要成簇分布在E、F、H、M等4个连锁群上, 图距由原来平均15 cM缩减到平均3.67 cM。除了一个与大豆食心虫抗性相关的位点外, 其余QTLs都与多种昆虫抗性相关。研究结果明显缩短了原来已报道的QTL置信区间, 为大豆抗虫相关QTL的精细定位以及抗虫相关基因挖掘提供了依据。     

小麦旗叶长、宽及面积的QTL分析

以小麦品种‘小偃81’和‘西农1376’构建的含236个家系的自交重组系(RIL)群体(F2:7、F2:8代)为研究材料,采用完全随机区组设计,连续2年在陕西杨陵、河南驻马店和山东济南于灌浆期(花后20d)随机取每个株系10株测量旗叶长、宽,并利用172个SSR标记构建了遗传连锁图谱,通过基于完备区间作图法的QTL IciMapping V3.2软件,对控制小麦旗叶长、宽和面积的数量性状位点(QTL)进行了加性效应分析。结果发现:(1)9个旗叶长QTLs位于1A、4A、3B、5D和7D染色体上,单个QTL可解释5.10%~16.44%的表型变异;10个旗叶宽QTLs位于1A、3A、5A、7A、3B和5D染色体上,单个QTL可解释4.63%~14.24%的表型变异;12个旗叶面积QTLs位于1A、4A、3B、2D和5D染色体上,单个QTL可解释4.25%~22.67%的表型变异。(2)控制小麦旗叶长、宽和面积的QTLs存在差异,同一QTL在不同性状中的遗传贡献率也不同。(3)同一性状在同一年份,不同地点和在不同年份,相同地点下检测到的QTLs有的相同,但有的差异明显。(4)有些控制不同性状的QTLs在染色体的同一标记区间,表现一因多效。研究表明:位于1A和5D染色体上的2个加性QTLs都同时控制旗叶长、宽和面积,且前者为主效基因,后者遗传贡献率也较大,可用于标记辅助育种和分子聚合育种。     

普通丝瓜始雌花节位遗传分析

选用始雌花节位有差异的普通丝瓜品种配制‘五叶香丝瓜’ב短圆筒丝瓜’(L1×L2)和‘短圆筒丝瓜’ב蛇形丝瓜’(L2×L3)2套组合,通过调查P1、P2、F1、B1、B2和F2植株的始雌花节位,利用主基因 多基因混合遗传模型联合分离分析了始雌花节位遗传规律。结果显示:L1×L2始雌花节位遗传符合2对加性-显性-上位性主基因 加性-显性多基因遗传模型,L2×L3的遗传符合1对加性主基因 加性-显性多基因遗传模型;L1×L2组合的B1、B2和F2群体遗传率(主基因 多基因)分别为66.13%、51.29%和68.27%,L2×L3组合的B1、B2和F2群体遗传率(主基因 多基因)分别为82.02%、64.87%和65.62%;L1×L2组合B1、B2和F2群体的环境方差占总表型方差的比例分别是23.43%、48.69%和31.73%,L2×L3组合B1、B2和F2群体的环境方差占总表型方差的比例分别是34.27%、55.40%和34.38%。结果表明:普通丝瓜始雌花节位是由主基因和多基因控制的数量性状,早熟性(较低的始雌花节位)不太可能通过杂种优势来实现;始雌花节位遗传不稳定,易受环境因素的影响,但定向选择会有较好的效果。     

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。     

测序水稻品种SSR遗传连锁图谱的构建及其农艺性状基因座分析

利用测序水稻品种"Nipponbare（粳）/广陆矮4号（籼）"杂交F2群体90个单株为作图群体,构建含148个SSR标记的水稻遗传连锁图谱,覆盖基因组全长1737.81cM,标记间平均距11.90cM。利用该图谱及Excel2000和Mapmaker/QTL1.1b软件对分蘖数、穗数、穗长、主穗长、株高、剑叶长等六个农艺性状间的相互关系和基因位点进行分析,结果在LOD>2.2和P<0.005的条件下共检测到28个QTLs,它们分布在水稻所有染色体上,单个QTL对性状的分子贡献率11.1%-42.9%,其中大于20%有10个,并对选用已测序材料为亲本构建图谱来探讨水稻农艺性状的分子基础及其育种意义进行了讨论。     

5 个籼稻背景的高代回交置换系的置换片段分析

以轮回亲本籼稻品种9311(Oryz a sativa ssp. indica ‘Yangdao 6’)为对照, 选用132个亲本间有多态性的SSR标记, 对以粳稻品种日本晴(Oryz a sativa ssp. japonica 'Nipponbare’)为供体的5个高代回交置换系的农艺性状及置换片段进行分析。5个置换系在粒长、粒宽、千粒重、剑叶长、株高及落粒性等方面与籼稻品种9311之间有极显著差异, 其余性状与籼稻品种9311间的差异不显著; 从置换系中检测出8个置换片段, 总长度为236.0 cM, 平均长度为29.5 cM; 从置换片段上检出包括2个千粒重、1个粒长、1个粒宽、1个剑叶长、1个株高和1个落粒性共7个QTLs , 分别分布在水稻第1、3、5、6和第10染色体上。其中, 第1染色体上控制剑叶长的QTL和第6染色体上控制株高的QTL可能是新发现的QTLs。实验结果进一步丰富了置换系群体的数量和质量, 也为QTLs 的精细定位及分子设计育种奠定了基础。