花生RIL群体出仁率的遗传特性分析

出仁率是花生的产量性状之一,是籽仁产量的重要影响因子。本研究以花育44×DF12构建的重组自交系(RIL)群体为试验材料,出仁率作为表型数据,利用主基因+多基因混合遗传模型对3个环境下的出仁率进行遗传特性分析。结果表明,3个环境下的出仁率的最适遗传模型均为4MG-AI,即4对加性—上位性主基因调控,3个环境下的主基因遗传率分别为91.93%,90.60%,96.85%。本研究结果为出仁率遗传机制挖掘奠定了重要理论依据。

文蛤(Meretrix petechialis)多种游离氨基酸含量的综合评价

为了明确文蛤游离氨基酸的组成、含量及其风味特性,本研究以文蛤的11个全同胞家系为研究对象,利用氨基酸自动分析仪测定文蛤足组织中游离氨基酸的种类和含量,通过主成分分析、TOPSIS分析进行综合评价。结果显示,文蛤家系游离氨基酸总量均在473~816mg/100g,均值为638mg/100g。呈鲜味氨基酸含量为270~570 mg/100g,占总含量的56.0%~70.8%,是最主要的呈味氨基酸。15种游离氨基酸通过主成分分析提取到2个主成分,其累积方差贡献率为89.54%,可代表文蛤中游离氨基酸的综合信息。游离氨基酸T值较高的家系依次是22A8、22A5、22A1和22A6,与TOPSIS分析结果一致。结果表明上述4个文蛤家系可作为游离氨基酸含量综合性状突出的优良种质资源用于文蛤的选育工作。

鞍带石斑鱼繁育群体的遗传多样性

为了解人工养殖和选育活动对鞍带石斑鱼遗传多样性的影响。本实验采用微卫星分子标记技术,对广东、海南和福建3个省份共5个代表性采集点的鞍带石斑鱼繁育群体的遗传变异信息进行了研究。群体内遗传多样性分析结果显示,5个群体等位基因(N_(a))的平均数目为7.326(6.375~8.380),观测杂合度(H_(o))平均值为0.711(0.625~0.775),期望杂合度(H_(e))平均值为0.705(0.684~0.734),多态性信息含量(PIC)平均值为0.659(0.633~0.693)。其中,来自福建厦门翔安区的鞍带石斑鱼繁育群体遗传多样性最高。分子方差分析(AMOVA)结果显示,5.36%的遗传变异来自群体间,95.45%来自所有个体间。群体间遗传分化指数(F_(st))及遗传距离结果显示,GC(感城)和CP(长坡)群体聚为一支,再与AT(澳头)群体聚为一支,然后与XA(翔安)群体聚为一支,HL(湖里)群体独立为一支。通过系统进化树分析显示,鞍带石斑鱼繁育群体交叉在一起,没有形成明显的地理格局分布。总之,这三省五地的鞍带石斑鱼繁育群体遗传多样性较高,没有明显的驯化迹象。研究表明,鞍带石斑鱼繁育群体仍具有较高的遗传多样性,品种受亲本近交影响而出现衰退的可能性不高,可排除因遗传因素导致的品种病害频发及养殖成活率低的原因。本研究可为鞍带石斑鱼种质评价和人工选育提供理论依据。

大豆开花和成熟期显性E1等位基因关联分析

【目的】深入解析大豆开花期和成熟期的遗传基础,发掘控制性状的重要基因组区间,为分子标记辅助选择育种和新基因克隆提供依据。【方法】以224份携带显性E1等位基因的大豆种质为试验材料,在4个种植环境下调查表型数据,用R-mrMLM软件包中的6种多位点关联分析模型对大豆开花和成熟期进行全基因组关联分析。【结果】共检测到91个开花期和83个成熟期QTNs(quantitative trait nucleotides),其中6个开花期和10个成熟期QTNs能在多环境中检测到,这些环境稳定QTNs分布于15个区间大小在90~490 kb的单倍型(基因组)内,并新检测到6个基因组区间。【结论】显性E1等位基因背景下大豆开花和成熟期的QTN构成复杂,位于5号染色体39.52~40.01 Mb等15个基因组区间是该群体中控制大豆开花期或成熟期的重要位点。

凡纳滨对虾全基因组SSR标记开发及不同养殖群体的遗传多样性

为了探究SSR标记对凡纳滨对虾养殖群体的遗传多样性和群体遗传结构的影响,为凡纳滨对虾种质资源的遗传改良提供基础信息。实验利用MISA软件对凡纳滨对虾全基因组SSR位点进行搜索,通过聚丙烯酰胺凝胶电泳获得多态性高的SSR标记,基于POPGENE 1.32、PIC-CALC和Mega 6.0软件分析6个不同来源的凡纳滨对虾养殖群体的遗传多样性和群体结构特征。在凡纳滨对虾全基因组数据中共鉴定出10 453 975个微卫星,约占基因组序列总长度的18.56%,其中,二碱基微卫星最丰富,占总数的82.15%。利用具有多态性的14个SSR标记分析3个国内群体[桂海1号(CG)、海兴农2号(CH)和山东养殖群体(CT)],及3个国外群体[厄瓜多尔1号(FO)、厄瓜多尔2号(FT)和墨西哥群体(FM)]的遗传特征。结果显示,14个SSR标记在6个群体中共检测到208个等位基因变异,等位基因数、观测杂合度、期望杂合度和多态性信息含量的范围分别为6~25、0.112~0.994、0.234~0.925和0.226~0.918;遗传多样性丰富程度为CH>FO>FM>CT>FT>CG。桂海1号与山东养殖群体、3个国外群体间属于中等程度的遗传分化。聚类分析结果显示,国内群体桂海1号和海兴农2号聚为一大类,山东养殖群体与国外群体厄瓜多尔1号、厄瓜多尔2号和墨西哥群体聚为一大类。研究表明,筛选的14个SSR标记可用于凡纳滨对虾群体遗传多样性的评估;3个国外群体的遗传多样性相对较高,且与国内群体桂海1号和海兴农2号的亲缘关系较远。本研究对凡纳滨对虾种质资源的开发利用与新品种选育具有十分重要的意义。

大菱鲆饲料转化率相关微卫星标记的筛选

饲料转化率(FCR)是大菱鲆重要的经济性状,通过选择育种提高饲料转化率,能够有效地降低大菱鲆的养殖成本,进而推动产业的发展。微卫星标记是鱼类分子标记辅助选育中常用的分子标记,为了筛选出与大菱鲆饲料转化率相关的微卫星标记,提高育种效率,实验以300尾大菱鲆幼鱼为研究对象,通过特制的网箱养殖系统,测定个体饲料转化率,分别选取饲料转化率最高和最低的30个样本作为高饲料转化率组(H组)和低饲料转化率组(L组)。利用40对大菱鲆微卫星引物,对H组和L组的DNA混池进行PCR扩增,统计两组个体PCR产物的基因型,筛选两池之间出现差异等位基因片段的位点,通过进一步的群体验证和家系验证,分析微卫星位点与大菱鲆饲料转化率的相关性。结果显示,微卫星位点YSKr148在238 bp的等位基因片段与大菱鲆饲料转化率存在极显著正相关,相关系数达到0.359,家系验证中该位点的阳性组的饲料转化率显著高于阴性组。研究表明,大菱鲆微卫星位点YSKr148与饲料转化率性状显著相关,可以用于该性状的分子标记辅助选育。本研究首次获得了与大菱鲆饲料转化率性状显著相关的分子标记,为研究该性状的遗传基础以及相关分子机制提供了依据,为该性状的分子标记辅助选育奠定基础。

一种基于人工智能的基因组选择方法

开发了一种新的深度学习基因组选择(genomic selection, GS)方法,并命名为DRNGS (deep residual network genomic selection)。新方法的特点有:1)以深度残差网络来预测基因组估计育种值(genomic estimated breeding value, GEBV),可捕获基因型内部的复杂关系,提高预测准确性;2)采用卷积和池化策略来降低高维基因型数据的复杂性,加快计算速度;3)方法中引入批量归一化层,加快了收敛速度。将新方法应用于CIMMYT小麦数据集,实验结果表明:DRNGS的效果比前馈神经网络(feedforward neural network, FNN)提高了101.59%~130.83%;在对大部分性状的表型预测中,DRNGS比GBLUP (genomic best linear unbiased prediction)提高了2.24%~20.19%;在计算耗时方面,DRNGS仅次于GBLUP,比DeepGS快了大约18~22倍,比FNN快了24~26倍。为进一步比较DRNGS和DeepGS,用伊朗面包小麦(Triticum aestivum)数据集进行测试,结果表明:DRNGS收敛速度优于DeepGS;在对所有性状的表型预测过程中,DRNGS的计算耗时始终较DeepGS短;而且DRNGS在预测准确性方面优于DeepGS,在8个性状中,DRNGS较DeepGS提高0.12%~1.59%。并将DRNGS开发成R包,可通过https://github.com/GuLinLin-JMU/DRNGS访问。

水稻产量及其相关性状的数量性状基因座分析

利用由 98个家系组成的Nipponbare/Kasalath//Nipponbare回交重组自交系 (backcrossinbredlines,BIL)作图群体(BC1F9) ,以及混合线性模型的数量性状位点 (QTL)定位方法 ,对水稻有效穗、每穗颖花数、每穗实粒数、结实率、千粒重、着粒密度和单株产量等 7个重要农艺性状进行了QTL分析。共检测到分布在 8条染色体上的 2 6个QTL ,其贡献率差异较大 ,在 5 2 %～ 4 9 2 %之间 ,其中有 4个QTL的贡献率超过 30 % ,分别是控制有效穗的qPN 4、每穗颖花数的qSN 3、每穗实粒数qGN 2和千粒重的qGW 3a。相关显著的产量性状QTL往往分布在染色体上相同区域 ,并集中在少数几个连锁群上。与其他研究结果比较表明 ,主效QTL在不同群体中的重演性较好。

卵形鲳鲹不同月龄选育群体主要形态性状与体质量的相关性分析

为探讨卵形鲳鲹不同月龄选育群体主要形态性状对体质量的影响,跟踪测量了1月龄,4月龄,7月龄,10月龄和13月龄个体的全长(x1),体长(x2),体高(x3)和体质量(y),共测量2 635尾。运用相关分析、多元回归分析和通径分析的方法,计算了以体质量为因变量,其他形态性状为自变量的相关系数、通径系数和决定系数,剖分各性状对体质量的影响,建立最优多元回归方程。结果显示,在不同生长阶段,4个性状间的相关系数在0.017～0.960之间,除4月龄个体体高与其他性状间相关性不显著外,其他月龄群体各性状两两之间的相关性均达到了极显著水平;1月龄和4月龄个体全长对体质量的直接作用最大,7月龄、10月龄和13月龄个体则是体高对体质量的影响最大;各性状对体质量决定程度分析与通径分析变化趋势一致,各月龄群体全长、体长、体高估算体质量的多元线性回归方程的拟合度良好(86.9%～90.6%)。研究表明,影响体质量的主要形态因素已找出,选育时期不同,所选择的形态性状也应有所差异,为卵形鲳鲹选择育种提供了必要的技术参数。

两种杂交石斑鱼及其亲本的形态差异分析

为研究两种杂交石斑鱼及其亲本的形态差异,实验采用传统形态学测定与现代框架测定结合的方法,测定了青龙斑(斜带石斑鱼♀×鞍带石斑鱼♂)和虎龙斑(棕点石斑鱼♀×鞍带石斑鱼♂)及其亲本的可数性状和可量性状,并进行相关统计分析。结果显示,在外观方面,青龙斑与亲本相比,其斜带边缘清晰连贯,而虎龙斑体侧分布有不同于亲本的大型环状斑;在外部形态框架方面,青龙斑背鳍前端及躯干形态都偏向于母本,呈现出背腹部压缩的细长型,而虎龙斑背鳍前端的框架形态偏向于母本、躯干的框架形态却偏向于父本,呈现出两种框架形态组合的特点。综合传统可量数据和框架数据聚类分析、判别分析和主成分分析的结果表明:两种杂交石斑鱼在外部形态方面更偏向于母本。

数量性状基因作图精度的主要影响因子

采用计算机模拟数据和数量性状基因作图的双侧标记基因型均值回归方法 ,研究了分子标记密度、性状遗传力和样本容量 3因素对 F2 群体数量性状基因图谱构建的影响。结果表明 :( 1)在 QTL被发现的能力上 ,适当大 (标记间距 15c M)的标记密度较有利于 QTL的检测 ,过大或过小均不利 ;随着遗传力提高和样本容量变大发现 QTL的能力提高 ,但效率下降。为此可以给出一定保证度下的最适标记密度和样本容量 ,以减少试验成本。如 QTL的遗传力 10 %、标记间距 15c M,则样本容量 30 0就可保证 QTL的发现能力达 80 %以上。 ( 2 )在 QTL位置和效应估计上 ,只要标记间距不过大 (如 50c M) ,一般来说 ,一旦 QTL能被检测到 ,则其位置和效应的估计也较准确 ,其位置估计值的 95%置信区间绝大多数在 2 0 c

不同贝龄栉孔扇贝数量性状的相关性和通径分析

为深入了解栉孔扇贝形态性状与湿重之间的关系,为栉孔扇贝选育工作中亲贝的挑选提供策略,本研究使用来自同一家系的栉孔扇贝子代324只一龄个体以及生长到二龄的230只个体的性状数据进行通径分析。性状数据包括壳长(x_1/cm),壳高(x_2/cm),壳宽(x_3/cm),湿重(y/g)。结果显示,所有形态性状和湿重之间的相关系数均达到极显著水平。其中与一龄贝湿重相关系数最大的是壳长,为0.939,与二龄贝湿重相关系数最大的是壳高,为0.808。通径分析结果显示,壳长对一龄贝湿重的直接影响最大(0.532),壳高对一龄贝湿重的直接影响最小(0.163)。壳高对二龄贝湿重的直接影响最大(0.451),壳长对二龄贝湿重的直接影响最小(0.191),决定系数与以上通径分析结果的变化趋势一致。利用多元回归的方法构建了一龄贝和二龄贝形态性状与湿重间的回归方程,一龄贝:y=–10.527+0.287x_1+0.087x_2+0.409x_3,R^2=0.926;二龄贝:y=–68.609+0.254x_1+0.719x_2+2.008x_3,R^2=0.830。本研究结果为栉孔扇贝种贝的挑选提供了理论依据。

三疣梭子蟹不同日龄生长性状相关性及其对体重的影响

利用定向交尾技术构建三疣梭子蟹15个半同胞家系和38个全同胞家系。测量每个家系80d、100d和120d的全甲宽(X1)、甲宽(X2)、甲长(X3)、体高(X4)和体重(Y)。采用相关分析和通径分析方法计算不同日龄各性状的遗传相关、表型相关、以形态性状为自变量对体重作依变量的相关系数、通径系数、决定系数。结果表明,5个生长性状的表型相关系数在0.759～0.972之间,遗传相关系数在0.170～0.975之间。经显著性检验,各性状间的表型相关和遗传相关都呈极显著水平(P<0.01),各性状不同日龄对体重的直接影响不同,80d:X1>X2>X3>X4,100d:X1>X3>X2>X4,120d:X3>X2>X1>X4,80d和100d时主要通过全甲宽间接影响体重,120d主要通过甲长和甲宽间接影响体重。建立全甲宽(X1)、甲宽(X2)、甲长(X3)和体高(X4)对体重(Y)的多元回归方程,不同日龄各生长性状与体重的复相关指数R2分别为0.960,0.971,0.892,说明它们都是直接影响体重的重要指标。

能源甘蔗主要经济和光合性状的遗传分析

以 4× 5不完全双列杂交 (NcII)衍生的 2 0个家系实生苗为材料 ,对其主要经济和光合性状的遗传力和配合力进行分析 .结果表明 :(1)锤度、株高和茎径的遗传主要由加性基因效应引起 ,而丛有效茎数、丛重、锤重和地上部鲜重的遗传主要由非加性基因效应引起 ;(2 )配合力分析表明 ,CP84 / 1198、CP74 / 383、崖 90 / 3、桂 73/ 16 7和科 5各性状 gca较大 ,是较好的高生物量高光效亲本 ,CP84 / 1198×Ya 90 / 3、CP85 / 14 32×桂 73/ 16 7、CP74 / 383×桂 73/ 16 7、CP85 /14 32×科 5各性状sca和tca较大 ,为较好的高生物量高光效组合 ;(3)茎径、锤度和丛重母本gca方差大于父本 gca方差 ,丛有效茎数、锤度和地上部鲜重的广义遗传力在 5 0 %以上 .表 7参

三种红鲤生长性状的杂种优势与遗传相关分析

对兴国红鲤、荷包红鲤、瓯江彩鲤及其双列杂交种(F1)在成鱼阶段的体重和10个形态性状的杂种优势和遗传相关分析发现:(1)兴国红鲤×荷包红鲤杂交,表现出显著的平均杂种优势和超亲优势;兴国红鲤×瓯江彩鲤杂交、荷包红鲤×瓯江彩鲤杂交的平均杂种优势不明显,也未表现出超越瓯江彩鲤亲本的超亲杂种优势;(2)体重与全长、体长之间加性相关显著(rA>0.9),但显性相关不显著;全长与体长、全长与尾柄长、体长与尾柄长的加性相关及显性相关均显著(rA>0.9;rD>0.9);全长、体长与体高、尾柄高间均呈显著负加性相关(rA<-0.9);体高与尾柄长呈显著负加性相关(rA=-0.896),体高与尾柄高呈显著正加性相关(rD=0.970)。

云南含笑天然居群的表型多样性分析

为揭示云南含笑天然居群表型变异程度和变异规律,以云南昆明地区天然分布的云南含笑为研究对象,调查了6个居群180个单株的14个表型性状,采用巢式方差分析、变异系数、相关分析、Shannon-Weaver多样性指数分析和聚类分析等方法,分析了居群间和居群内表型多样性。结果表明:(1)云南含笑表型性状在居群间和居群内存在极其丰富的多样性,14个表型性状平均表型分化系数(24.38%)小于居群内变异(75.62%),居群内变异是表型变异的主要来源;14个表型性状的变异系数(CV)在16.20%～60.11%之间,表明云南含笑居群内表型性状离散程度较高。(2)对云南含笑各居群的Shannon-Weaver指数分析表明,云南含笑各居群具有丰富的多样性,总体表型多样性指数为1.772。(3)利用居群间欧氏距离进行的UPGMA聚类分析结果表明,云南含笑6个天然居群可以聚为3类,而且表型性状并没有严格依地理距离而聚类。

用Wood模型拟合南方中国荷斯坦牛产奶量、乳脂率、乳蛋白率和体细胞评分及其效果分析

旨在了解南方中国荷斯坦牛测定日产奶量、乳脂率、乳蛋白率和体细胞评分(Somatic cell score,SCS)变化趋势,并进行准确预测。利用Wood模型对南方5个大中型奶牛场(2008-2010年1～3胎)中国荷斯坦牛的33 194条测定日产奶量、乳脂率、乳蛋白率和SCS数据进行曲线拟合。结果表明,测定日产奶量为标准泌乳曲线,乳脂率、乳蛋白率和SCS变化与标准泌乳曲线正好相反。Wood模型对乳蛋白率和产奶量变化曲线拟合度最高,各胎次拟合度均为0.99,误差均方也较低;其次为乳脂率,各胎次拟合度均为0.98,而对SCS的拟合度最低,均在0.7以下,同时误差均方也最大。各胎次产奶高峰日出现的时间与乳蛋白率和SCS最低值出现的时间相近,而最低乳脂率出现的时间较晚。一胎牛高峰产奶量相对较低(30.4kg.d-1),但泌乳后期泌乳持续力及维持低SCS能力较强;二胎和三胎牛高峰产奶量较大,分别为35.9和36.2kg.d-1,二胎奶牛在泌乳后期同时维持高乳脂率和乳蛋白率的能力较强。Wood模型适合于南方中国荷斯坦牛测定日产奶量、乳脂率、乳蛋白率变化曲线的拟合分析,而不适合于SCS的拟合分析。

镜鲤体重相关分子标记与优良子代的筛选和培育

根据性状相关分子标记的QTL分析结果进行品种培育是分子标记用于水产育种研究的重要方向之一。利用镜鲤与体重相关的3个基因座(HLJ302,HLJ338,HLJ343)作为快速生长的标记,筛选出一批镜鲤亲本进行繁殖,对得到的子代进行基因分型,并将基因分型结果与检测的最大10尾个体与最小10尾个体进行比较。结果表明,最大10尾具有优势基因型为每尾1.7个,最小10尾具有优势基因型为每尾0.7个,生长速度快群体与生长速度慢群体在体重相关基因型的富集上呈现显著性差异。同时选出具有富集体重相关优势基因型的子代且生长速度快的群体一个,2008年生产出子二代。综合性状好生长速度更快的镜鲤新品系正在培育之中。

灯盏花种质资源群体表型多样性研究

以采集自云南和贵州的21份灯盏花种质资源为材料,观测了它们的群体表型性状特征,并分析了这些表型性状的遗传多样性.结果表明：灯盏花种质资源的表型质量性状在居群内外均有丰富变异,不同质量性状的频率不同,并以多叶型的植株、绿色的茎、疏的茎毛、倒披针型的基生叶、全缘叶、锐尖的叶尖、花色淡紫和黄色的管状花冠口等为代表性表型性状.居群内各数量性状间以单株基生叶数和单株分枝数变异系数较高（均超过50%）,而花序直径变异系数最低（18.14%）;居群间各表型性状以株高和单序管状花数变异系数较高（52.98%和41.98%）,而单株基生叶数和基生叶长变异系数较低（〈20%）.地理类群间表型分化系数为26.58%,地理类群内表型分化系数为73.42%.灯盏花性状表型多样性指数以株高最高（2.243）,以单株分枝数和单株基生叶数较低（1.723和1.874）,总体平均表型多样性指数为2.028;不同地理类群的表型多样性指数为1.589～1.890,并以楚雄地区最高,曲靖地区最低.研究发现,灯盏花种质资源具有丰富的质量和数量性状变异,多数性状的地理类群内变异大于地理类群间,且表型多样性指数相对较高,对其地理类群内变异的保护和利用对灯盏花育种具有重要的意义.

利用P_1、P_2和DH或RIL群体联合分离分析的拓展

QTL定位常报道主基因数多于 3的情形。然而 ,利用基因型杂合的分离群体拓展 3对主基因 +多基因混合遗传模型非常困难 ,而DH或RIL群体是遗传分析的很好群体且拓展 3对主基因 +多基因模型相对容易些。在文献 1～ 4的基础上 ,拓展利用亲本和DH或RIL群体的 2对连锁主基因、2对连锁主基因 +多基因、3对主基因和3对主基因 +多基因 4类遗传模型。通过大豆科丰 1号× 1138$C 2构成的RIL群体及其亲本研究了大豆开花期的遗传规律。