棉花数量性状遗传与QTL定位研究进展

棉花许多重要的性状多为数量性状。现代分子生物技术的发展为植物数量性状基因的定位、分离等研究提供了条件。从数量性状基因座(QTL)作图群体类型及其特点,QTL定位方法,QTL精细定位、克隆、利用等方面进行了综述,并对今后QTL研究进行了展望。

棉籽大小数量性状核苷酸定位及候选基因初步筛选

棉籽是陆地棉(Gossypium hirsutum L.)生物产量的重要决定因素之一,棉籽大小影响种子的生长发育,最终影响籽棉产量。为发掘控制棉籽大小的遗传位点和候选基因,以中国农业科学院棉花研究所培育的陆地棉ZR014121和EZ60为亲本构建了200个重组自交系(recombinant inbred line,RIL)的群体,在2年2个地点(河南省安阳县、河北省威县)对棉籽粒长、粒宽、籽粒面积、籽粒周长、籽粒圆度和籽指这6个棉籽大小相关性状进行表型鉴定,结合液相芯片基因分型RIL群体得到的高质量单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)数据进行全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS),挖掘控制相关性状的数量性状核苷酸(quantitative trait nucleotide,QTN)位点并筛选候选基因。结果发现:在4个环境下,6个棉籽大小性状的表型数据均符合正态分布,除籽粒圆度外,其他性状均呈显著正相关,且在RIL群体中存在丰富的表型变异,变异系数范围为3.46%~10.82%。GWAS共检测到47个与6个棉籽性状关联的SNP位点,分布于21条染色体上,其中有8个SNP位点在2个或2个以上环境中能被稳定检测。通过分析置信区间内基因的功能和转录组表达数据,初步推测Gh_D05G1018和Gh_A10G1731为控制棉籽生长发育的候选基因。这些研究结果为棉籽大小相关性状的遗传改良奠定基础。

家蚕品种资源数量性状的因子分析和品种聚类

通过采用因子分析和品种聚类的方法,对家蚕品种资源进行综合评价,有助于提高品种资源鉴定的效率,并有利于合理有效地选择育种亲本,为育种工作提供重要参考。以60个家蚕品种资源为供试材料,对其主要数量性状进行因子分析,并根据其欧氏距离进行聚类分析。供试家蚕品种数量性状前5个因子累计贡献率达92.754 5%,其中茧丝产量构成因子为第1公因子,最大贡献率达45.954 8%;生命力构成因子为第2公因子,贡献率18.703 3%;第3公因子为解舒因子,贡献率12.561 2%;第4、5公因子为孵化率因子贡献率9.795 6%、茧丝纤度因子贡献率5.739 6%。在欧氏距离聚类图中,可把60个品种分成3大类,即28个品种组成的优质高产类群、19个品种组成的一般类群、13个品种组成的特殊性状遗传材料类群。第1、2公因子茧丝产量和生命力是家蚕育种中的两个主要指标,在各个世代选育过程中根据少数公因子和特殊因子进行选择与改良,提高育种效率。聚类分析能够揭示不同家蚕品种之间的相对遗传距离,能较好地为家蚕杂交育种和品种资源的利用及改良提供科学客观的依据。

不同月龄双线紫蛤数量性状的相关性和通径分析

为研究双线紫蛤形态性状与体质量之间的关系,随机选取6、12和18月龄双线紫蛤(Soletellina diphos)各50个个体,分别测量壳长(SL)、壳高(SH)、壳宽(SW)、体质量(BW)共4个数量性状,采用相关分析和通径分析的方法分别计算不同月龄群体对体质量的通径系数和决定系数。相关分析结果显示,6、18月龄群体均是壳长与体质量的相关系数最大(P<0.01)。根据多元回归分析结果,建立了3个月龄群体形态性状对体质量性状的多元回归方程:BW_(6)=-1.336+0.020SL+0.146SW+0.081SH,R^(2)=0.976;BW_(12)=-29.701+0.584SL+0.695SW,R^(2)=0.972;BW_(18)=-88.160+1.140SL+1.660SW,R^(2)=0.911。通径分析结果表明,6月龄群体中影响体质量的主要因素为壳宽(0.466),12和18月龄群体则为壳长(0.753,0.705),决定系数分析结果与通径分析结果相一致。本研究结果为双线紫蛤种质资源保护与利用提供了基础资料。

甲基化数量性状位点研究及其在精神分裂症中的作用

人类基因组DNA序列上存在着被称为“甲基化数量性状位点”的位点驱动着DNA甲基化的水平,其在基因组上的分布情况、功能等问题仍在很大程度上是未知的.越来越多的证据表明,甲基化数量性状位点的研究或许能为精神分裂症的发病机制提供新的见解.本研究收集了来自499名中国汉族人群首发精神分裂症患者,以及年龄性别相匹配的500名中国汉族健康对照组的甲基化数量性状位点数据,从不同的角度证明了甲基化数量性状位点与基因表达调控之间存在着紧密的关系,并展示了甲基化数量性状位点在探究精神分裂症遗传因素中的巨大潜力.最后,结合大规模精神分裂症全基因组关联研究数据提出了精神分裂症风险位点可能通过调控AS3MT基因上的甲基化水平,从而影响精神分裂症患病风险的潜在机制.

大豆数量性状定位的研究进展

大豆的许多重要农艺性状和经济性状是受多基因控制的数量性状。针对大豆产量性状、种子品质性状和重要病害的抗性等,综述了近年来大豆数量性状基因座位(quantitativetraitlocus,QTL)定位研究的进展,并讨论了目前大豆QTL定位研究存在的问题及解决途径。

柚类种质资源DUS测试数量性状分级研究

【目的】验证中国柑橘属DUS测试指南中数量性状对柚类种质资源的适应性,为更客观更科学地描述柚类数量性状和修订柑橘属DUS测试指南提供参考。【方法】以中国柑橘属测试指南为标准,对117份柚类种质资源的25个数量性状进行数据采集,根据各性状的特点选择合适的分级方法并确定分级范围。【结果】25个数量性状品种内变异系数在2.96%~26.96%之间,品种间变异系数在10.33%~62.90%之间,大部分数量性状数据的多态性和稳定性较好;根据正态性检验结果对25个数量性状进行分级,得到了25个数量性状的分级标准,与柑橘属测试指南的分级数相比:花萼直径、果形指数、汁胞长度由3级增为5级,花瓣长度、花瓣宽度、叶片长度、叶片宽度、果皮厚度由9级减为7级,花瓣指数、叶形指数、中心柱大小、囊瓣数、果汁含量、可溶性固形物含量由9级减为5级,对果实质量、果实纵径和果实横径3个性状分别制定了柚和葡萄柚的分级标准;该分级标准下25个数量性状的多样性指数变化范围为0.878~1.954,性状间的相似系数分布在-0.69~0.91之间;通过主成分分析得到6个主成分,累积贡献率达72.76%。【结论】初步建立了柚类种质资源25个数量性状的分级指标,对柚类品种的性状评价、利用及良种选育具有一定指导意义,同时为中国柚类种质鉴定和DUS测试指南修订提供参考。

结球甘蓝单株产量与表型数量性状的灰色关联度分析

为明确结球甘蓝表型数量性状对单株产量影响的主次关系,促进高原冷凉区结球甘蓝新品种选育,运用灰色关联度分析法,对9份结球甘蓝新配组合单株产量与表型数量性状进行分析。结果表明,结球甘蓝单株产量与14个表型数量性状的关联度大小依次为:叶球横径>叶球纵径>中心柱高度>绿层数>绿层厚度>中心柱高度/叶球高>叶片长度>叶片宽度>外茎长度>外叶质量>开展度>中心柱宽度>株高>外叶数。叶球横径和叶球纵径对单株产量的影响最大,与单株产量的关联度分别为0.7855和0.7433。因此,在结球甘蓝杂交育种过程中,以产量为育种目标,优先考虑叶球横径和叶球纵径这2个性状,可以获得单株产量较高的结球甘蓝新品种。

数量性状遗传基础研究的回顾与思考——后基因组时代数量遗传领域的挑战

回顾了100多年来数量性状遗传研究的发展。数量性状的遗传研究长期落后于质量性状的研究,主要是对其遗传基础缺乏必要的了解。20世纪80年代开始,DNA分子标记的大量开发,提供了遍布于基因组的位置参照点,促进了数量性状遗传基础研究的迅速发展。迄今至少已对68个生物种的很多数量性状(包括动、植物的重要经济性状和人类疾病)作过全基因组的数量性状座位(QTL)扫描,建立了QTL图谱。但是一般地说,QTL仍然是一个相当大的DNA片断,往往含有多个基因。遗传基础的进一步研究应当从QTL到数量性状基因(QTG),再从QTG到相应于等位基因的数量性状核苷酸(QTN),逐步深入下去。这是后基因组时代数量遗传领域的主要挑战。基因组上数以万计的DNA序列变异(例如SNP)以及模式生物全基因组测序的完成,已为这种准确的遗传剖分提供了必要的条件。

单细胞精度的表达数量性状位点研究进展

表达数量性状位点(expression quantitative trait loci,eQTL)表示控制基因表达量的遗传变异位点。eQTL分析是后全基因组关联研究时代鉴定疾病相关遗传位点功能的重要方法,且取得了诸多重要发现。传统的eQTL分析基于全基因组测序结合整体RNA测序技术,细胞间差异的基因表达水平会被掩盖,从而无法鉴定细胞类型或状态依赖的eQTL,因此也难以解析特定环境下疾病相关遗传变异位点。近年来,随着单细胞转录组测序技术的发展和应用普及,基于单细胞转录组测序的eQTL (single-cell RNA sequencing-based eQTL,sc-eQTL)研究技术逐渐成为热点,其优势在于可以充分利用单细胞测序的分辨率和颗粒度挖掘细胞类型、细胞状态以及细胞动态依赖的表达变异位点,显著提升解析基因表达关联的遗传变异位点的能力,对人们探究复杂器官的形成以及疾病的发生、发展、干预和治疗具有重要意义。本文主要从sc-eQTL研究的发展、设计方案、建模策略以及面临的挑战等诸多方面综述近年来的研究进展,以期为科研工作者挖掘致病位点,解析基因调控提供全新的视角。

黄淮海区普通小麦DUS测试数量性状分级标准研究

为了更准确地进行黄淮海地区普通小麦品种DUS测试,需要对该生态区受环境条件影响较大的品种数量性状表达状态进行合理分级。以495份普通小麦品种为材料,于2021—2022年度进行田间种植试验,对9个数量性状进行表型数据调查,采用4种分级方法对各数量性状进行分级范围划分,通过对不同方法的比较,不育小穗数适合4种分级方法,千粒质量和抽穗期适合极差分级法,旗叶长度、旗叶宽度、植株高度、穗长度、穗粒数等应用最小显著差法、极差分级法比较合理。研究结果可以有效指导黄淮海地区小麦DUS测试数量性状的测试,规范品种描述,旨在为小麦资源的综合评价和利用提供参考。

基于数量性状与SSR标记的白掌种质遗传关系分析

【目的】揭示白掌种质间表型信息及亲缘关系的遗传特性,为白掌种质资源的利用与遗传育种提供理论基础。【方法】以18份栽培种和16份杂种品系,共计34份白掌种质为研究对象,测定了株高、冠幅、叶长等13个表型数量性状。利用基于白掌株型突变转录组的微卫星(SSR)位点信息,筛选了16对SSR引物进行PCR扩增。利用SPSS、NT sys2.10e软件进行数量性状间相关性、主成分、聚类和遗传多样性分析。【结果】13个数量性状的变异系数为15.29%~31.48%,表明多样性水平较高。这些数量性状中,有76对呈现正相关关系(57对呈极显著相关,10对呈显著相关),2对呈负相关关系,说明白掌的生物学性状之间存在密切关联。主成分分析筛选出了2个特征值大于1的主成分,贡献率达86.62%。根据13个数量性状进行的表型聚类分析结果显示,在欧式距离为7.5时,这34份白掌种质分为5大类,可以有效区分形态差异明显的种质材料,从而反映白掌种质的株型差异。利用16对SSR引物共获得62个SSR位点,平均条带数为3.875条,多态信息含量0.291~0.853。当以相似系数0.74为阈值时,利用SSR的分子标记聚类将这34份白掌种质分为7大类,进一步揭示了它们之间的遗传差异和亲缘关系。【结论】两种分类结果并不一致,但均显示白掌种质丰富的遗传多样性。

开放授粉条件下小菊叶部数量性状的遗传分析

为分析开放授粉条件下小菊叶部数量性状的遗传特性,选取小菊亲本绚秋星光及其子代群体151个样本,测量和统计19个叶部数量性状和13个叶形结构参数,并进行群体遗传多样性分析。结果表明:子代群体的叶部形态呈现显著的超亲分布倾向,叶长变化多样且多数远超亲本均值;在各叶部性状比较中,裂片相关性状为主要叶片形态变异因素,表现为下裂片增幅大于上裂片与顶裂片;叶片的整体形态比例表现出较稳定的遗传特性,在遗传群体中多体现为正态分布;叶柄长度体现了丰富的变异特性,与叶长、叶宽等性状具有显著的相关性;当叶片形态越大、叶裂越深、裂片越明显时,锯齿越多,锯齿形态更丰富和清晰。综上,开放授粉条件下小菊叶部数量性状易表现出超亲变异,叶片裂片是影响小菊叶部形态遗传多样性的主要因素。

利用重组自交系(RILs)群体进行质量—数量性状的遗传分析——遗传模型和小麦产量性状遗传

本文提出了利用 RIL s群体进行质量数量性状分析的 4个遗传模型及统计分析方法。其中 ,模型 、 、 、 分别表示性状受 1对主基因、 2对独立的主基因、 2对 AABB× aabb型连锁的主基因、 2对 AAbb× aa BB型连锁的主基因与微效基因共同控制。可估算出主基因的加性效应 (dma,dmb)、互作效应 (im)、遗传方差 (σ2m)和连锁图距 (R) ,以及微效基因的遗传方差 (σ2 )等参数。利用 2个RIL s群体对小麦 8个产量性状分析结果表明 ,不但不符合正态分布的性状都能在表现型水平上检测到主基因的存在 ,符合正态分布的性状也都能在表现型水平上检测到主基因的存在 ,所分析的性状均是由主基因和微效基因共同控制的 ;主基因配适的模型有模型 、模型 和模型 ,其中 ,模型 即 2对主基因相斥型连锁所占比例较大 ;在 2对主基因存在时 ,大都有主基因间的互作效应 ,其值一般小于加性效应 ;主基因对变异的贡献大于微效基因 ,平均为 5 8.2 %。

多个相关数量性状主基因的联合分析方法

根据多个相关数量性状的主基因+多基因遗传模型,首次提出利用多个相关数量性状进行主基因检测、主基因效应与变异估计的联合分离分析方法。该方法以EM算法实现的极大似然估计方法进行主基因的效应估计,以似然比统计量进行主基因的各种遗传假设检验。大量的计算机模拟研究表明,多性状联合分析不仅可以提高主基因的被发现能力,而且可以增加主基因效应估计值的准确度和精确度。以水稻杂交组合多蘖矮×中花11的F2群体597个植株株高和分蘖数为例演示了分析程序。结果表明该组合的株高和分蘖数受同一主基因控制。该主基因对株高的加性和显性效应分别为-21.3cm和40.6cm,表现为超显性;对分蘖数的加性和显性效应则分别为22.7和-25.3,表现为接近完全显性。

植物数量性状基因定位研究概述

植物重要的性状多为数量性状。长期以来 ,人类一直寻求解释植物数量性状的遗传规律以便对其进行遗传操纵。现代分子生物技术的发展为植物数量性状基因的定位、分离等研究提供了条件。本文从数量性状基因座 (QTL)作图群体类型及其特点 ,QTL定位方法 ,植物QTL研究现状 ,以及QTL精细定位、克隆、利用等方面进行了综述 ,并对今后植物QTL研究进行了展望。

植物数量性状变异的分子基础与QTL克隆研究进展

探讨数量性状变异规律以便对其进行遗传操纵一直是植物遗传学的一个重要领域.DNA分子标记和QTL作图技术的发展以及拟南芥和水稻全基因组测序的完成极大地促进了植物数量性状分子基础的研究.现已克隆了拟南芥ED1、水稻Hd1、玉米Tb1、番茄fw2.2和Brix9-2-5等控制目标数量性状的基因.数量性状表型变异不仅源于多个数量性状基因QTL的分离,而且还受到内外环境的修饰.QTL等位基因变异与孟德尔基因变异具有类似的分子基础,即基因表达或蛋白质功能发生改变.通过分析已克隆的植物QTL的变异特征及分子基础,讨论了植物QTL克隆技术策略,并对QTL研究所面临的挑战和应用前景进行了展望.

甘肃省实生核桃单株数量性状的概率分级

为了有效评价和利用核桃种质资源,以甘肃省85份农家品种核桃坚果为研究对象,对20个数量性状进行测定,分析各性状的变异系数,并对这20个数量性状进行K-S检验和分级。结果表明:甘肃省实生核桃居群坚果性状变异系数为8.56%~27.32%,平均为15.53%,说明甘肃省核桃坚果主要数量性状的变异较大,遗传多样性丰富。油酸含量、仁重、锌含量、单果重、壳厚等指标的变异系数较高,分别为27.32%、26.35%、24.96%、23.50%、22.80%,品种选育中宜将这几个数量性状作为主要参考指标。K-S检验结果表明,1-5级出现的频率分别为10%、20%、40%、20%、10%,符合正态分布。核仁不饱和脂肪酸含量稳定,多不饱和脂肪酸含量高于大豆油、玉米胚芽油和芝麻油。

质量性状和数量性状含义的辨析

植物或动物的性状一般分为质量性状和数量性状,而实际上,许多性状并不是绝对的质量性状或数量性状,而是同时受到一个或少数几个主基因和或数量性状多基因的控制。因此,在遗传学教学中,有必要对此类性状进行分析。为加深学生对此类性状的遗传及这两个概念的理解,通过性状次数分布图分析,结合最新的遗传学研究成果,对之进行了分析和讨论。

鼠数量性状QTL定位的研究进展

人类的许多种疾病都表现为数量性状,而利用人类本身很难找到控制这些数量性状的遗传位点,鼠却能弥补人类自身的不足,它不仅繁殖性能好,而且其基因组与人类有较高的同源性,于是研究者们纷纷把鼠作为模式动物来研究控制人类疾病的数量性状基因座(QTL),本文对鼠的一些数量性状QTL定位研究进展进行了综述。