穗长是一个重要的农艺性状,与产量密切相关。一般配合力(general combining ability,GCA)是评价优异自交系的重要指标。因此,解析穗长GCA的遗传基础,制定相应的育种策略对玉米杂交种产量的提高具有重要意义。本研究以123个玉米自交系和...穗长是一个重要的农艺性状,与产量密切相关。一般配合力(general combining ability,GCA)是评价优异自交系的重要指标。因此,解析穗长GCA的遗传基础,制定相应的育种策略对玉米杂交种产量的提高具有重要意义。本研究以123个玉米自交系和8个测验种按照North Carolina II遗传交配设计组配的537个F1杂交种为试验材料,在2个环境下进行表型鉴定,利用玉米5.5 K液相育种芯片鉴定的11,734个SNP(single nucleotide polymorphisms)对2个环境以及综合环境穗长GCA进行多位点全基因组关联分析(multi-locus genome-wide association study,MGWAS)和基因组预测。利用7种MGWAS共检测到11个穗长GCA显著关联SNP标记(P<8.52E-07),单个位点解释GCA变异介于8.06%~28.23%之间。不同MGWAS共定位的SNP位点有5个。位点7_178103602在周口和综合环境利用mrMLM(multi-locus random-SNP-effect mixed linear model)方法重复检测到,可解释穗长GCA变异的26.02%~28.23%,为环境稳定的主效SNP。共挖掘10个候选基因,其中auxin amido synthetase 9和EID1-like F-box protein 2可能是控制穗长GCA的关键基因。5种随机效应模型对3个环境穗长GCA的预测准确性介于0.53~0.69之间,且模型间差异较小。在新乡和周口环境,GBLUP(genomic best linear unbiased prediction)和RKHS(reproducing kernel Hilbert space)整合不同显著位点作为固定效应均可提高穗长GCA基因组估计育种值的准确性,提高率为2.34%~14.98%,而在综合环境中除了利用FarmCPU(fixed and random model circulating probability unification)或BLINK(Bayesian-information and linkage-disequilibrium iteratively nested keyway)鉴定的1个显著位点作为固定效应会略降低预测精度外,其他2种MGWAS方法显著位点的加入均能提高基因组预测力,提高率为2.80%~6.84%。因此,MGWAS显著位点作为固定效应加入预测模型有利于提高穗长GCA基因组估计育种值的准确性,可用来对玉米亲本穗长GCA进行有效预测和选择。展开更多
【目的】通过对小麦穗长稳定主效QTL进行遗传及育种选择效应分析,明确其对产量性状的遗传效应,评价其未来育种应用潜力,为后续基因挖掘和小麦分子育种提供依据。【方法】利用科农9204×京411构建的重组自交系(recombinant inbred li...【目的】通过对小麦穗长稳定主效QTL进行遗传及育种选择效应分析,明确其对产量性状的遗传效应,评价其未来育种应用潜力,为后续基因挖掘和小麦分子育种提供依据。【方法】利用科农9204×京411构建的重组自交系(recombinant inbred lines derived from the cross of Kenong 9204 and Jing 411,KJ-RIL)群体定位到一个多环境稳定表达的穗长主效QTL,命名为qSl-2D;利用双亲靶区间序列差异InDel位点开发出2个与该QTL紧密连锁的分子标记;结合分子标记及55K芯片基因型数据,分别进行基于KJ-RIL、MY-F2、NILs及自然作图群体的产量相关性状遗传效应分析;基于自然作图群体基因分型,分析qSl-2D单倍型在各麦区及不同年代的育种选择效应。【结果】QTL定位结果表明,qSl-2D可在7/10组环境数据中被检测到,可解释4.02%—10.10%的表型变异。其中,5/10组环境数据的LOD峰值均位于608.75 Mb处。遗传效应分析结果表明,qSl-2D增效等位基因型在4个群体遗传背景下均能显著增加穗长。此外,其在大部分群体背景下对穗粒数、株高有正向效应,而对千粒重、穗粒重和单株产量有负向效应。对KJ-RIL群体株高进一步分析发现,qSl-2D增效等位基因型对株高效应未达到显著水平的原因在于其对除穗下节间长以外的各节间长都有降秆效应;qSl-2D单倍型分析结果表明,长穗单倍型Hap-AA-GG在不同麦区中选择利用率差异较大,在北部冬麦区中选择利用率最高,占比24%;而短穗单倍型Hap-CC-CC在大部分麦区中占比30%以上。此外,随着年代的递进,qSl-2D长穗单倍型选择利用率逐渐降低,而短穗单倍型一直保持较高的选择利用率。【结论】定位到一个稳定主效的穗长QTL——qSl-2D,其增效等位基因型可在不同遗传背景下显著增加穗长,同时对其他产量相关性状有一定的遗传效应。靶区段开发的紧密连锁分子标记可用于小麦穗长及相关产量性状的遗传改良。展开更多
穗长是影响水稻产量的重要因子之一,是典型的数量性状,遗传基础复杂,且易受环境等因素的影响。染色体单片段代换系(Chromosome single segment substitution lines,CSSSLs)减少了个体间遗传背景的干扰,是鉴定复杂性状QTL的新型遗传材料...穗长是影响水稻产量的重要因子之一,是典型的数量性状,遗传基础复杂,且易受环境等因素的影响。染色体单片段代换系(Chromosome single segment substitution lines,CSSSLs)减少了个体间遗传背景的干扰,是鉴定复杂性状QTL的新型遗传材料。本研究以广陆矮4号为受体、日本晴为供体的85个染色体单片段代换系群体为试验材料,通过单因素方差分析和Dunnett's多重比较测验单片段代换系与受体亲本广陆矮4号之间穗长的差异,对代换片段上穗长QTL进行了鉴定。以P<0.001为阈值,共检测到22个穗长QTLs,分布于除第10染色体以外的11条染色体上,其加性效应值的变化范围为-2.63～3.87,加性效应百分率变化范围为-11.47%～16.88%。这些QTLs的鉴定,为进一步克隆穗长QTL以及水稻穗长的分子改良提供了重要的依据。展开更多
文摘穗长是一个重要的农艺性状,与产量密切相关。一般配合力(general combining ability,GCA)是评价优异自交系的重要指标。因此,解析穗长GCA的遗传基础,制定相应的育种策略对玉米杂交种产量的提高具有重要意义。本研究以123个玉米自交系和8个测验种按照North Carolina II遗传交配设计组配的537个F1杂交种为试验材料,在2个环境下进行表型鉴定,利用玉米5.5 K液相育种芯片鉴定的11,734个SNP(single nucleotide polymorphisms)对2个环境以及综合环境穗长GCA进行多位点全基因组关联分析(multi-locus genome-wide association study,MGWAS)和基因组预测。利用7种MGWAS共检测到11个穗长GCA显著关联SNP标记(P<8.52E-07),单个位点解释GCA变异介于8.06%~28.23%之间。不同MGWAS共定位的SNP位点有5个。位点7_178103602在周口和综合环境利用mrMLM(multi-locus random-SNP-effect mixed linear model)方法重复检测到,可解释穗长GCA变异的26.02%~28.23%,为环境稳定的主效SNP。共挖掘10个候选基因,其中auxin amido synthetase 9和EID1-like F-box protein 2可能是控制穗长GCA的关键基因。5种随机效应模型对3个环境穗长GCA的预测准确性介于0.53~0.69之间,且模型间差异较小。在新乡和周口环境,GBLUP(genomic best linear unbiased prediction)和RKHS(reproducing kernel Hilbert space)整合不同显著位点作为固定效应均可提高穗长GCA基因组估计育种值的准确性,提高率为2.34%~14.98%,而在综合环境中除了利用FarmCPU(fixed and random model circulating probability unification)或BLINK(Bayesian-information and linkage-disequilibrium iteratively nested keyway)鉴定的1个显著位点作为固定效应会略降低预测精度外,其他2种MGWAS方法显著位点的加入均能提高基因组预测力,提高率为2.80%~6.84%。因此,MGWAS显著位点作为固定效应加入预测模型有利于提高穗长GCA基因组估计育种值的准确性,可用来对玉米亲本穗长GCA进行有效预测和选择。
文摘【目的】通过对小麦穗长稳定主效QTL进行遗传及育种选择效应分析,明确其对产量性状的遗传效应,评价其未来育种应用潜力,为后续基因挖掘和小麦分子育种提供依据。【方法】利用科农9204×京411构建的重组自交系(recombinant inbred lines derived from the cross of Kenong 9204 and Jing 411,KJ-RIL)群体定位到一个多环境稳定表达的穗长主效QTL,命名为qSl-2D;利用双亲靶区间序列差异InDel位点开发出2个与该QTL紧密连锁的分子标记;结合分子标记及55K芯片基因型数据,分别进行基于KJ-RIL、MY-F2、NILs及自然作图群体的产量相关性状遗传效应分析;基于自然作图群体基因分型,分析qSl-2D单倍型在各麦区及不同年代的育种选择效应。【结果】QTL定位结果表明,qSl-2D可在7/10组环境数据中被检测到,可解释4.02%—10.10%的表型变异。其中,5/10组环境数据的LOD峰值均位于608.75 Mb处。遗传效应分析结果表明,qSl-2D增效等位基因型在4个群体遗传背景下均能显著增加穗长。此外,其在大部分群体背景下对穗粒数、株高有正向效应,而对千粒重、穗粒重和单株产量有负向效应。对KJ-RIL群体株高进一步分析发现,qSl-2D增效等位基因型对株高效应未达到显著水平的原因在于其对除穗下节间长以外的各节间长都有降秆效应;qSl-2D单倍型分析结果表明,长穗单倍型Hap-AA-GG在不同麦区中选择利用率差异较大,在北部冬麦区中选择利用率最高,占比24%;而短穗单倍型Hap-CC-CC在大部分麦区中占比30%以上。此外,随着年代的递进,qSl-2D长穗单倍型选择利用率逐渐降低,而短穗单倍型一直保持较高的选择利用率。【结论】定位到一个稳定主效的穗长QTL——qSl-2D,其增效等位基因型可在不同遗传背景下显著增加穗长,同时对其他产量相关性状有一定的遗传效应。靶区段开发的紧密连锁分子标记可用于小麦穗长及相关产量性状的遗传改良。
文摘穗长是影响水稻产量的重要因子之一,是典型的数量性状,遗传基础复杂,且易受环境等因素的影响。染色体单片段代换系(Chromosome single segment substitution lines,CSSSLs)减少了个体间遗传背景的干扰,是鉴定复杂性状QTL的新型遗传材料。本研究以广陆矮4号为受体、日本晴为供体的85个染色体单片段代换系群体为试验材料,通过单因素方差分析和Dunnett's多重比较测验单片段代换系与受体亲本广陆矮4号之间穗长的差异,对代换片段上穗长QTL进行了鉴定。以P<0.001为阈值,共检测到22个穗长QTLs,分布于除第10染色体以外的11条染色体上,其加性效应值的变化范围为-2.63～3.87,加性效应百分率变化范围为-11.47%～16.88%。这些QTLs的鉴定,为进一步克隆穗长QTL以及水稻穗长的分子改良提供了重要的依据。
