栽培种花生株型相关性状的QTL定位

【目的】栽培种花生是世界范围内重要的油料作物和经济作物,其株型相关性状是典型的数量性状,亦是重要的农艺性状,与产量和机械化收获密切相关。对花生株型相关性状进行遗传分析和QTL定位,筛选与之紧密连锁的分子标记,有助于花生的品种保护和品种鉴别,为花生株型分子育种提供重要的理论依据。【方法】以直立型花生品种冀花5号和匍匐型M130为亲本构建的包含321个家系的RIL群体为研究材料,于2016—2018年分别在海南市、邯郸市、保定市和唐山市等7个环境下种植,各个环境均在收获时调查统计花生侧枝夹角、主茎高、侧枝长、株型指数和扩展半径等5个株型相关性状的表型值。同时,利用SSR、AhTE、SRAP和TRAP等分子标记扫描亲本及群体的基因型用于构建分子遗传连锁图谱。最后结合多年多点的表型数据,采用QTL Icimapping V4.2中的完备区间作图法(inclusive composite interval mapping,ICIM)对7个环境下的株型相关性状进行加性QTL和上位性QTL分析。【结果】构建了一张包含363个多态性位点的分子遗传连锁图谱,所有标记被分配到20条染色体和1个未知连锁群;图谱总长度覆盖全基因组的1360.38 cM,标记间平均距离为3.75 cM;单个连锁群长度为39.599—101.056 cM,包括4—50个分子标记。共检测到30个与株型相关性状的加性QTL,分布在A04、A05、A06、A08、A09、B02、B09等7条染色体上。其中,5个QTL与侧枝夹角相关,可解释的表型变异(phenotypic variance explained,PVE)为3.48%—11.22%;15个QTL与主茎高相关,PVE为3.58%—10.05%;2个QTL与侧枝长相关,PVE为6.03%—8.56%;4个QTL与株型指数相关,PVE为4.68%—15.08%;4个QTL与扩展半径相关,PVE为3.30%—9.33%。qLBAA05.1、qLBAA05.2、qMSHA04.2和qIOPTA05.1等4个主效QTL,可解释的表型变异分别为11.22%、10.59%、10.23%、10.05%和15.08%。此外,共检测到59对上位性QTL。其中,6对上位性QTL与侧枝长相关,PVE为2.23%—2.78%;50对上位性QTL与株型指数相关,PVE为0.25%—1.44%;3对上位性QTL与扩展半径相关,PVE为7.28%—12.25%。发现3个QTL聚集区,分别为A04染色体的GM1867—AHGS1967区间、A05染色体的me14em5-116—PM418区间和A08染色体的HBAUAh177—AhTE0658区间,涉及侧枝夹角、主茎高、株型指数和扩展半径等4个株型相关性状。【结论】构建了一张包含363个标记位点的分子遗传连锁图谱;获得30个与株型相关性状的加性QTL和59对上位性QTL;发现3个QTL聚集区。

花生种质资源果腐病的抗性评价

花生果腐病是一种由真菌引起的世界性的严重病害,直接影响花生的产量及品质。通过田间自然发病对引进的77份美国资源和39份国内资源进行连续2年的鉴定,筛选抗果腐病的花生种质资源,为花生抗果腐病育种提供优异材料。结果表明:供试花生材料间的受害指数差异极显著(P<0.01),两年间的差异也达到显著水平(P<0.05)。根据受害指数的聚类分析将供试花生材料的果腐病抗性分为高抗、抗、中抗、感病和高感病5组,该结果作为花生果腐病抗性评价标准,能够明确评价供试花生材料对果腐病的抗性。综合两年抗性表现较一致的96份种质,筛选到高抗材料2份,平均受害指数分别为16.67和21.91;抗性材料6份,平均受害指数分布在26.33~42.41之间;中抗材料32份,平均受害指数在45.19~60之间;感病材料34份,平均受害指数在60.87~74.39之间;高感材料22份,平均受害指数在75.27~83.34之间。该结果为评价花生果腐病抗性和合理利用种质资源进行花生抗病品种遗传改良提供了参考和优异材料。

美国花生微核心种质资源纯化系的引进与表型评价

花生种质资源是花生新品种选育和重要农艺性状遗传研究的基础材料。引进国外优异花生种质资源,并对其进行鉴定和评价对发掘优良花生种质、丰富我国花生资源遗传多样性以及合理利用种质资源进行遗传改良具有重要意义。本研究于2014-2015年连续2年在河北保定对104份引进的美国花生微核心种质资源纯化系进行了农艺性状考察和抗病性鉴定。鉴定结果表明,美国微核心种质纯化系多为匍匐型,主茎高变异范围为24.50~89.50 cm,侧枝长为39.37~99.23 cm,单株果数和单株果重分别为8.75~46.33个和8.49~29.54 g,百果重为80.76~216.72 g,单株粒数为18.25~58.00个,单株粒重为9.89~33.36 g,百仁重为25.52~74.18 g,出仁率为52.58%~76.08%。抗病性鉴定表明,部分美国微核心种质资源纯化系高抗褐斑病和网斑病,性状优良。该研究结果为花生新品种选育与遗传研究提供了优异材料和参考信息。

Population structure and association mapping to detect QTL controlling tomato spotted wilt virus resistance in cultivated peanuts

Tomato spotted wilt(TSW)is a serious virus disease of peanut in the United States.Breeding for TSWV resistance would be facilitated by the implementation of marker-assisted selection in breeding programs;however,genes associated with resistance have not been identified.Association mapping is a type of genetic mapping that can exploit relationships between markers and traits in many lineages.The objectives of this study were to examine genetic diversity and population structure in the U.S.peanut mini-core collection using simple sequence repeat(SSR)markers,and to conduct association mapping between SSR markers and TSWV resistance in cultivated peanuts.One hundred and thirty-three SSR markers were used for genotyping 104 accessions.Four subpopulations,generally corresponding to botanical varieties,were classified by population structure analysis.Association mapping analysis indicated that five markers:pP GPseq5D5,GM1135,GM1991,TC23C08,and TC24C06,were consistently associated with TSW resistance by the Q,PCA,Q+K,and PCA+K models.These markers together explained 36.4%of the phenotypic variance.Moreover,pP GPseq5D5 and GM1991 were associated with both visual symptoms of TSWV and ELISA values with a high R^2.The potential of these markers for use in a marker-assisted selection program to breed peanut for resistance to TSWV is discussed.