芥菜型油菜每角籽粒数QTL的上位性互作和环境互作分析

【目的】为揭示芥菜型油菜及芸薹属作物每角籽粒数形成的分子机理,提高和改良芥菜型油菜产量和育种工作奠定基础。【方法】研究以包含221个芥菜型油菜株系的重组自交系(recombinant inbred line,RIL)群体为材料,在5个环境条件下对每角籽粒数性状进行加性QTL、加性×加性上位互作及环境互作分析。【结果】(1)共检测到7个与每角籽粒数相关的加性QTL,主要分布在芥菜型油菜A02、A03、A05、A08、B02和B03等染色体上,其加性效应分布在(-11.6424)~4.5246之间,其中qSS2-71的加性效应和遗传率均最大,分别达到-11.6424和14.44%,其余6个加性QTL的加性效应和遗传率均较小;(2)检测到7对影响每角籽粒数的加性×加性QTL上位互作效应及其与环境的互作效应,上位性QTL互作效应值分布在(-4.9308)~4.1936之间,7对上位性QTL与不同环境互作的遗传力均接近0;(3)每角籽粒数性状的广义遗传率为80.98%,狭义遗传率为30.98%。【结论】综合分析,芥菜型油菜每角籽粒数受一定环境影响,但控制该性状的加性效应受环境影响较小,且其加性×加性上位性QTL互作效应不明显。

大豆蛋白质含量相关QTL间的上位效应和QE互作效应

利用Charleston×东农594重组自交系构建的SSR遗传图谱及混合线性模型方法对2002—2006连续5年的大豆蛋白质含量进行QTL定位,并作加性效应,加性×加性上位互作效应及环境互作效应分析。共检测到10个控制蛋白质含量的QTL,分别位于第B2、C2、D1a、E和N连锁群,其中1个表现为遗传正效应,9个表现为遗传负效应,另检测到15对影响蛋白质含量的加性×加性上位互作效应的QTL,解释该性状总变异的13.75%。环境互作检测中,发现9个QTL与环境存在互作,贡献率达到4.47%。

大豆油分含量相关的QTL间的上位效应和QE互作效应

利用Charleston ×东农594重组自交系构建的SSR遗传图谱,及混合线性模型方法对2002年到2006年连续5年的大豆油分含量进行QTL定位,并作加性效应,加性×加性上位互作效应及环境互作效应分析。共检测到11个控制油分含量的QTL,分别位于第A1、A2、B1、C2、D1a、D1b、F、H和O连锁群上,其中2个表现为遗传正效应,9个表现为遗传负效应,另检测到15对影响油分含量的加性×加性上位互作效应的QTL,解释该性状总变异的17.84%。发现9个QTL与环境存在互作,贡献率达到5.76%。

大豆百粒重QTL的上位效应和基因型×环境互作效应

基于Charleston×东农594重组自交系群体,采用完备区间作图和混合线性模型对2006-2010年连续5年的百粒重QTL进行定位,并进行基因×环境互作及上位性分析。结果定位了16个与大豆百粒重性状相关的QTL,其中有5个QTL分别与环境发生互作,互作贡献率在0.11%～0.52%之间;定位了8对上位互作位点,贡献率在1.15%～2.59%之间。

大豆叶片性状和叶绿素含量QTL间的上位性和环境互作效应

以丰产性好、抗旱力强的栽培大豆晋豆23为母本,山西农家品种半野生大豆灰布支黑豆为父本杂交衍生的447个RIL作为供试群体。将亲本及447个家系分别于2011、2012和2013年采用随机试验种植,按照标准测量叶长、叶宽和叶柄长3个性状,并于2012年8月1日和8月8日和2013年8月2日和8月9日各测量1次叶绿素含量。采用QTLNETwork 2.0混合线性模型分析方法和主基因+多基因混合遗传分离分析法,对大豆叶片性状和叶绿素含量进行遗传分析和QTL间的上位性和环境互作效应研究。结果表明,叶长受2对加性-加性×加性上位性混合主基因控制,叶宽受3对等效主基因控制,叶柄长受4对加性-加性×加性上位性主基因控制,叶绿素含量受4对加性主基因控制;检测到10个与叶长、叶宽、叶柄长和叶绿素含量相关的QTL,分别位于A1、A2、C2、H_1、L和O染色体。其中2个叶长QTL分别位于C2和L染色体,是2对加性×加性上位互作效应及环境互作效应QTL;3个叶宽加性与环境互作QTL分别位于A2、C2和O染色体;2个叶柄长QTL分别位于L和O染色体;3个叶绿素含量QTL分别位于A1、C2和H_1染色体。叶片性状和叶绿素含量的遗传机制较复杂,加性效应、加性×加性上位互作效应及环境互作效应是大豆叶片性状和叶绿素含量的重要遗传基础。建议大豆分子标记辅助育种中,一方面要考虑起主要作用的QTL,另一方面要注重上位性QTL的影响,这对于性状的遗传和稳定表达具有积极的意义。

水稻抽穗期上位效应和QE互作效应的分析

抽穗期是水稻的重要农艺性状,深入了解其遗传效应对水稻育种实践具有重要现实意义。本研究利用基于明恢86×佳辐占、广陆矮×佳辐占两个重组自交系构建的SSR遗传图谱,应用混合线性模型方法对2003年晚季和2005年早季获得的两季水稻抽穗期数据进行QTL定位,并作加性效应、加性×加性上位互作效应及环境互作效应分析。两个群体共检测到10个控制抽穗期的QTL,分别位于1、2、3、6、7和10号染色体上,仅qHD10(广佳重组自交系中为qHD10-1)在两个群体中同时检测到,另检测到11对具有上位效应的互作位点,其中有5个是加性效应显著的QTL。环境互作检测中,发现明佳重组自交系的qHD10和广佳重组自交系的qHD7与环境存在显著互作,贡献率分别为0.34%和2.32%。本研究表明:两群体的抽穗期性状的遗传受环境因素影响较小,特别是明佳组合,较适合作为分子辅助育种的研究材料。

大豆二粒荚长、宽相关QTL间上位效应和QE互作效应分析

【目的】定位大豆二粒荚长、宽QTL,并分析QTL间的上位效应和与环境(QTL-by-environment,QE)的互作效应。【方法】利用Charleston×东农594重组自交系及其F2:14—F2:18代的重组自交系的147个株系为试验材料,164个SSR引物经亲本筛选后用于群体扩增构建的SSR遗传图谱,利用混合区间作图法,对2006—2010年连续5年一个地点的大豆二粒荚长、宽进行QTL定位,并作加性效应、加性×加性上位互作效应及环境互作效应分析【。结果】检测到8对有加性效应的二粒荚长QTL,加性效应的总贡献率27.2%,与环境互作总贡献率达到10.19%;6对有加性效应的二粒荚宽QTL,加性效应的总贡献率16.27%,与环境互作总贡献率达到12.18%。9对影响二粒荚长的加性×加性上位互作效应的QTL,可解释该性状总变异的9.02%;8对影响二粒荚宽的加性×加性上位互作效应的QTL,可解释该性状总变异的8.81%。【结论】上位效应和环境效应在二粒荚长、宽性状的遗传中起了重要作用,因此,在分子标记辅助育种中应该考虑对效应起主要作用的QTL和上位性QTL,又要考虑微效多基因的聚合。

大豆油酸含量相关QTL间的上位效应和QE互作效应

利用Charleston×东农594重组自交系构建的SSR遗传图谱，并运用混合线性模型方法对2007～2009年的大豆油分含量进行QTL定位，并作加性效应，加性×加性上位互作效应及环境互作效应分析。共检测到7个QTL，有6个与环境互作，位于A1、Dla和Dlb连锁群上，解释该性状总变异的50．18％，与环境互作贡献率为11．78％。另检测到12对影响油酸含量的加性×加性上位互作效应的QTL，分布于14个连锁群之间。

大豆产量及主要农艺性状QTL的上位性互作和环境互作分析

以栽培大豆晋豆23为母本,半野生大豆灰布支黑豆ZDD2315为父本杂交衍生的F2:15和F2:16的447个RIL家系为遗传群体,绘制SSR遗传图谱,采用混合线性模型方法,对2年大豆小区产量及主要农艺性状进行加性QTL、加性×加性上位互作及环境互作分析。结果检测到9个与小区产量、茎粗、有效分枝、主茎节数、株高、结荚高度相关的QTL,分别位于J_2、I、M连锁群上,其中小区产量、茎粗、株高、有效分枝和主茎节数QTL的加性效应为正值,说明增加这些性状的等位基因来源于母本晋豆23。同时,检测到7对影响小区产量、茎粗、株高和结荚高度的加性×加性上位互作效应及环境互作效应的QTL,共发现14个与环境存在互作的QTL。上位效应和QE互作效应对大豆小区产量及主要农艺性状的遗传影响较大。大豆分子标记辅助育种中,既要考虑起主要作用的QTL,又要注重上位性QTL,才有利于性状的稳定表达和遗传。

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 15 6 谷梅 2号的重组自交系 (RIL)群体 ,建立由 16 8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 。

两个大豆开花期QTL定位及对农艺性状的影响分析

以冀豆12为母本,冀nf 58为父本通过杂交构建包含175个家系的F9:11重组自交系群体为试验材料。采用134个SSR标记,利用Kosambi函数绘制了一张包含117个标记,长度为1 373.6 cM的遗传图谱。运用QTL Cartogra-pher v2.5软件的复合区间作图法(CIM)和QTL Network 2.0软件的基于混合线性模型的区间作图法(NWIM)同时检测到2个控制开花期性状的QTL。其中,qFTO-1定位在O连锁群标记区间Satt581～Sat_190内,加性效应值分别为2.49和2.02,增效基因来自nf 58,贡献率最高为27.2%;qFTC2-1定位在C2连锁群标记区间Satt557～Sat_251内,加性效应值分别为-3.50和-3.84,增效基因来自冀豆12,贡献率最高为55.6%。2个连锁群上QTL间存在加性×加性上位互作效应。效应值为-0.672 8,重组型大于亲本型。2个QTL对产量相关性状有显著影响,与表型相关分析结果的趋势一致。其中,qFTO-1平均提高单株产量2.62 g,qFTC2-1平均提高单株产量2.26 g。这些研究为分子标记辅助育种及分子克隆提供理论依据。