全基因组关联分析在果树品质及抗性性状中的研究进展

全基因组关联分析(genome-wide association analysis,GWAS)是一种基于连锁不平衡理论的成本低、精度高的基因分型方法,用于影响复杂性状的基因或基因组区域定位。随着果树各树种基因组的陆续公布,近年来GWAS在果树研究中得到广泛应用。本文介绍了GWAS的基本原理和影响因素,综述了GWAS在仁果类、核果类、柑橘类、浆果类和其他经济类果树中的研究进展,关联性状主要集中在果实品质性状评估(风味、香气、质地、果实外观、色泽、单果重等)和抗性基因鉴定(苹果褐斑病、李痘病毒、褐腐病、草莓枯萎病、葡萄裂果等)等方面,梳理了利用结构变异、转座子开展关联分析的研究报道,基于GWAS+TWAS等衍生应用在作物中的研究进展分析了对果树相关研究的借鉴和参考意义,最后归纳了果树GWAS研究的不足,并提出未来研究方向和建议。

毛红椿生长、心材和材性性状遗传分析及家系选择

[目的]通过研究15年生毛红椿家系试验林的生长、心材和材性性状的遗传变异规律,选择速生且优质的毛红椿优良家系。[方法]以浙江开化县林场的15年生毛红椿家系试验林为材料,测定其树高、胸径、材积、心材率、心材材积和木材基本密度,进行方差、相关和主成分等分析。[结果]毛红椿家系间树高、胸径、材积、心材率、心材材积和木材基本密度等6个生长、心材和材性性状的差异均达极显著水平,并有较高的遗传稳定性,但冠幅和枝下高在家系间差异不显著。表型相关和遗传相关分析表明,毛红椿胸径与心材材积和材积之间呈显著正相关,通过对胸径的选择能间接实现对材积和心材材积的选择。主成分分析结果显示,材积、心材材积、胸径、树高和心材率等5个性状代表了毛红椿的品质和经济性状,对前两个主成分PC1和PC2的贡献率较高。通过构建材积、心材率、心材材积和木材基本密度等4个性状的综合指数选择方程,对毛红椿所有家系进行综合评价,选出了2个符合改良条件的优良家系,其材积、心材率、心材材积和木材基本密度获得的平均遗传增益分别为:52.84%、0.49%、66.23%和2.13%。[结论]毛红椿育种目标应重点围绕生长和心材性状,而冠幅和枝下高遗传力较小且家系间差异不显著,不适宜作为遗传改良的目标。

依据生长和材性性状的灰楸无性系选择

为解析灰楸无性系生长和材性的遗传变异规律及其遗传和表型的相关关系,提高灰楸综合遗传改良效率,在甘肃省小陇山林科所灰楸种质资源库,以200个13年生灰楸无性系为材料,测量了树高、胸径、冠幅、活枝下高,并用Pilodyn和活立木力学性质测定仪测定了P值和波速,计算了材积和弹性模量。基于生长性状和材质性状主成分分析和布雷金多性状综合评定法,进行优良无性系选择。结果显示:除活枝下高和冠幅外,其余3个生长性状(树高、胸径、材积)和材质性状无性系间具有显著差异(P<0.05),其表型性状变异系数的变幅在6.2%~51.9%,无性系间存在着丰富的遗传变异,无性系水平选择潜力巨大。不同无性系生长和材质性状的重复力>0.6,其中高、胸径、材积、波速和弹性模量的重复力>0.8,属于高重复力。且不同性状间具有显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)相关关系。根据主成分分析法和布雷金多性状综合评定法筛选出生长和材质性状均优良的灰07072、灰07080、灰07091等15个无性系,入选无性系树高、胸径、冠幅、枝下高、材积,波速、Pilodyn值和弹性模量的增益分别在18.95%、28.21%、1.45%、32.13%、74.14%、4.81%、0.72%和8.24%以上。入选无性系既满足了市场对灰楸优良无性系的部分需求,也为灰楸进一步遗传改良提供基础材料和数据支撑。

基于BOPPPS的《动物育种学》教学创新设计——以伴性性状为例

以“伴性性状”教学为例,对教学设计及其教学形式进行改革,将其分为6个模块,充分发挥学生“学”为主体的作用。在了解BOPPPS教学结构及特点基础上,明确BOPPPS在高校动物育种学课堂发挥的积极作用,解决动物育种学对BOPPPS教学模式运用面临的难点问题,为提升动物科学专业课程教学质量提供帮助。

小陇山国家级自然保护区灰楸无性系生长与材性性状的遗传变异规律研究

为提升灰楸良种培养效率和造林质量,在小陇山国家级自然保护区选取245份不同种质的灰楸进行对比试验研究,并使用Pilodyn探测器和活立木力学性质测定仪对灰楸的生长性状(树高、胸径、冠幅、活枝下高等)进行检测,进而计算对比试验林的材积和弹性模量,最后使用布雷金多性状综合评定法,选择优良无灰楸性系。研究结果表明:各无性系的树高、胸径、材积等主要生长性状指标之间的差异均达极显著水平,各指标的表型变化率为6.2%~51.9%,表现出较强的遗传多样性;各无性系的生长特性与材料特性的重复性均>0.6,树高、胸径、材积、波速与弹性模数均为高重复性,各指标之间的相关性达显著水平或极显著水平。以主成分分析法和布雷金多性状综合评定法为基础,筛选出在生长和材性性状都优异的15个无性系灰楸。

SSR标记与欧洲黑杨材性性状的关联分析

对引进的92个1年生和65个4年生欧洲黑杨无性系进行材性测定,并结合171个SSR标记进行材性数量性状位点的关联分析。结果表明:1年生和4年生欧洲黑杨的木材基本密度分别为0.3088g.cm-3和0.3552g.cm-3,纤维长分别为601.3μm和649.4μm,纤维宽分别为21.81μm和23.11μm,微纤丝角分别为26.5°和26.1°。4年生欧洲黑杨苯醇抽提物、综纤维素、α纤维素以及木质素含量分别为2.32%、78.62%、41.48%和20.93%。通过SSR标记位点与性状间的关联分析,共获得与1年生材性性状关联的SSR标记位点10个,其中基本密度3个,微纤丝角5个,纤维长2个,纤维宽4个,贡献率6.43%～23.18%;与4年生欧洲黑杨材性性状关联的SSR标记位点8个,其中基本密度、纤维长、木质素各1个,微纤丝角、综纤维素含量和α纤维素含量各2个,贡献率7.41%～28.56%。

杂交F_2代大豆食心虫抗性性状分析

以对大豆食心虫不同抗感材料8004、合丰25、8604、1068、9001、85164、黄宝珠和国育100-4大豆品种(系)为亲本,组配抗×中(8004×合丰25)、中×感(9001×85164)和感×抗(黄宝珠×国育100-4)杂交组合,对F2代性状的相关性[x1]分析结果表明,大豆食心虫虫食率与虫食粒数、节数、单株粒数、单株粒重、百粒重和茎杆强度呈极显著正相关。中×感(9001×85164)、感×抗(黄宝珠×国育100-4)杂交组合中虫食率与荚皮颜色呈极显著的正相关,在感×抗(黄宝珠×国育100-4)杂交组合中发现,虫食率与茸毛密度正相关性极强。由此表明,矮杆主茎节数少、单株粒数少、籽粒小、直立性强不倒伏、荚皮颜色浅、茸毛密度小的大豆品种不利于大豆食心虫的产卵和危害,有降低虫食率的趋势。

丝瓜种质资源熟性性状的评价指标和相关性分析

研究了102份丝瓜种质材料的第1-3雌花蕾节位、第1-3雄花蕾节位、开放的第1朵雄花天数、开放的第1朵雌花天数之间的相关性,结果表明,第1-3雄花蕾节位性状之间及第1-3雌花蕾节位性状之间均达极显著正相关;第1-3雄花蕾节位和第1朵雄花开放天数性状间、第1-3雌花蕾节位和第1朵雌花开放天数性状间均达极显著正相关。研究认为可以第1雌花蕾节位的高低作为评价丝瓜熟性迟早的标准,早熟材料的第1雌花节位≤7.6,中熟材料的第1雌花节位为7.7-12.9,晚熟材料的第1雌花节位≥13.0。丝瓜的节成性较高。大部分丝瓜品种的雄花先于雌花开放。

影响奶牛乳房炎抗性性状的遗传因素

乳房炎是造成世界各国奶牛业中损失最多的一种疾病。当前严重依赖于抗生素治疗和疫苗预防来减少乳房炎的发生 ,这种方法并不十分奏效 ,而抗乳房炎育种则是一种很重要的替代方法。作者将从动物机体、细胞 /激素和分子水平对影响奶牛乳房炎抗性性状的遗传因素进行论述 ,只有在遗传和免疫水平上具有优良特点的性状才能在获得乳房炎抗性的遗传改良中发挥作用。

大豆食心虫抗性品种鉴定及抗性性状分析

:38份大豆品种 (系 )大豆食心虫抗性鉴定结果表明 ,供试品种间存在着显著差异。筛选出高抗大豆食心虫品种 1份和抗性品种 17份。抗虫性状分析表明 ,虫食粒率与百粒重、荚皮内糖分含量呈极显著正相关 ,而与荚皮内纤维素含量、荚皮硬度。

高粱重要抗性性状的基因定位研究综述

随着完整的覆盖全基因组高密度遗传图谱的构建完成,高粱重要抗性性状包括高粱抗旱性QTL、抗病性QTL和抗虫性QTL,根据相应的分子标记定位于相应的遗传连锁图上,对于高粱抗性机制的生理研究、性状基因的图位克隆、分子标记辅助选择、有利基因的定向转移及基因聚合奠定了基础。

家蚕品种资源特殊性状调查

对 2 0 0～ 35 0份家蚕资源品种的 2 2项特殊性状进行调查研究 ,涉及 6 0 0 0余种次。发掘出 2 5类特优特色种质 2 0 2种次 ,对其中 10项和 3项性状分别作了相关和遗传分析 ,探明了性状间的内在联系 ,弄清了基因的性质与作用。

油桃几个重要性状的遗传评价

结合油桃育种实践,对亲本、杂交后代的果皮茸毛、肉色、花粉育性、果实风味等性状进行了系统遗传分析,结果进一步证实了果皮茸毛、肉色、花粉育性3个性状各由1对等位基因控制,其中果皮有茸毛对无茸毛、白肉对黄肉、花粉可育对败育均呈完全显性,且这3对等位基因分别呈独立遗传,无互作效应;选择甜风味的品种作亲本,杂交后代出现甜油桃单株的比例较高。

11个桉树无性系木材性状比较与选择

为给桉树优良家系选择和种质资源开发利用提供科学依据,以11个桉树无性系为试验材料,研究其8个材性性状的差异。结果表明,树皮率、心材率、基本密度、纤维长度、双壁厚、长宽比、壁腔比和纤维比量的总体均值分别为13.23%、73.53%、0.538 g/cm^(3)、955.98μm、8.75μm、54.98、1.09和79.59%。除心材率和纤维长度外,其他6个材性性状在无性系间存在显著或极显著差异,具有较大的选育潜力。树皮率与基本密度、长宽比和壁腔比呈极显著正相关,材性性状间可进行联合选择。各性状的无性系重复力为0.461~0.918,材性性状具有较高的遗传稳定性。通过主成分分析,初步筛选出生长和材性较优的5和6号无性系,可作为后续的良种选育对象。

利用广义线性方法定位家畜抗性等级性状的QTL

在广义线性模型的框架内模拟研究了家畜抗性等级性状的QTL定位方法,QTL参数的估计采用最大似然方法,比较了阈模型方法与一般线性方法的QTL定位效率,并对影响等级性状QTL定位效率的主要因素(QTL效应、性状的遗传力)进行了模拟研究。试验为多个家系的女儿设计,资源群体大小为500头。结果表明:在QTL位置参数估计及检验功效方面,阈模型方法具有一定的优势,对抗性等级性状QTL定位的功效也高于线性方法。另外,性状遗传力和QTL效应的大小对QTL定位的准确度也有直接的影响,随着性状遗传力QTL效应的增大,2种方法QTL定位的效率均有不同程度的提高。

家畜抗性等级性状的QTL定位方法(英文)

在广义线性模型的框架内模拟研究了家畜抗性等级性状的QTL定位方法,QTL参数的估计采用最大似然方法,比较了阈模型方法与一般线性方法的QTL定位效率,并对影响等级性状QTL定位效率的主要因素(QTL效应、性状的遗传力)进行了模拟研究,实验设计为多个家系的女儿设计,资源群体大小为500头。研究结果表明:在QTL位置参数估计及检验功效方面,阈模型方法具有一定的优势,对抗性等级性状QTL定位的功效也高于线性方法。另外,性状遗传力和QTL效应的大小对QTL定位的准确度也有直接的影响,随着性状遗传力QTL效应的增大,两种方法QTL定位的效率均有不同程度的提高。

偏头痛的遗传:从性性状的遗传假说

偏头痛被公认为一种家族高聚集性神经系统疾病 ,尽管欧美白种人群的患病率远高于亚洲人种 ,但全球范围内的患病率女性是男性的 2～ 4倍却是恒定的 .临床及遗传医学仅仅沿用常染色体显性或染色体隐性遗传、多基因遗传及线粒体遗传理论均不能满意地解释所有家系的特征 ,笔者率先在国际上提出的从性性状遗传模式sex conditionedgeneticmodel(即男性为常隐、女性为常显遗传 )似可较好地解释偏头痛复杂的“不一致”的遗传方式 .自然界中的生物体内一条染色体的基因会对另一条染色体致病基因的表达实施功能调控 ,此种遗传疾病范例在遗传性秃顶、肝豆状核变性等症中已得到验证 .当然对于环境的因素也有待考虑 ,时下对于复杂遗传病的研究正是最富有挑战性的 .

马尾松材性性状配合力和杂种优势及相关性分析

研究马尾松材性性状的配合力与杂种优势,目的是为马尾松二代种子园进一步遗传改良和纸浆材专营种子园及高世代种子园营建提供基础数据。以湖南省城步马尾松种子园无性系测交系交配设计的10个单亲家系、14个双亲家系为材料,对其基本密度、纤维长、纤维宽、纤维长宽比、纤维素含量、纵向线干缩率等材性性状进行遗传测定与分析。结果表明:马尾松单亲家系间木材纤维长的差异显著,纤维长宽比的差异极显著,其它差异均不显著;不同杂交组合间木材基本密度、纤维长的差异均达显著,纤维长宽比的差异极显著,其它差异均不显著。2个测交设计中母本间纤维长的GCA效应值以及第Ⅱ设计中母本间纤维长宽比的GCA效应值的差异均达显著,第Ⅰ设计中母本间纤维长宽比的GCA效应值的差异达极显著,其它差异均不显著。第Ⅱ设计杂交组合间纤维长、纤维长宽比的SCA效应值差异均达显著,其它差异均不显著。14个杂交组合中木材基本密度杂种优势在5%以上的组合仅1个,纤维长、纤维长宽比杂种优势在5%以上的组合均为2个。各相应设计中木材基本密度和木材纤维长的杂种优势最强的组合,其SCA效应不一定是最好的;由2个GCA效应值最高的亲本组配的杂交组合,其杂种优势也未必是最强的。纤维素含量与纤维宽、纵向线干缩率均呈显著负相关,与基本密度、纤维长、纤维长宽比均呈不显著正相关;纤维素含量与纤维形状(长宽比)的正相关相对最强烈。基本密度与纤维长、纤维宽、纤维长宽比、纵向线干缩率均呈不显著负相关。以上结果说明对母本纤维长、纤维长宽比GCA和杂交组合纤维长、纤维长宽比SCA的选择是有效的。

马尾松优树无性系和家系性状遗传变异及相关性

以城步马尾松1.5代种子园经过子代测定选择出的生长表现较突出的10个马尾松优树无性系和同期造林于种子园附近的子代测定林内相对应的10个马尾松优树自由授粉家系为试验材料,对其生长和材性性状进行调查分析。结果表明:马尾松优树的无性系间生长性状中树干通直度差异显著;优树的自由授粉家系间树干通直度的差异极显著,活枝轮数和下三轮活枝数的差异均达显著。材性性状中家系间纤维长的差异极显著,纤维素含量和木材基本密度的差异均显著。马尾松优树的无性系与自由授粉家系间树高、枝下高、冠幅、最大枝基径、下三轮活枝数的差异均达极显著,胸径的差异达显著;材性性状中木材纵向线干缩率的差异达极显著水平,木材基本密度、纤维长宽比的差异均达显著水平。马尾松优树无性系与自由授粉家系间生长性状中枝下高呈显著负相关,下三轮活枝数呈显著正相关;树高、树干通直度均呈负相关,胸径、冠幅、最大枝基径、活枝轮数、分枝角度均呈正相关,但均未达显著水平。材性性状中纤维素含量、木材基本密度均呈正相关,纤维长、纤维宽、纤维长宽比、木材纵向线干缩率均呈负相关,但均未达显著水平。

试论生物中的兼性性状

生物界除了质量性状和数量性状外,还存在一种既可表现为质量性状、又可表现为数量性状的中介性状类型,称之兼性性状(或称“两性性状”)。兼性性状存在着三种可能的遗传基础:①由兼性基因控制的兼性性状。兼性基因是一种既具有主基因的显隐性特点,又具有微效基因的剂量累加效应的基因类型。②由并联式基因控制的兼性性状。某些抗性性状的多个基因K(K≥2)以并联方式协同控制性状的综合水平性表达,表现为数量性状的遗传特征。当K=1时,抗性基因系统中只有一个主基因——单个主基因控制性状的垂直性表达,表现为质量性状的遗传方式。③由主基因系统和微效多基因系统协同控制的兼性性状。