我国学者发现大豆蛋白数量性状基因位点

国际学术期刊《理论与应用遗传学》日前在线发表了河南省农科院研究员卢为国关于大豆蛋白方面的最新研究成果。卢为国在以《大豆中控制水溶性蛋白含量的数量性状基因定位》为题的研究论文中，报道了两个大豆水溶性蛋白的QTL位点，根据目前的文献检索结果，这在国际上尚属首次。

利用DH群体定位水稻谷粒外观性状的QTL

采用混合线性模型的复合区间作图方法,对水稻“圭630”和“02428”组合的DH群体的谷粒外观性状——粒长、粒宽和粒形进行了数量性状基因定位,同时对定位的主效应和上位性进行了环境效应分析。2002年对粒长、粒宽和粒形分别检测到5、4和2个QTLs;2003年对以上3个性状分别检测到3、4和4个QTLs。其中4个QTLs在2年均检测到,且其贡献率较大。位于第4染色体C22-RG449d区间的QTL效应大,同时影响粒长和粒宽,2年内均被检测到。联合2年数据分析分别检测到6个粒长QTLs、6个粒宽QTLs和3个粒形QTLs,共解释各自性状变异的67.71%、50.08%和29.17%,且影响粒形的3个QTLs同时影响粒长或粒宽。对粒形和粒宽分别检测到4个QTLs与环境之间存在显著互作。本实验中检测到主效应和上位性对谷粒外观性状均具有重要作用,但上位性贡献率相对主效应较小,环境互作效应更小。

利用重组自交系进行陆地棉产量及产量构成因子性状的QTL定位(英文)

以高产陆地棉栽培品种中棉所12和8891的杂交组合湘杂棉2号为材料,采用单粒传法构建了含有180个家系的重组自交系(RILs)群体。本研究的目的是分析产量及其构成因子的相互关系并进行相应的QTL定位。重组自交系群体、两亲本和F1于2002年、2003年分别种植于南京农业大学江浦实验农场和江苏省灌云棉花基地。收获每行中间五株的籽棉并考察产量及产量构成因子性状。调查的产量及产量构成因子性状包括单株籽棉产量、单株皮棉产量、单株铃数、铃重、衣分、衣指和籽指。筛选了4,106对SSR引物和384个AFLP引物组合,分别得到127和18个多态位点;此外,2个RAPD引物、1个SRAP引物组合以及来自亲本8891的显性黄花药基因P1也被用来作为标记检测群体基因型。最终共获得149个多态位点,其中132个位点分布于26个染色体/连锁群,覆盖865.20cM,约占棉花基因组的18.57%,标记间平均距离6.55cM。利用此遗传图谱结合重组自交系群体3个环境下的产量及产量构成因子性状,应用QTLCartographer2.0的复合区间作图法进行单位点QTL定位。对各环境资料的分离分析共定位出34个QTL,而利用三环境平均值的联合分析定位出15个QTL。本研究定位的QTL可为棉花产量育种提供信息,其中衣分QTLqLP-A10-1在联合分析及分离分析下的两个环境都能检测到,可能对标记辅助选择有实际应用价值。通径分析结果表明,各产量构成因子中,铃数对皮棉产量贡献最大,这与产量构成因素性状在F1的杂种优势表现一致;因此,在棉花育种上,可优先考虑单株铃数并结合其它产量构成因素进行品种选育和杂交组合选配。

水稻4个异交相关性状的QTL定位研究

利用由98个家系组成的Nipponbare/Kasalath//Nipponbare回交重组自交系(backcross inbred lines,BIL)作图群体(BC1F12),用复合区间作图方法(CIM),对水稻4个异交相关性状进行了QTL分析。结果表明,开颖角度检测到2个QTL,分别位于第12染色体的C1069-R1709和R270-G2140区间,共解释性状变异的18.51%,2个位点的增效等位基因均来自Kasalath。柱头外露率检测到1个QTL,位于第3染色体的C63-C563区间,解释性状变异的15.99%,增效等位基因来自Kasalath。单花开花历时检测到1个QTL,位于第9染色体的G385-R2272区间,解释性状变异的10.75%,增效等位基因来自Kasalath。包颈长检测到3个QTL,分别位于第3染色体的C136-R250、第5染色体的R521-C1230和第10染色体的R2194-R1629区间,共解释性状变异的39.40%,qPEL-5位点的增效等位基因来自Nipponbare,qPEL-3和qPEL-10位点的增效等位基因均来自Kasalath。

不同生长环境下水稻穗抽出度三个相关性状QTL定位研究

在3个生长环境下种植水稻Nipponbare/Kasalath//Nipponbare回交重组自交系(backcross inbred lines,BILs)98个家系(BC1F12和BC1F13)及其亲本,调查剑叶叶鞘长度、最上节间长度和包颈长度,运用复合区间作图方法(CIM),在全基因组5%显著水平上,对这3个性状进行了QTL分析。结果表明,共检测到3个剑叶叶鞘长度性状的QTL,分布于第1、3、4染色体,解释表型变异的12.83%～18.50%;qFLL-1位点在3个环境中均被检测到,增效等位基因来自Nipponbare,qFLL-3和qFLL-4位点在单个环境中被检测到,增效等位基因均来自Kasalath。共检测到3个最上节间长度性状的QTL,分别位于第1、3、6染色体,解释表型变异的5.64%～14.18%;qUIL-6位点在3个环境中都被检测到,增效等位基因来自Nipponbare,其余2个QTL均在2个环境中被检测到,增效等位基因均来自Kasalath。共检测到4个包颈长度性状的QTL,分布于第1、3、5、10染色体,解释表型变异的6.80%～17.76%;qPEL-10在3个环境中均被检测到,qPEL-5在两个环境中被检测到,这两个位点增效等位基因来自Nipponbare,其余2个位点分别在单个环境中被检测到,增效等位基因均来自Kasalath。

水稻抽穗期4个异交相关性状对外源GA_3的敏感性及其QTLs定位

以98个家系组成的Nipponbare/Kasalath//Nipponbare回交重组自交系(BIL)及其亲本为遗传材料,利用复合区间作图方法(CIM)在两个环境下研究了水稻抽穗期4个异交性状对外源GA3处理的敏感性及其QTLs定位。结果表明:两个环境下BIL群体4个异交性状GA3处理值较对照显著增加。最上节间长度反应指数在两个生长环境中共检测到3个QTLs,分别位于第1、3、11染色体上,对GA3敏感的等位基因分别来自Kasalath、Kasalath、Nipponbare,解释表型变异的7.70%～13.77%。柱头外露率反应指数共检测到2个QTLs,分别位于第2和第7染色体上,对GA3敏感的等位基因分别来自Nipponbare和Kasalath,解释表型变异的14.17%和20.58%。小花开花历时反应指数在两个生长环境中检测到1个QTL,位于第11染色体上,对GA3敏感的等位基因来自Kasalath,解释表型变异的10.76%。开颖角度反应指数共检测到2个QTLs,分别位于第1和第7染色体上,对GA3敏感的等位基因分别来自Nipponbare和Kasalath,解释表型变异的9.42%和14.17%。与Nipponbare相比,Kasalath含有较多的增强GA3敏感性的等位基因。

水稻苗期耐旱性基因位点及其互作的分析

随着全球水资源的日益贫乏和旱灾的日趋严重 ,水稻耐旱性的研究越来越重要。对籼稻窄叶青 8号 (ZYQ8)和粳稻京系 17(JX17)以及由它们构建的加倍单倍体 (DH)群体 ,参照国际水稻研究所的耐旱鉴定方法 ,在苗期进行断水 ,调查其耐旱性。利用该群体的分子连锁图谱进行数量性状座位 (QTL)区间作图分析 ,共检测到 2个耐旱的QTL(qDT 5和qDT 12 ) ,分别位于第 5染色体的GA4 1～GA2 5 7之间和第 12染色体的RG4 5 7～Y12 817R之间 ,这两个QTL的加性效应均来自ZYQ8的等位基因。用Epistat软件检测到 2个单位点 ,即GA2 5 7和Y12 817R ,与区间作图分析的结果一致。Epistat还检测到与GA2 5 7互作的 3个位点 (RG5 4 1、G318和G192 ,分别位于第 1、4和 8染色体上 )和与Y12 817R互作的 1个位点 (CT2 34,位于第 3染色体上 )。

利用染色体片段置换系定位水稻抗纹枯病QTLs

为检测水稻纹枯病抗性基因位点,本研究采用牙签接种法对籼稻9311 和粳稻日本晴以及由它们构建的119 个染色体片段置换系进行纹枯病抗性鉴定,并使用该群体的分子连锁图谱进行数量性状座位（QTL）分析。共检测到3 个纹枯病相关QTLs（qsb8-1、qsb8-2 和qsb8-3）,分别位于第8 染色体相邻标记RM3262、RM5485 和RM3496 附近,所在遗传区间分别为81. 7 -91.7 cM、91. 7-108.1 cM 和108. 1-119.6 cM。qsb8-2 的加性效应为负值,表明感病亲本携带的该片段可以增强纹枯病抗性;qsb8-1 和qsb8-3 的加性效应为正值,表明感病亲本携带的该片段减弱了纹枯病抗性。

超级稻沈农265苗期耐冷性QTL定位

为挖掘和利用超级稻沈农265(SN265)中的优异耐冷基因,找到不同遗传背景下均能稳定表达且贡献率较大的苗期耐冷数量性状基因(QTL),以SN265分别与2个籼稻品种七山占、IR30杂交衍生的2套重组自交系(RIL)群体(S1和S2)为试验材料,以低温处理下幼苗死苗率作为苗期耐冷性评价指标,同时构建2套群体的遗传连锁图谱,采用完备区间作图法进行耐冷性QTL检测及其遗传效应分析。结果表明,在2套RIL群体中共检测到4个苗期耐冷主效QTL,且苗期耐冷加性效应均来自SN265。S1群体定位到2个QTL位点,位于第5号染色体的qCTS-5.1和第6号染色体的qCTS-6,贡献率分别为47.59%、22.47%,LOD值分别为6.54、4.88;S2群体定位到2个QTL位点,分别位于第5号染色体的qCTS-5.2和第7号染色体的qCTS-7,贡献率分别为22.62%、38.48%,LOD值分别为10.00、9.81。2套群体定位的qCTS-5.1和qCTS-5.2区间基本重合,证明其可在不同的遗传背景中稳定表达。本研究结果为进一步精细定位并克隆水稻苗期耐冷主效QTL奠定了一定的理论基础。

不同生长环境下水稻最上节间长度QTL定位研究

利用由98个家系组成的Nipponbare/Kasalath//Nipponbare回交重组自交系(backcross inbred lines,BIL)作图群体(BC1F12和BC1F13)和复合区间作图方法(CIM),在3种不同的生长环境下对水稻最上节间长度进行了QTL分析。结果表明,3种不同的生长环境共检测到13个QTL,分布于第1,2,3,5,6,8,10,11染色体上,解释性状变异的3.97%～15.21%。其中qUIL-6在3种不同生长环境中均检测到,qUIL-1a,qUIL-3a,qUIL-3b和qUIL-10a等4个位点在两种不同生长环境中均被检测到,说明这些QTL位点受环境影响较小,表达较为稳定。

水稻叶片保绿相关性状的QTL分析

以籼稻窄叶青8号(ZYQ8)与粳稻京系17(JX17)为亲本的DH群体为材料,考察叶片保绿相关性状,并利用该群体的分子连锁图谱进行QTL分析。共检测到7个与水稻叶片保绿有关的QTL,包括与黑暗下保绿面积相关的3个QTL,位于第16、和8染色体上,贡献率分别为11.07%、10.31%和11.21%;与黑暗下保绿程度相关的2个QTL,位于第1和12染色体上,贡献率分别为11.51%和9.54%;与暗处理条件下和正常条件下叶绿素含量相关的QTL各1个,分别位于第1和8染色体上,贡献率分别为11.67%和13.27%。前5个QTL为首次报道,后2个QTL对水稻叶绿素含量的遗传起重要作用。

基因表达数量性状定位的研究进展

近年来,随着人类和一系列模式生物全基因组测序工作的完成,阐明基因互作、调控网络及代谢途径的生物学功能,成为后基因组时代生物学研究的重点及热点。最近将数量性状定位(quantitative trait loci,QTL)和基因表达分析联合运用,产生了遗传基因组学或基因表达数量性状定位(expression QTL;eQTL)。本文简要地回顾了基因表达遗传变异的本质及eQTL分析的基本原理。在此基础上,结合我们当前的研究工作,重点介绍了eQTL分析方法在候选基因挖掘和基因调控网络构建中的运用,并结合单核苷酸多态性(SNP)对基因表达的影响等问题,讨论eQTL在实际研究分析中面临的困难,并探讨该领域的挑战和发展方向。

深水稻品种赤禾纹枯病抗性QTLs定位

以高抗纹枯病的深水稻品种赤禾及感病品种Lemont为材料,构建了F2群体,以牙签嵌入法对该群体128株单株进行纹枯病抗性鉴定。采用105个均匀分布于水稻12条染色体上的SSR多态性标记,构建该群体的分子标记连锁图,进行数量性状位点(QTL)分析。以LOD值2.5为阈值,在全基因组范围内搜索,初步检测到3个主效抗病QTLs,暂命名为qSB-2、qSB-5和qSB-11,分别位于第2、5和11染色体上,各自能解释表型抗性变异的17.17%、14.7%和27.78%,其中qSB-5来自抗病亲本赤禾,qSB-2,、qSB-11来自感病亲本Lemont。

利用染色体片段置换系定位水稻苗期耐盐QTLs

【目的】挖掘水稻耐盐新基因,为水稻耐盐性遗传改良奠定基础。【方法】本研究以籼稻品种9311和粳稻品种日本晴为亲本培育的高代回交置换系为材料,在0.5%Na Cl盐胁迫条件下,以存活率为耐盐指标,对水稻苗期耐盐性QTL进行定位。采用QTL Ici Mapping v3.1软件对存活率进行QTL分析。【结果】在第3染色体相邻标记RM1350附近检测到1个苗期耐盐相关QTL(QSst3),所在遗传区间为113.2~132.8 c M,贡献率17.75%,加性效应10.9。【结论】来自供体亲本日本晴相应QTL使苗期耐盐性变强。

水稻幼苗性状对GA_3处理的敏感性及其QTL分析

以98个家系组成的Nipponbare/Kasalath//Nipponbare回交重组自交系及其亲本为遗传材料,利用不同方式GA3处理幼苗以及复合区间作图法,研究了苗高和叶鞘长度对外源GA3处理的敏感性及控制GA3反应指数的数量性状位点（QTL）.结果表明,GA3浸泡处理的幼苗第一叶鞘长度较对照显著增加,苗高和第二叶鞘长度增加效应不显著;GA3喷洒处理对第一叶鞘长度增加不显著,苗高和第二叶鞘长度显著增加.GA3浸泡处理条件下,检测到1个位于第1染色体的控制第一叶鞘长度反应指数的QTL（qIFL-1）,解释性状变异的14%,对GA3敏感的等位基因来自Kasalath.GA3喷洒处理条件下,检测到2个分别位于第3、12染色体的控制第二叶鞘长度反应指数的QTL（qJSL-3和qISL-12）,分别解释5%和20.2%的性状变异,对GA3敏感的等位基因分别来自于Kasalath和Nipponbare.qIFL-1与控制第一叶鞘长度本身的数量性状位点qFSL-1a位于同一染色体区段（C742～R2414）;qISL-12位于控制第二叶鞘长度本身的qSSL-12a与qSSL-12b之间（C732～G193）.

利用染色体片段置换系定位水稻抗纹枯病QTLs(英文)

为检测水稻纹枯病抗性基因位点,采用牙签接种法对籼稻9311和粳稻日本晴以及由它们构建的119个染色体单片段置换系进行纹枯病抗性鉴定,并使用该群体的分子连锁图谱进行数量性状座位(QTL)分析。共检测到3个纹枯病相关QTL(qsb8-1,qsb8-2和qsb8-3),分别位于第8染色体相邻标记RM3262、RM5485和RM3496附近,所在遗传区间分别为81.7cM^91.7cM、91.7cM^108.1cM和108.1cM^119.6cM。其中qsb8-2的加性效应为负值,表明感病亲本携带的该片段可以增强纹枯病抗性;qsb8-1和qsb8-3的加性效应为正值,表明感病亲本携带的该片段减弱了纹枯病抗性。

利用染色体片段置换系定位水稻苗期耐盐QTLs（英文）

[目的]解决盐碱化土地水稻生产,缓解粮食供求矛盾。[方法]以籼稻品种9311和粳稻品种日本晴为亲本培育的高代回交置换系为材料,在0.5%NaCl盐胁迫条件下,以存活率为耐盐指标,进行水稻苗期耐盐性QTL定位。[结果]采用QTL IciMapping v3.1软件对存活率进行QTL分析,在第3染色体相邻标记RM1350附近检测到1个苗期耐盐相关QTL(QSst3),所在遗传区间为113.2 cM^132.8 cM,贡献率17.75%,加性效应10.9,说明来自供体亲本日本晴相应QTL使苗期耐盐性变强。[结论]该研究有利于水稻耐盐性种质资源的筛选。

eQTL结合ASE分析显示帕金森病相关基因Lrrk2表达受顺式作用调控

富亮氨酸重复激酶2(Lrrk2)基因与家族性及散发性帕金森病(Parkinson's disease,PD)密切相关,但其作用机制仍不十分清楚.本文以单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)为切入点,对其调控机制进行研究.以近交系C57BL/6J(B6)和DBA/2J(D2)小鼠杂交1代小鼠为实验动物,借助基因表达数量性状基因座(expression quantitative trait loci,eQTL)分析技术,结合等位基因特异性表达(allele specific expression difference,ASE)技术,验证帕金森病相关基因Lrrk2的顺式调控机制.eQTL分析显示,Lrrk2基因所在的位置有1个具有显著统计学意义(LRS值≥20)的顺式调节基因座.针对Lrrk2基因外显子区域错意突变SNP的ASE分析得出:rs50098646位点在cDNA水平上G∶A两碱基比值偏离1∶1,与gDNA水平中G∶A两碱基比值差异显著(P<0.01),表达受顺式作用调节.本研究结果表明,Lrrk2基因的表达受到顺式作用的调控.

植物生物技术在黑麦草遗传改良中的应用

黑麦草是重要的牧草和草坪草,是畜牧业和草坪业重要的产业支柱.由于高度自交不亲和,传统遗传改良困难而复杂.生物技术尤其是转基因技术为其遗传改良带来希望.本文概述了组织培养技术、基因遗传转化技术、分子标记及数量性状基因定位、分子标记辅助育种等技术在黑麦草遗传改良中的应用及获得的成果;评述了遗传改良的重要意义,以及黑麦草遗传改良的主要目标,如品质改良、提高病害抗性、降低毒性生物碱浓度、控制花粉致敏性、抗除草剂品种的培育、提高抗逆性及其作为生物反应器的潜在应用价值等;并分析了功能基因组学的研究及RNA干扰技术在黑麦草研究中可能的应用前景.