重组自交家系群体4对主基因加多基因混合遗传模型分离分析方法的建立

主基因加多基因混合遗传模型分离分析方法是基于数量性状表型数据的统计遗传分析方法,该方法适于育种工作者利用杂种分离世代的数据对育种性状的遗传组成做出初步判断,制订相应的育种策略,也可用以校验QTL定位所揭示的性状遗传组成。重组自交家系群体(RIL)是一种永久性群体,可以进行有重复的比较试验,适合于环境影响较大的复杂性状的遗传研究。本研究以RIL群体为对象,将遗传模型拓展到4对主基因,建立相应的分离分析方法。新构建的模型共包括4对主基因和4对主基因加多基因两类共15个遗传模型,通过极大似然法和IECM算法估算各种模型的分布参数,由AIC值和一组适合性测验选取最佳遗传模型,再由最小二乘法估计模型的遗传参数。通过模拟实验对所建立的模型进行验证,模拟群体中一阶遗传参数的估计值与设定值之间有很好一致性。以大豆科丰1号×南农1138-2构成的RIL群体及其亲本棕榈酸含量的遗传(I-1模型,即4对加性-上位性主基因和加性-上位性多基因遗传模型)为例,说明该方法的应用效果。

回交自交系(BIL)群体4对主基因加多基因混合遗传模型分离分析方法的建立

主基因加多基因混合遗传模型是用于分析数量性状表型数据的统计分析方法,该方法便于育种工作者利用杂种分离世代的数据对育种性状的遗传组成初步判断,制定相应的育种策略,也可用于校验QTL定位所揭示的数量性状的性状遗传组成。回交自交系(BIL)群体是永久性群体,可以进行有重复的比较试验,适用于受环境影响较大的复杂性状的遗传研究。本研究以BIL群体为对象构建了4对主基因、主基因加多基因分离分析方法的遗传模型,包括2类11个遗传模型。利用基于IECM(iterative expectation conditional maximization)算法的极大似然分析方法估算各个混合遗传模型中的分布参数,用AIC值和一组适合性测验结果选取最优模型,并从入选模型的分布参数通过最小二乘法估计遗传参数。由1个模拟的随机区组试验对模型进行验证,模拟群体中遗传参数的估计值与设定值之间具有很好的一致性。利用本文建立的模型重新分析大豆回交自交系群体(Essex×ZDD2315)及其亲本对胞囊线虫(Hetero-dera glycines Ichinohe)1号生理小种的抗性数据后发现4对主基因模型优于原报道的3对主基因模型,说明本方法的有效性和正确性。

群体分离分析法(BSA)在植物基因定位上的应用

利用群体分离分析法是快速有效地寻找与质量性状基因紧密连锁分子标记的主要途径之一。近年来,BSA法在各种不同植物的育性基因、抗病基因、抗虫基因及形态、生理基因的标记筛选及基因定位方面取得了很大的进展。

回交自交系群体数量性状遗传体系的分离分析方法

将植物数量性状的主基因-多基因遗传体系检测的分离分析方法拓展到回交自交系群体。建立了包括无遗传控制、只有多基因控制、1—3对主基因控制和1—3对主基因＋多基因控制遗传模型下的混合分布函数，并由ML和ECM算法估计分布参数。以最大熵（最小AIC）准则和适合性测验选择最优最适遗传模型，进而利用所估计的分布参数估算遗传参数。在方法推演基础上通过1个模拟数据例题说明其应用。

群体分离分析法在食用菌遗传研究中的应用进展

群体分离分析法(bulked segregant analysis,BSA)是一种利用分离群体快速鉴定基因组特定区域遗传标记的方法。随着高通量测序技术的快速发展,再加上BSA简便、高效、低成本等优势,目前BSA已广泛应用于植物基因定位,但其在食用菌中的应用还处于起步阶段。综述了BSA及其在食用菌遗传研究中的应用现状,并展望其在食用菌遗传研究中的应用前景,为今后利用BSA开展食用菌遗传研究提供参考。

集群分离分析法在作物分子标记研究中的应用及问题分析

分子标记的获取有助于辅助选择育种和基因的图位克隆。集群分离分析法是快速有效地寻找与目的基因紧密连锁分子标记的经典方法,广泛应用于作物育种中。其原理简单、方便经济,与近等基因系分析法相比具有一些特有的优势。本文介绍了集群分离分析法的基本理论,并从几个方面分析了其应用过程中要注意的问题:包括物种基因组大小的影响、非目的标记的产生、以及如何构建DNA池等。同时概述了集群分离分析法在F2代、回交、双单倍体、重组自交系等不同分离群体中的应用情况,并对不同分离群体的优缺点进行了比较。最后描述了集群分离分析法对池内基因信息进行定量分析的应用前景。总之,我们期望通过本文为集群分离分析法的合理使用提供一定的参考。

黄瓜白粉病抗性基因定位及候选基因分析

【目的】通过对黄瓜白粉病抗性基因的精细定位,明确抗性基因的候选区段,为进一步克隆基因及解析基因功能奠定基础。【方法】本研究选用高抗白粉病资源(自交系‘74’)和感白粉病资源(自交系‘80’)配制杂交组合,构建F_1、F_2群体,利用单囊壳白粉菌鉴定亲本及群体白粉病抗性并进行遗传分析;采用BSA-seq的方法对黄瓜白粉病抗性基因进行初步定位,在此基础上在候选区段开发分子标记,进一步精细定位白粉病抗性基因。【结果】分离群体单株表型鉴定结果表明,自交系74的抗性是由不完全隐性基因控制的。BSA-seq技术初步将抗性基因定位于5号染色体15—25 Mb位置,命名为PM 74。最终,利用分子标记将抗性基因定位于SSR15321和SSR07531之间,遗传距离为3.06 c M,物理距离为238 444 bp,可解释41.95%的表型变异。生物信息学分析表明在候选区段内包含有17个候选基因,其中Cucsa.275630为TIR-NBS-LRR类基因。【结论】本研究将黄瓜白粉病抗性基因精细定位到约238 kb的候选区段内,区段内包含有一个TIR-NBS-LRR基因,该基因将是今后研究的重点候选基因。

菜薹抽薹性状的ISSR和SRAP分析

以早抽薹品种CT07和晚抽薹品种T0601为亲本构建F2分离群体,采用分离集团混合分析法(Bulkedsegregant analysis,BSA)筛选与菜薹抽薹基因连锁的分子标记。用45条ISSR(Inter-simple sequence repeat,简单重复序列间扩增)引物和20对SRAP(Sequence related amplified polymorphism,序列相关扩增多态性)引物组合进行PCR扩增筛选,其中UBC834、UBC876、E13M4和E5M7对亲本和DNA池的扩增图谱表明,4个引物的差异条带均出现在早抽薹品种CT07和早现蕾(抽薹)池中。经F2代群体单株验证,4个标记均与早抽薹基因相连锁,且标记E13M4最近,距离为16.8 cM,这为菜薹抽薹基因的定位和分子标记辅助育种奠定了基础。

用RAPD分析辣椒细胞质雄性不育基因

根据近等基因系分析原理 ,以辣椒细胞质雄性不育系 93 A及其保持系 93 B为材料 ,对辣椒细胞质雄性不育基因及其保持基因开展了RAPD标记研究 ,结果表明 :OPK 1 7550 、OPK 1 7150 0 标记可能与细胞质雄性不育基因相连锁 ,OPH 1 1 2 0 0 0 标记可能与保持系中的保持基因相连锁。对侯选标记OPK 1 7550 进行了克隆和部分序列分析 ,为利用混合群体分离法 (BSA)对分离群体中的不同单株进行SCAR分析的标记验证工作奠定了基础。

源宝占抗稻瘟病遗传分析及基因定位

稻瘟病是水稻三大病害之一,严重威胁着粮食安全。解决这一问题最安全、有效的措施是选育、推广抗病品种。源宝占是一份新育水稻材料,经鉴定,源宝占对来自广东各稻作区的25个菌株中23个表现为抗性,抗频达92%,为广谱抗性材料。以源宝占与粤香占进行杂交,构建F1、F2群体,选用GD00-193a菌株对亲本及世代群体进行接种鉴定,结果表明F2代单株抗感分离比符合3∶1,这说明源宝占对菌株GD00-193a的抗性是由一对显性基因或一个主效QTL控制。利用群体分离分析法(BSA)结合隐性群体分析法(RCA)将此基因定位于标记RM136与RM549之间。

利用分子标记定位普通菜豆抗炭疽病基因

为了定位中国普通菜豆的抗炭疽病基因,选取抗炭疽病地方品种红芸豆(国家库编号F2322)与高感菜豆品种京豆(国家库编号F0777)配制杂交组合,构建F2抗感分离群体和F2:3家系,用菜豆炭疽菌81号生理小种鉴定抗病性并分析遗传性。结果表明,红芸豆对菜豆炭疽菌81号小种的抗性是由一显性单基因控制的,暂将该基因命名为Co-F2322。用分离群体分组分析法(BSA)和SSR、CAPs分子标记技术,将该基因定位在B1连锁群上,利用软件Mapmaker 3.0和Mapchart 3.0计算标记与目的基因间的遗传距离,检测到3个SSR标记BMc32、C871、Pvm98和2个CAPs标记g1224、g683与抗炭疽病基因连锁,遗传距离分别为26.06、3.58、13.56、3.81和12.75cM。

甘薯根腐病相关AFLP标记筛选

甘薯根腐病是由甘薯根腐病病原菌[Fusarium solani(Mart.)Sacc.f.sp.batatas McClure,简称FSB]引起的一种真菌性毁灭性病害,传播途径广,蔓延速度快,近年有向长江流域以南地区传播的趋势,对甘薯生产造成极大危害。在已有的徐薯18与胜利百号F1分离群体抗性鉴定的基础上,采用分离群体混合分析法(Bulked segregant analysis,BSA)与AFLP技术相结合,通过筛选80对引物,定位与甘薯根腐病相关的分子标记,在感病群体中定位到一个显性标记,即标记Eco(45)-Mse(45)被发现与感病基因连锁。所获试验结果对甘薯抗病遗传改良具有指导意义。

稻瘟病抗病基因Pi15的精细定位(英文)

稻瘟病抗病基因Pi15曾被作者鉴定为与已知抗病基因Pii具有连锁关系,但是,Pii基因究竟位于染色体6还是9上存在争议。为了确定Pi15基因的染色体位置,利用分子标记在由15个抗病个体和141个感病个体组成的F_2群体中,通过混合群体分离法(BSA)与隐性群体分析法(RCA)相结合的手段,对目标基因进行了连锁分析。首先,从染色体6和9分别选择10个微卫星标记进行了分析,结果表明,只有位于染色体9的RM316与目标基因连锁,重组率为(19.1±3.7)％。为了进一步确定这种连锁关系,从染色体9选择了4个序列标定位点(STS)标记进行分析,结果表明,只有G103与目标基因连锁,重组率为(5.7±2.1)％。为了获得与目标基因更加紧密连锁的分子标记,对目标基囚进行了RAPD分析。在筛选、分析了1000个随机引物之后,从中获得了3个目标基因紧密连锁的分子标记BAPi15_(486)、BAPi15_(782)、BAPi15_(844)。它们与目标基因的重组率分别为0.35％、0.35％和1.1％。这些紧密连锁的分子标记可作为分子标记辅助基因聚合和克隆的出发点。

棉花籽指数量性状位点(QTL)的初步定位

为挖掘棉花籽指相关的分子标记,以棉花籽指差异较大的陶小铃和大桃棉为亲本,构建F2群体,对F_(2)群体的籽指进行调查,选取具有极端籽指的植株构建混合群体分离分析(bulked segregant analysis,BSA)混池进行测序。对测序结果进行分析,发现3个与棉花籽指相关的区域,分别位于A07染色体42.6~91.6 Mbp,A13染色体2.2~5.3 Mbp,D10染色体7.1~8.3 Mbp。3个区域的Δ(SNP-index)峰值区段共包含142个候选基因。这些结果为棉花籽指相关基因的精细定位和克隆奠定了基础。

用于拟南芥染色体着陆的一套InDel标记的设计与应用

在拟南芥图位克隆中SSLP(simple sequence length polymorphism)是首选分子标记,当无可用SSLP时才会考虑CAPS(cleaved amplified polymorphic sequence)、d CAPS(designed CAPS)及SNAP(single nucleotide amplified polymorphism)等标记。图位克隆的第1步就是染色体着陆,需逐个检测覆盖全基因组的标记,工作繁琐,更加依赖操作相对简单的SSLP标记。但是,SSLP标记在染色体上分布不均,有些标记缺乏物理位置记录,而且很多标记的PCR反应体系和扩增条件不同,这些瑕疵增加了染色体着陆乃至图位克隆其他步骤的工作量,有碍图位克隆的顺利开展。针对上述不足,以InDel多态性位点为基础设计一组标记,专门用于染色体着陆,以弥补现有SSLP标记的不足。这套标记有确切的物理位置,每个标记所控制的染色体区间小于30 cM,而且这套标记可采用相同的PCR反应体系和反应程序。随即用这套标记成功地实现了6个Ler背景的隐性突变体的染色体着陆,显示这组标记能够满足实验要求,使得拟南芥图位克隆得到简化。

利用BSA法发掘玉米抗灰斑病主效QTL

以玉米高抗灰斑病自交系齐319与高感病自交系Ye478构建的RILS(重组自交系)为试材,通过两年田间表型鉴定,选取极端表型家系高抗16个,高感15个,利用SSR分子标记,并结合群体分离分析方法(BSA)筛选玉米抗灰斑病连锁标记并进行基因定位。结果表明,在玉米第1连锁群上检测到1个主效抗病基因位点(QTL),与两侧的分子标记umc2614和bnlg1803遗传图距分别为4.74 c M和3.78 c M,该抗病基因位点可解释40.9%的表型变异率,抗病基因来源于齐319,加性效应达到了-7.817 5。

BSA技术与昆虫杀虫剂抗性基因定位

使用杀虫剂进行病虫害防控是有效防治虫媒疾病的重要方式之一,但大规模使用杀虫剂导致昆虫出现了不同程度的抗性。随着高通量测序技术的发展和分子标记的应用、大量物种全基因组测序的完成,利用双亲分离后代群体中具有极端表型的个体构建混池进行测序,通过比较不同混池之间的多态性并结合表型信息,从而定位目的基因的混合群体分离分析(bulked segregant analysis,BSA)技术,因其简单、高效的特点得到了快速广泛的应用。采用BSA技术揭示杀虫剂抗性产生的分子机制,对抗药性产生风险的有效评估以及新型杀虫剂的改良开发具有重要意义。本文就近年来BSA技术的发展和昆虫杀虫剂抗性分子机理的相关研究进行综述,并对该技术在昆虫杀虫剂抗性研究中的意义和应用前景进行了总结与展望。

四倍体小麦成株抗白粉病基因定位

四倍体小麦是普通小麦的祖先种,也是重要的粮食作物。发掘四倍体小麦抗病种质并鉴定其携带的抗病基因,旨在为小麦新品种选育提供新抗源。TDI-1是栽培二粒小麦,在多年的田间种植过程中表现出对白粉病免疫的表型。为了确定TDI-1携带的抗病基因,为小麦白粉病抗性遗传提供理论依据,首先将其与表现为感白粉病表型的硬粒小麦TDU-1进行杂交并构建了遗传群体,然后对亲本及其杂交F_(1)、F_(2)、F_(2:3)群体进行了白粉菌小种E09接种试验和抗病性分析,最后利用混合分离群体分析法(BSA)对抗白粉病基因进行了定位。结果表明,TDI-1在苗期对E09表现为感病,在成株期对E09表现为抗病;TDI-1和TDU-1的F_(1)植株在成株期对E09表现为抗病;F_(2)群体中,表现为抗病的单株数和感病的单株数的比例符合3∶1(χ^(2)_(3∶1)=0.11,P=0.74);F_(2∶3)家系中,纯合抗病、抗病性分离、纯合感病的家系数目之比符合1∶2∶1(χ^(2)_(1∶2∶1)=0.47,P=0.79),表明TDI-1成株期白粉病抗性由1个显性基因控制,暂将其命名为PmTDI-1。对TDI-1和TDU-1及其杂交后代F_(2)群体进行分子标记筛选,发现4个位于2A染色体短臂上的分子标记Xwmc407、NRM-2AS29、NRM-2AS45和NRM-2AS84与PmTDI-1紧密连锁,其中,NRM-2AS45和NRM-2AS84位于两侧,遗传距离分别为1.8,4.6 cM。由此,将成株期抗白粉病基因PmTDI-1初步定位于2A染色体短臂上。研究结果显示,从四倍体小麦TDI-1中鉴定到1个新的显性成株抗白粉病基因PmTDI-1。