大豆株型与产量相关性状QTL定位及候选基因预测

为探究与大豆株型和产量相关QTL位点及候选基因,对以东农42(♀)和东农50(♂)为亲本,与168个家系构建的F_(2:12)、F_(2:13)重组自交系(Recombination inbred lines,RILs)群体的株高、分枝数、四粒荚数、百粒重性状测定表型数据,运用IBM SPSS Statistics、R语言进行统计和相关性分析,并利用完备区间作图法(Inclusive composite interval mapping,ICIM)进行加性效应及上位效应分析,共计定位到43个QTL位点,贡献率超过10%的主效位点为14个,包括株高3个、分枝数8个、四粒荚数1个和百粒重2个;其中11个位点与前人已报道位点重合,分别位于4、6、8、16和19号染色体上;qBN-6-2(13.21%)、qBN-6-5(19.96%)和qBN-6-6(13.69%)为3个环境重复定位到的位点,qHSW-19-1与多个已报道位点均有重合。通过上位性分析,获得株高、分枝数、四粒荚数和百粒重位点分别为3、6、6和62对。根据所定位到的物理区间和定量预测,筛选到Glyma.04G238800、Glyma.03G181600、Glyma.08G271900、Glyma.18G278800和Glyma.19G187000等5个与株高、分枝数、四粒荚数和百粒重性状相关的候选基因,为分子辅助育种奠定基础。

基于WGS构建葡萄高密度遗传图谱及抗炭疽病QTL定位

葡萄炭疽病是一种危害葡萄成熟果实的真菌病害,严重影响葡萄的产量和品质。美洲种葡萄具有适应南方湿热气候且高抗炭疽病的特点,因此构建美洲葡萄高密度分子遗传图谱,定位其抗炭疽病QTL,利用其中的抗病基因指导葡萄抗病育种具有重要意义。本研究以美洲葡萄‘C30-5-1’165株自交后代为作图群体,基于全基因组测序(WGS)开发SNP标记,构建遗传图谱,并对葡萄抗炭疽病QTL进行分析。构建的葡萄分子遗传图谱总遗传距离为3138.74 cM,相邻标记间平均遗传距离为0.98 cM,分布均匀。根据群体炭疽病抗性表型数据,在11号连锁群上检测到1个炭疽病抗性相关QTL,命名为Cgr2,可解释表型变异5.0%,是一个微效QTL。与葡萄参考基因组比对分析发现,该QTL区域包含2个候选抗性基因,分别编码UDP糖基转移酶和类黄酮3’-单加氧酶,它们可能对葡萄炭疽病抗性起重要作用。

花生含油量的遗传基础与QTL定位研究进展

花生是我国重要的油料作物,含油量是花生重要的品质性状和育种目标。花生含油量每提高1个百分点,相当于增产2个百分点,油脂加工利润可提高7个百分点。培育高油高产花生品种是增加食用油供给和保障食用油供给安全的重要途径。本文概述了花生含油量表型鉴定的4种常用方法;阐述了花生含油量的遗传特性是多基因控制的数量性状,即受加性效应和显性效应的影响,也存在基因型和环境互作;总结了已报道的含油量QTL124个,表型变异解释率超过10%的主效位点有36个,分布在A03、A05和A08上的8个主效QTL可重复检测到;构建了一张花生含油量的一致性遗传图谱,A08染色体上33.59~50.24 Mb为热点区间;介绍了油脂合成及调控相关基因等方面的研究进展,以期为花生含油量遗传改良和高油品种培育提供理论指导。

基于QTL和转录组测序鉴定甘蓝型油菜耐旱候选基因

干旱胁迫严重限制了甘蓝型油菜种植面积的扩大和产量的提升。耐旱性是由多基因控制的复杂数量性状,将QTL定位与转录组测序相结合,是鉴定甘蓝型油菜耐旱候选基因的有效手段。本研究对甘蓝型油菜干旱敏感品系三六矮和耐旱品系科里纳-2构建的F2:6和F2:8重组自交系群体幼苗进行正常灌溉和干旱胁迫处理,测定地上部鲜重、地上部干重、叶片相对含水量、丙二醛和可溶性糖含量,利用SSR和SNP多态性分子标记构建遗传连锁图谱,鉴定耐旱相关QTL和候选区间,结合耐旱材料No11和干旱敏感材料No28的转录组测序,筛选耐旱相关候选基因。研究结果表明:干旱胁迫使甘蓝型油菜幼苗地上部鲜重、地上部干重和叶片相对含水量下降,使叶片丙二醛和可溶性糖含量上升;耐旱相关QTL和候选区间分布于A01、A02、A06、A08、A09、A10、C02、C03、C04、C06和C09染色体;对耐旱材料和干旱敏感材料正常灌溉、干旱24 h、36 h和48 h进行转录组分析,主要差异表达基因显著富集到光合作用、脂肪酸代谢、氨基酸代谢、植物激素信号转导、核糖体、昼夜节律及角质、木栓素和蜡质的生物合成等相关途径;将QTL与转录组测序相结合,鉴定到28个耐旱相关候选基因,主要编码FLC、bHLH105、TGA4、TEM1、ERF003、ACO3、CHLI1、LHCB6和PORC等,具有转录因子活性、乙烯产生和信号传导、叶绿素生物合成与结合、叶绿素氧化还原酶以及编码核糖体相关蛋白等功能。这些结果可为揭示甘蓝型油菜耐旱机理及分子标记辅助选育耐旱新品种奠定基础。

利用龙稻5号/中优早8号RIL群体定位粒形QTL

【目的】粒形是决定稻米产量、品质和商品价值的重要数量性状之一。本研究旨在利用水稻重组自交系群体鉴定控制粒形的QTL,为水稻粒形基因的挖掘和长粒形粳稻育种应用奠定基础。【方法】以短圆粒形的粳型超级稻品种龙稻5号(LD5)为母本和细长粒形的早熟籼稻品种中优早8号(ZYZ8)为父本构建包含176个家系的重组自交系群体测定粒长、粒宽、长宽比和粒厚等粒形性状,分析粒形性状间的关系并进行QTL定位和比较分析。【结果】利用区间作图法共检测到8个粒形QTL,分布在3、5、6、7和11号染色体上,表型贡献率范围为4.69%~18.89%,LOD值范围为2.52~8.74。这8个QTL包括3个粒长QTL qGL3、qGL7和qGL11,2个粒宽QTL qGW3和qGW5,2个粒厚QTL qGT3和qGT6,1个长宽比QTL qLWR3。其中,qGL3、qGL7、qGW3、qGW5和qLWR3可以在3个年份稳定检测到。利用多环境联合分析共检测到14个粒形QTL,包括qGL2、qGL3、qGL7和qGL11共4个粒长QTL;qGW3和qGW5共2个粒宽QTL;qGT3、qGT5和qGT6共3个粒厚QTL;qLWR3a、qLWR3b、qLWR5、qLWR7和qLWR11共5个长宽比QTL,分布在2、3、5、6、7和11号染色体上,表型贡献率范围为2.28%~15.78%,LOD值范围为4.20~20.90。与已克隆的粒形基因进行染色体位置比较发现,qGL3/qLWR3区间包含已克隆的GL3.1;qGW5区间包含已克隆的GW5;qLWR3b/qGT3区间包含已克隆的TGW3。【结论】利用区间作图法和多环境联合分析的方法从龙稻5号和中优早8号的重组自交系群体中共鉴定了14个粒形QTL,其中8个QTL是两种方法重复检测到的。这些QTL定位区间内包含已克隆的GL3.1、TGW3和GW5等粒形基因。

基于遗传解析新模式的小麦寡分蘖QTL的鉴定和验证

有效分蘖数可直接影响小麦的成穗数,与产量关系极为密切。挖掘小麦分蘖数相关数量性状位点,解析分蘖数与其他重要农艺性状之间的相关性,可为分子育种提供理论依据。本研究首先提出和建立了“多个环境评价-单个性状深入-综合性状兼顾-友好标记开发-不同背景验证”的遗传解析新模式。进一步利用该模式,以寡分蘖自然变异植株msf和川农16(CN16)构建的F6代重组自交系群体(MC群体)为实验材料,以多年多点的有效分蘖数作为表型数据,借助基于16K芯片构建的遗传连锁图谱成功定位和验证了寡分蘖遗传调控位点。QTL定位结果显示,1A、5A和6D染色体上有4个控制寡分蘖的QTL。其中Qltn.sau-MC-1A为稳定主效的寡分蘖QTL,解释了13.39%~60.40%的表型变异,其正效应位点来源于msf。表型分析发现,携带Qltn.sau-MC-1A正效应位点株系的有效分蘖数显著少于携带Qltn.sau-MC-1A负效应位点株系的有效分蘖数。相关性分析表明,有效分蘖数和株高之间存在极显著的正相关,与千粒重、每穗粒数、每穗粒重、旗叶宽之间存在显著的负相关,有效分蘖数与旗叶长、开花期之间无显著相关。遗传分析结果表明,Qltn.sau-MC-1A正效应位点显著增加每穗粒数、每穗粒重和千粒重,但推迟开花期。不同遗传背景下的验证结果表明,携带Qltn.sau-MC-1A正效应位点的株系确实能降低有效分蘖数。综上,本研究建立了一种遗传解析新模式,并基于此模式解析、定位和验证了一个控制寡分蘖的主效QTL Qltn.sau-MC-1A,为进一步精细定位和了解分蘖形成机制奠定了基础。

基于F_(2∶3)家系的玉米籽粒相关性状QTL定位与候选基因分析

本研究以热带玉米骨干自交系T32和QR273构建的F_(2∶3)家系为材料,运用高通量GBS测序技术对其进行基因型鉴定,结合该群体在两个不同环境下的籽粒相关性状评价结果,利用完备区间作图法,共定位到52个控制玉米籽粒相关性状的QTL,其中粒长相关QTL 17个,粒宽相关QTL 24个,百粒重相关QTL 11个,可解释1.44%~14.48%的表型变异。其中3个主效QTL分别位于第1、2、10号染色体上,贡献率分别为14.48%、12.00%、10.21%。利用生物信息学分析,筛选出控制籽粒相关性状的候选基因3个,分别是Zm00001d02010、Zm00001d023914、Zm00001d020418,通过参与和调控植物体内各项生理活动和信号传导从而影响籽粒的大小。

基于高密度遗传图谱的水稻萌发耐淹性QTL定位

通过对水稻萌发耐淹性进行QTL定位和稳定位点的聚合效应分析,可以为萌发耐淹性基因的精细定位及后续分子辅助育种奠定基础。本研究利用一个包含144份家系的强萌发耐淹性粳型杂草稻WR-4与籼稻品种广百香占的F2:3定位群体,基于1K m GPS SNP芯片构建了一个包含825个Bin标记的高密度遗传图谱,利用完备区间作图法共检测到10个萌发耐淹性QTL,分布于水稻第3、4、7、8、9和10染色体上,LOD值介于3.6~21.3之间,可解释3.0%~21.1%的表型变异。其中,具有较高LOD值和贡献率的2个主效QTL(q GS4-1和q GS7-1)能够被重复检测到,是后续基因克隆的候选位点。根据Bin标记分型结果将不同子代在两个稳定QTL区间内分为WR型和广百香占型,在F2:3群体中进行聚合效应分析,发现聚合增效等位基因数量越多的家系,其淹水条件下的胚芽鞘越长,这些携带多个耐性QTL的株系可为分子育种培育耐低氧萌发水稻新品种提供亲本资源。

基于高世代姊妹系发掘玉米穗长性状QTL及候选基因

玉米穗长通过影响穗粒数,进而影响产量,是育种改良的重要目标性状之一。发掘与穗长性状相关QTL和基因对穗长性状的遗传改良具有重要意义。本研究以一对穗长具有显著差异的高世代姊妹系为亲本,构建F2群体并自交得到F2:3,利用Maize6H-60K基因芯片分别对亲本及F2群体进行基因型分析,并通过ICIM、GCIM和dQTGseq 3种方法对F2和F2:3群体的穗长进行QTL定位。结果表明,3种方法共定位到7个与穗长相关QTL位点和43个QTNs,解释了2.04%~10.24%的表型变异。交叉分析不同方法得出的定位结果,在6号染色体上发现一个调控穗长的稳定QTL qEL6.01。根据定位区间内基因注释的结果,并结合参考基因的表达谱数据,共筛选出5个在雌穗中表达的候选基因:Zm00001d035514、Zm00001d035526、Zm00001d035537、Zm00001d035553和Zm00001d035535。本研究结果为玉米穗长基因的克隆及育种改良奠定了基础。

玉米果穗相关性状QTL定位及重要候选基因分析

玉米果穗相关性状与产量直接相关,其遗传基础解析对于指导玉米遗传改良意义重大。本研究对3年6个环境下的168份高代回交重组自交系(AB-RILs)的穗长、穗行数和百粒重等8个性状进行表型鉴定,结合玉米10 K芯片产生的覆盖全基因组的11,407个SNP(Single Nucleotide Polymorphisms)标记对8个性状进行QTL定位。共鉴定到32个与8个果穗性状相关的QTL,其中包含5个环境一致性的QTL,3个多效性QTL。进一步利用507份关联群体的基因型与表型数据对主效QTL候选区间进行关联分析,鉴定到19个可能与果穗性状相关的重要候选基因,结合候选基因的进化分析和表达分析等,初步确定其中4个为关键候选基因。以上结果为玉米育种中果穗性状的遗传改良提供了重要的标记信息,同时也为果穗性状相关基因克隆提供指导。

基于水稻大粒染色体片段代换系Z29的鉴定及QTL定位

千粒质量作为水稻产量的三要素之一,对产量的影响较大,其中千粒质量主要受水稻粒型的影响,因此挖掘新的粒型基因在生产中具有重要的意义.研究选育到1个以日本晴为受体亲本、自育优良籼稻恢复系R225为供体亲本的水稻染色体片段代换系(CSSL)Z29. Z29含有来自R225的10个代换片段,平均代换长度2.90 Mb. Z29粒长和粒宽均极显著增加,表现为大粒表型,且其籽粒变大是由颖壳细胞数量极显著增多、增大引起.利用日本晴与Z29杂交构建的次级F2群体进行QTL定位,共检测到8个粒型相关QTL.进一步利用MAS法在F3群体中选育出14个次级染色体片段代换系,包括4个单片段代换系、 5个双片段代换系、 2个三片段代换系和3个四片段代换系.结果可为目的粒型相关QTL克隆和分子机制解析奠定基础,为分子设计育种提供资源.

黄瓜嫩果果皮颜色QTL定位与候选基因分析

果皮颜色是黄瓜(Cucumis sativus L.)重要的外观品质性状。以黄瓜嫩果绿色果皮材料CSIVF0254和嫩果白色果皮材料CSIVF0021为亲本,构建F2群体,对黄瓜嫩果果皮颜色基因进行遗传规律分析和基因定位研究。结果表明黄瓜嫩果果皮绿色对白色为不完全显性。2022年春季和秋季均检测到相同的主效位点Qcsc3.1、Qcsc5.1,其中Qcsc3.1被定位到3号染色体标记InDel3842~InDel4076之间,LOD值为17.19和24.92,表型贡献率在36.38%~39.86%之间;Qcsc5.1被定位到5号染色体标记InDel2342~SSR06660之间,LOD值为13.51和23.11,表型贡献率在28.53%~34.19%之间。通过生物信息学和qRT-PCR分析预测到5个候选基因。研究结果为调控果皮颜色基因精细定位及分子标记辅助选择育种奠定了良好的基础。

棉籽蛋白与油分含量的遗传基础与QTL定位研究进展

棉花是重要的经济作物之一,在国民经济中占据重要地位。棉籽作为棉花生产中的重要产物,富含优质的蛋白质和油脂。充分挖掘利用棉籽中的蛋白和油分资源,能够在一定程度上缓解粮食安全问题。随着棉籽的综合利用价值不断被重视,有关棉籽营养品质遗传改良等的研究取得了长足的进步。本综述介绍了棉籽蛋白与油分含量鉴定的常用方法,概述了这些性状的遗传特性和影响因素;对棉籽蛋白、油分含量与纤维产量及品质性状之间的相关关系进行分析;收集整理已报道的335个油分含量数量性状位点(quantitative trait locus,QTL)和196个蛋白含量QTL构建了一致性物理图谱;对棉籽蛋白与油分相关合成途径和调控基因等方面的研究进展进行总结,并展望了棉籽营养品质生物育种未来的研究方向,旨在为棉籽营养品质的遗传改良提供参考。

济麦44/济麦229重组自交系群体籽粒蛋白质含量QTL分析

小麦籽粒蛋白质含量与面团流变学特性及加工特性的关系密不可分。本研究在2020—2021年济南试验基地(E1)及2021—2022年济南试验基地(E2)和济阳试验基地(E3)三个环境下,以“济麦44×济麦229”构建的包含285个家系的重组自交系群体(F2∶6RILs)为材料,利用小麦55K SNP芯片构建高密度遗传连锁图谱,对籽粒蛋白质含量进行QTL分析。结果共筛选到2344个SNP标记用于构建遗传连锁图谱,图谱总长度3349.95 cM,平均标记密度为1.43 cM/标记。通过对籽粒蛋白质含量的QTL分析,共检测到18个籽粒蛋白质含量相关QTL,分布在1A、1B、2B、3D、4B、4D、5A、5B、5D、7A、7B共11条染色体上。Qpc.saas.4B-1在E1、E2和E3三个环境和BLUE(最佳线性无偏估计)值中均被稳定检测到,可以解释3.26%~23.79%的表型变异。Qpc.saas.4D和Qpc.saas.5A在两个环境和BLUE值中被检测到,分别解释2.42%~11.18%和2.48%~5.47%的表型变异,且Qpc.saas.4D与小麦矮秆基因Rht-D1b物理位置重合。本研究中检测到的QTL新位点Qpc.saas.4B-1、Qpc.saas.4D和Qpc.saas.5A是控制籽粒蛋白质含量的主效基因,具有高表型变异解释率。本研究结果可为小麦品质育种提供分子标记及理论参考。

影响糯稻直链淀粉含量的QTL及效应分析

【目的】直链淀粉含量是影响糯稻品质的关键性状,旨在剖析其遗传基础对稻米品质改良的重要意义。【方法】构建‘品糯R191/金贵丝苗//金贵丝苗///金贵丝苗’的BC_(2)F_(4)和BC_(2)F_(5)回交遗传世代群体,在携带wxwx基因的遗传背景下,采用集团分离分析法,利用GSR40K水稻基因芯片对双亲和高、低池群体进行SNP分型,并根据分析结果锚定影响稻米直链淀粉含量的候选基因。【结果】定位到控制直链淀粉含量的2个候选基因区段,位于5号染色体0.04~0.37 Mb和12号染色体17.53~24.09 Mb。从12号染色体候选区间中筛选出14对具有多态性的SSR标记和SNP标记,利用QTL IciMapping软件构建遗传连锁图,在3种环境及不同世代下,采用完备区间作图法(Inclusive composite interval mapping,ICIM)进行QTL定位,在N21774~A24633区间检测到影响直链淀粉含量的QTL qAC12,区间距离为3.46 Mb,对直链淀粉含量贡献率均值为14.10%,加性效应值为-0.11。对5号染色体末端的候选QTL分析上,通过预测区间标记ZcI5_167的基因分型结果,并结合表型估算,该QTL qAC5对直链淀粉含量表型贡献率为9.83%,加性效应值为0.156。【结论】稻米直链淀粉含量不仅受Wx基因调控,还与其他QTLs基因密切相关。挖掘并分析其遗传基础,对水稻新品种品质育种具有重要意义。本研究定位到12号和5号染色体上影响糯稻直链淀粉含量的微效QTL,有助于糯稻直链淀粉含量的分子标记辅助选择,对降低糯稻的直链淀粉含量,提高糯稻稻米品质具有较好的实用价值。

小麦新种质“普冰3228”穗下节长度QTL定位与候选基因分析

【目的】挖掘小麦新种质“普冰3228”穗下节的有效位点/基因,探讨其穗下节分子遗传机制。【方法】以“普冰3228”ד京4839”杂交产生的210个小麦重组自交系群体为材料,利用55K SNP芯片构建该群体高密度分子遗传连锁图谱,采用完备区间作图法(ICIM⁃ADD)对穗下节长度进行QTL定位分析,并基于QTL定位结果对穗下节长度候选基因进行预测分析。【结果】研究发现210个小麦重组自交系遗传群体穗下节长度存在丰富的遗传差异,分布于16.00~117.50 cm。共检测到6个与小麦穗下节相关的QTL,该QTL主要分布于2B、4B、4D、5B和6D染色体上,其LOD值介于2.55~7.88,解释变异率分布于3.43%~15.84%,且绝大多数QTL均来自母本“普冰3228”。定位于4B染色体上AX⁃109373490~AX⁃111540511区间的QUIL⁃4B.e1和定位于4D染色体上AX⁃110984743~AX⁃109230716区间的QUIL⁃4D.e1为穗下节长度主效QTL,可在2种环境下均被检测到的QUIL⁃4D为穗下节长度稳定QTL。进一步分析发现15个与穗下节长度相关的候选基因。该候选基因主要编码一些相关蛋白及功能酶,通过调节或影响植物代谢活动进而对小麦穗下节长度产生影响。例如TraesCS4D01G039200可能编码一种原纤维家族蛋白,直接影响小麦穗下节长度,TraesCS4D01G040300可能编码代谢产物转运蛋白,通过调节代谢产物在穗下节区域的分配影响穗下节的长度。【结论】研究共检测到与小麦穗下节长度相关QTL 6个,预测到与穗下节相关候选基因15个,研究结果有助于小麦穗下节遗传机制解析,并为穗下节遗传改良提供新种质。

野生稻单片段代换系苗期耐旱性评价及QTL鉴定

【目的】干旱是影响水稻生产力的主要非生物因素之一,筛选抗旱水稻可有效保障水稻产量。【方法】选取以南方野生稻和展颖野生稻为供体、‘华粳籼74’(HJX74)为受体构建的93份单片段代换系(Single-segment substitution lines,SSSLs)为供试材料,以HJX74为对照,采用20%PEG-6000模拟干旱条件进行苗期耐旱性试验,以4个生长发育性状指标(相对苗高、相对苗干质量、相对根干质量、相对根长)作为评价指标,采用隶属函数法对SSSLs进行排序、筛选相关性状,并筛选与HJX74差异显著的SSSLs,进行QTL鉴定与加性效应分析,初步鉴定与苗期耐旱性状相关的QTL。【结果】4个生长发育性状指标与平均隶属函数值的相关性分析结果均为极显著正相关,可作为SSSLs苗期耐旱性鉴定和评价指标。隶属函数法分析结果显示,93份SSSLs平均隶属函数值范围为0.20~0.71,HJX74平均隶属函数值为0.54;有29个SSSLs的平均隶属函数值> HJX74的平均隶属函数值,其中,M124的隶属函数值最大,表明M124具有较强的耐旱性。通过单因素方差分析,从8个SSSLs(M78-1、M78-2、M124、M107、M151、M103、M130、M115)鉴定出7个相对苗高QTLs(qRSH1-1、qRSH1-2、qRSH2-1、qRSH3-1、qRSH3-2、qRSH5-1、qRSH6-1),分别分布在1、2、3、5、6号染色体,其加性效应为0.05~0.06,表型贡献率为6.97%~9.01%;从3个SSSLs(M79、M145、M148)中鉴定出3个相对根干质量QTLs(qRRDW10-1、qRRDW11-1、qRRDW11-2),分别分布在10、11号染色体,其加性效应为0.12~0.20,表型贡献率为12.51%~19.95%;从2个耐旱SSSLs(M80、X149)中鉴定出1个相对苗干质量QTL(qRSDW5-1),分布在5号染色体,加性效应为0.07,表型贡献率为10.5%。【结论】筛选出13份SSSLs携带苗期耐旱QTLs,为后续苗期耐旱QTLs精细定位与克隆研究奠定基础。

小麦胚芽鞘长度QTL定位和GWAS分析

在干旱条件下,小麦(Triticum aestivum L.)适当深播可提高出苗率,胚芽鞘长度决定了小麦播种的最大深度,因此培育长胚芽鞘小麦品种至关重要。为了挖掘控制小麦胚芽鞘长度相关的数量性状位点(quantitative trait loci,QTL),本研究以275份豆麦/石4185重组自交系(recombinant inbred lines,RIL)群体和186份自然群体为材料,根据90K SNP芯片的分型结果,利用3个环境下小麦胚芽鞘长度表型数据进行QTL鉴定。采用完备区间作图法(inclusive composite interval mapping,ICIM)在RIL群体中鉴定到2个稳定的QTL位点,分别位于4BS(30.17~40.59 Mb)和6BL(700.08~703.53 Mb)染色体上,解释表型变异率(PVE)分别为26.29%~28.46%和4.16%~4.36%;全基因组关联分析(GWAS)采用混合线性模型(Mixed linear model,MLM)方法,共鉴定到36个稳定的QTL位点,分别位于1A(3)、1B(3)、1D(2)、2A(1)、3A(2)、3B(2)、4B(11)、5A(1)、5B(3)、6B(4)、7A(2)、7B(2)染色体上,在3个环境中重复检测到的显著关联位点有7个,其中3个位点与已报道的位点重叠或邻近,其他4个位点推测为新位点,分别位于1A(499.03 Mb)、3A(73.06 Mb)、4B(648.74~648.87 Mb)、7A(36.31 Mb)染色体上,预测了5个候选基因(TraesCS1A03G0748300、Rht1、TraesCS4B03G0110000、TraesCS4B03G0112200和TraesCS7A03G0146600)。在两个群体中均鉴定到位于4BS(30.17~40.59 Mb)染色体上的主效QTL位点,该位点的候选基因Rht1已被证实能降低小麦胚芽鞘长度。该研究结果为挖掘控制小麦胚芽鞘长度的基因以及胚芽鞘长度相关性状分子标记辅助选择育种奠定了基础。

两个RIL群体中小麦籽粒品质相关性状QTL定位及KASP标记开发

本研究利用小麦55K SNP(55K single-nucleotide polymorphism)芯片和DArT(diversity array technology)标记对Avocet/Chilero和Avocet/Huites构建的两个F6重组自交系群体(recombinant inbred line,RIL)进行了小麦籽粒蛋白质含量(grain protein content,GPC)、湿面筋含量(wet gluten content,WGC)和沉降值(sedimentation value,SV)的QTL(quantitative trait loci)定位。共鉴定到68个与小麦籽粒蛋白质含量、湿面筋含量和沉降值相关的QTL,表型贡献率为3.60%~22.53%,其中,位于3A(2)、4D、5D(2)、6A(8)和7B染色体上的14个QTL可在多环境下被重复检测到。此外,在3A、3D、4B、5D、6A(2)和7B染色体上检测到7个QTL簇,位于3AS染色体9.32~60.01 Mb和6AS染色体38.47~82.95 Mb的稳定QTL簇C3A和C6A.2,同时与小麦籽粒蛋白质含量、湿面筋含量和沉降值显著相关,分别解释了6.55%~14.21%和3.83%~22.53%的表型变异。同时,在2个QTL簇中筛选到16个可能与籽粒蛋白质含量相关的候选基因,并根据候选基因开发了可供育种利用的KASP标记CGPC-6A-KASP-1和CGPC-6A-KASP-2。本研究为小麦籽粒品质相关性状的遗传改良提供了新的QTL位点和KASP标记,为分子标记辅助育种提供依据与参考。

全基因组关联分析定位水稻分蘖角度QTL

【目的】水稻分蘖角度是影响水稻产量的关键农艺性状,挖掘水稻分蘖角度QTL(基因)及其优势单倍型,有助于构建水稻理想株型。【方法】以333份来自水稻3K资源的核心种质为研究材料,于2020年和2022年分别在湖南农业大学耘园基地和春华基地种植,在抽穗期测量分蘖角度,结合基因型,利用TASSEL 5.2的MLM模型进行全基因组关联分析。【结果】共检测到6个分蘖角度QTL位点,分布在水稻2、5、6、9和12号染色体上,分别命名为qTA2、qTA5、qTA6.1、qTA6.2、qTA9和qTA12,这些QTL的表型贡献率为6.23%~16.22%。除了qTA9与分蘖角度主效QTL TAC1共定位外,其余5个QTL均为新的位点。进一步对5个QTL位点进行候选基因分析,初步筛选到qTA2和qTA6.1的候选基因别为Os02g0817900和Os06g0682800,候选基因Os02g0817900编码水稻细胞色素P450家族蛋白,候选基因Os06g0682800编码锌指结构域蛋白。【结论】本研究挖掘到新的水稻分蘖角度相关位点并对候选基因进行了分析,为分蘖角度新QTL(基因)的克隆以及分蘖角度的遗传改良提供参考。