基于高通量测序的青稞产量相关性状的基因定位及候选基因挖掘

青稞是青藏高原最具特色的农作物,主要分布在海拔3 000 m以上的高寒地带。为寻找控制青稞的抗倒、早熟以及穗部性状、株高、分蘖等产量相关性状的基因,采用简化基因组测序技术(specific-locus amplified fragment sequencing,SLAF)对300份青稞自然群体进行全基因组测序,对抗倒相关性状和SNP标记检测结果利用MLM和GLM模型进行全基因组关联分析(GWAS),共挖掘到与抗倒性密切相关的分子靶点184个,并筛选出91个可能与青稞抗倒密切相关的基因。采用简化基因组测序技术(genotyping-by-sequencing,GBS)构建包含了3 662个SNP标记,7条染色体遗传图距为160.21～227.21 c M,所有连锁群的平均图距为0.57 c M。利用这一图谱定位了5个与紫粒相关的QTL,在区间内找到5个与花青素合成相关的结构基因和1个调控基因,并进行了功能验证。同时利用该遗传图谱在1H、2H和4H上定位了与早熟相关的QTL 4个;与产量相关的QTL共92个,其中在1H、3H、4H上定位到与株高相关QTL 5个;在2H上定位到与穗数相关QTL 2个;在4H、5H上定位到与穗长相关QTL 2个;在7H上定位到与穗粒数相关QTL 6个;在3H、5H、6H上定位到与穗粒质量相关QTL 9个。

中国野莲居群遗传多样性及群体结构分析

以我国长江中下游地区和北方地区33个居群的195份野莲(Nelumbo nucifera Gaertn.)为材料,基于SLAF简化基因组测序技术,对不同区域野莲居群的遗传多样性进行研究。结果显示:通过测序共得到742992个SLAF标签,挖掘高质量SNP位点1064789个;供试材料基因型差异明显,主要可分为长江流域和东北区域2个亚群。研究结果支持长江流域野莲和东北区域野莲应分属为亚热带及温带生态型莲。我国野莲居群总多样性较低(π=1.04×10^(-5)),居群间平均分化系数较高(F_(ST)=0.42)。长江中下游地区不同湖泊野莲π值变幅为0.5×10^(-5)~2.2×10^(-5),梁子湖野莲多样性最为丰富。梁子湖区域内各个小湖π值为3.13×10^(-6)~2.3×10^(-5),表明小湖内不同居群仍存有较大遗传差异。北部地区不同湖泊野莲π值变幅为3.05×10^(-6)~1.50×10^(-5),山东梁山古代莲多样性最为丰富。长江中下游地区野莲遗传多样性高于北部地区且两者间分化程度较高(F_(ST)=0.34),表明野莲居群间和区域间均有较高的分化程度,原因可能是野莲居群内主要为克隆繁殖,而居群间基因交流少所致。

番茄抗叶霉病基因Cf-12定位及候选基因分析

近年来,番茄叶霉病的大面积发生对中国番茄生产造成极大影响。叶霉病菌(Cladosporium fulvum)与番茄植株发生的亲和性互作是番茄叶霉病发生的根源,以叶霉病抗性基因Cf为主导的抗叶霉病育种研究是工作的重点,但由于Cf基因抗性不断被克服,急需挖掘抗性更广更强的Cf基因。番茄品种‘CGN7495’含有Cf-12基因,田间表现出有效的C.fulvum抗性。本研究通过构建6世代群体,分析了Cf-12抗性的遗传规律,证实了该基因符合单基因的显性遗传规律,为分离群体分组分析法筛选Cf-12基因做了铺垫;采用父母本重测序及F2代极端性状混池简化测序SLAF(Specific locus amplified fragment sequencing)来定位Cf-12基因,将其定位到番茄第6号染色体上并最终筛选出3个候选基因。研究为Cf-12的精确克隆和相关抗病机制的研究提供了理论参考。