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人工智能辅助染色体核型分析技术在产前诊断中的应用研究
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作者 郭彩琴 王峻峰 +4 位作者 杨岚 石锦平 唐叶 赵頔 吴晓 《中国全科医学》 CAS 北大核心 2024年第23期2883-2887,2896,共6页
背景染色体异常是导致出生缺陷的常见原因,核型分析仍是产前诊断染色体异常的重要方法,也是出生缺陷防控的有效手段,但目前核型分析尤其是染色体图像分割分类主要依靠人工,费时费力。人工智能(AI)是核型分析的一种新方式,研究其在产前... 背景染色体异常是导致出生缺陷的常见原因,核型分析仍是产前诊断染色体异常的重要方法,也是出生缺陷防控的有效手段,但目前核型分析尤其是染色体图像分割分类主要依靠人工,费时费力。人工智能(AI)是核型分析的一种新方式,研究其在产前染色体核型诊断中的价值具有重要意义。目的探讨AI在产前染色体核型诊断中的应用效果和临床价值。方法选取2020—2022年在无锡市妇幼保健院医学遗传与产前诊断科接受介入性产前诊断、行羊水染色体核型分析的1000例孕妇。采用双线模式:一线AI阅片后,由1名遗传医师审核,二线由另1名遗传医师应用Ikaros核型分析工作站阅片,记录各自的诊断结果及所需时间。样本的最终诊断结果以一线的人工审核和二线的人工阅片结果为准。结果1000例羊水样本中,AI诊断正常核型735例、非整倍体233例、结构异常0例、嵌合体32例。AI辅助遗传医师的诊断结果与遗传医师应用Ikaros系统的诊断结果完全一致,正常核型、非整倍体、结构异常、嵌合体分别是689、233、45、33例。与AI辅助遗传医师相比,AI诊断具有强一致性(Kappa值=0.895,95%CI=0.866~0.924,P<0.01)。AI诊断准确率为95.4%,灵敏度为95.4%,阳性预测值为100.0%。其中,诊断正常核型、非整倍体、结构异常、嵌合体的灵敏度分别为100.0%、100.0%、0、97.0%;阳性预测值分别为100.0%、100.0%、0、100.0%。AI平均诊断用时少于AI辅助遗传医师和Ikaros辅助遗传医师(P<0.001);AI辅助遗传医师平均诊断用时少于Ikaros辅助遗传医师组(P<0.001)。结论AI分析羊水核型的自动化程度高,但识别染色体结构异常的能力有待提高,建议采用AI联合遗传医师阅片的方式应用于临床,以保证产前诊断的质量并提高效率。 展开更多
关键词 染色体核型分析 人工智能 产前诊断 卷积神经网络 图像分割 染色体分类
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改进Hybrid-Task-Cascade的染色体分割研究
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作者 彭文 许树颖 《计算机仿真》 2024年第6期267-273,共7页
针对人工分割染色体图像中的实例存在耗时长,精度不佳等问题,提出一种基于改进Hybrid Task Cascade模型的染色体实例分割方法。首先,提出基于实例操作的染色体增强策略,以扩充量少且信息不丰富的染色体数据集。然后使用PAFPN代替Hybrid ... 针对人工分割染色体图像中的实例存在耗时长,精度不佳等问题,提出一种基于改进Hybrid Task Cascade模型的染色体实例分割方法。首先,提出基于实例操作的染色体增强策略,以扩充量少且信息不丰富的染色体数据集。然后使用PAFPN代替Hybrid Task Cascade中的特征金字塔模块,保留浅层特征信息,提高定位和分割染色体实例的准确度。针对重叠的染色体簇引入Soft-NMS方法改进候选框的筛选,保留更多的染色体包围框。最后,将测试集的结果与其它模型进行对比,采用平均准确率(mean average precision, mAP)、AP50和AP75评估模型定位和分割性能,通过对自采集的染色体图像进行评估验证,其包围框定位平均准确率和分割平均准确率分别达到了80.53%和77.55%。实验表明,上述方法在染色体图像数据集上具有较好的分割效果。 展开更多
关键词 实例分割 目标检测 数据增强 染色体分割
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基于高密度基因芯片的福恢2165重要农艺性状分子基础解析
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作者 郑菲艳 毛莹莹 +4 位作者 洪永河 周鹏 胡荣华 张帆涛 涂诗航 《四川农业大学学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期499-505,共7页
【目的】福恢2165作为一种表现优良的恢复系,具有株叶形态好、配合力高、抗稻瘟病和米质优等特点。因此,明确福恢2165重要农艺性状的分子基础,可以为材料改良和杂交稻育种提供参考,促进福恢2165在水稻生产中的安全应用。【方法】评价福... 【目的】福恢2165作为一种表现优良的恢复系,具有株叶形态好、配合力高、抗稻瘟病和米质优等特点。因此,明确福恢2165重要农艺性状的分子基础,可以为材料改良和杂交稻育种提供参考,促进福恢2165在水稻生产中的安全应用。【方法】评价福恢2165对稻瘟病的抗性表现,并通过水稻全基因组芯片技术分析材料的纯合度及基因组片段来源。检测与产量、抗非生物和生物逆境、品质、生育期、育性和株型等重要农艺性状相关的功能基因。对福恢2165及其亲本进行抗病相关基因的单倍型分析。【结果】福恢2165显示出稳定的稻瘟病抗性,其基因型纯合度高,遗传背景单一。基因组片段来源分析表明,福恢2165的基因组片段更多来自于华航丝苗和蜀恢527。功能基因检测结果表明,福恢2165聚合了多个与重要农艺性状相关的调控基因。此外,单倍型分析进一步揭示了福恢2165含有丰富的抗稻瘟病相关基因资源。【结论】通过深入分析福恢2165的基因型特征和重要农艺性状相关基因,揭示了其遗传特性和抗病性的分子基础。这些结果为福恢2165的遗传改良和育种利用提供了新的理论支持和实践指导。 展开更多
关键词 福恢2165 基因组片段 功能基因 稻瘟病 基因芯片
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基于水稻大粒染色体片段代换系Z29的鉴定及QTL定位
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作者 刘金艳 张朔语 +10 位作者 宗涵颖 陈文博 韦秘 吴如会 母建妍 张记超 凌英华 张长伟 何光华 赵芳明 张婷 《西南大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2024年第2期13-23,共11页
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(CSS... 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. 展开更多
关键词 水稻 染色体片段代换系 粒型 QTL定位 产量
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基于单核苷酸多态性微阵列分析技术对染色体片段缺失孕妇引产选择的指导价值分析
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作者 钟丽群 欧阳宁 《中国当代医药》 CAS 2024年第5期103-106,110,共5页
目的分析单核苷酸多态性微阵列(SNP-array)技术诊断胎儿染色体缺失的敏感性与准确性,探讨其在孕妇引产选择上的临床指导价值。方法回顾性选取萍乡市妇幼保健院2020年1月至2022年5月接受孕检的有产前诊断指征如高龄、不良妊娠史、超声检... 目的分析单核苷酸多态性微阵列(SNP-array)技术诊断胎儿染色体缺失的敏感性与准确性,探讨其在孕妇引产选择上的临床指导价值。方法回顾性选取萍乡市妇幼保健院2020年1月至2022年5月接受孕检的有产前诊断指征如高龄、不良妊娠史、超声检查异常的1007例孕妇的临床资料,所有孕妇均行染色体核型检测,同时进行SNP-array技术完成胎儿产前遗传学诊断,根据诊断结果为孕妇提供染色体缺失对子女成长发育的危害的相关知识,由父母进行引产或继续妊娠选择。以染色体核型检测结果为金标准,计算SNP-array技术诊断胎儿染色体异常的敏感度与准确度,分析SNP-array技术对染色体片段缺失诊断的临床价值和孕妇引产选择的指导价值。结果经染色体核型检测共73例(7.25%)胎儿检测出染色体异常。SNP-array技术诊断确认共108例(10.72%)胎儿检测出染色体异常,其中26例(2.58%)为染色体片段缺失。26例染色体片段缺失案例中引产15例,继续妊娠并产出子女11例。SNP-array检测染色体异常准确度为91.36%、敏感度为64.38%、特异度为93.47%,Kappa值=0.474。在染色体片段缺失的诊断上,SNP-array技术检测准确度为97.91%、敏感度为100.00%、特异度为97.90%,Kappa值=0.317。结论SNP-array技术产前遗传学诊断胎儿染色体片段缺失,指导孕妇引产结局较传统染色体核型检测良好,在提高妊娠结局上具有较高临床价值,但一致性和敏感性较差,无法单独替代染色体核型检测,临床上宜将两种检查方法联合使用以提高诊断质量。 展开更多
关键词 产前遗传学诊断 染色体核型 单核苷酸多态性微阵列技术 染色体片段缺失 引产
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Research of Segmentation Algorithms for Overlapping Chromosomes
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作者 Wenzhong Yan Lei Bai 《Engineering(科研)》 2013年第10期404-408,共5页
Chromosome segmentation is the most important step in the automatic chromosome analysis system. Since in almost every metaphase image partial touching and overlapping of chromosomes are a common phenomenon, how to sep... Chromosome segmentation is the most important step in the automatic chromosome analysis system. Since in almost every metaphase image partial touching and overlapping of chromosomes are a common phenomenon, how to separate these chromosomes correctly is a difficult yet vital problem. A number of attempts have been made to deal with this problem. This paper is focused on these attempts. Some algorithms are investigated. The principle and the realization of these algorithms are analyzed. Results of these algorithms are compared and discussed. 展开更多
关键词 CHROMOSOME SEGMENTATION OVERLAPPING M-FISH
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水稻CSSL-Z481代换片段携带的穗部性状QTL分析及次级代换系培育 被引量:4
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作者 李儒香 周恺 +8 位作者 王大川 李巧龙 向奥妮 李璐 李苗苗 向思茜 凌英华 何光华 赵芳明 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1228-1247,共20页
【背景】粮食安全是保障国家安全的重要基础,水稻是人民赖以生存的主要粮食作物,提高其产量是重要的育种目标。水稻产量由每株有效穗数、每穗实粒数和粒重等性状构成,其中,粒重与籽粒形状、充实程度等密切相关。但这些性状都是由多基因... 【背景】粮食安全是保障国家安全的重要基础,水稻是人民赖以生存的主要粮食作物,提高其产量是重要的育种目标。水稻产量由每株有效穗数、每穗实粒数和粒重等性状构成,其中,粒重与籽粒形状、充实程度等密切相关。但这些性状都是由多基因控制,遗传基础复杂。染色体片段代换系(CSSL)可将这些复杂性状的QTL较准确地分解为单个孟得尔因子研究,且与育种工作紧密衔接,因而是理想的遗传研究和育种材料。【目的】前期以4代换片段的水稻染色体片段代换系Z481精细定位了一个易落粒基因SH6,但Z481与受体日本晴间还存在多个显著差异的穗部性状。明晰控制这些差异性状的QTL在代换片段上如何分布,并分解为单片段代换系,对目标QTL的图位克隆及应用于水稻分子设计育种有重要应用价值。【方法】利用受体亲本日本晴与Z481杂交构建的次级F2分离群体以SAS9.3统计软件的混合线性模型(mixed linear model,MLM)法进行穗部性状QTL定位(P<0.05),然后,根据基因型和表型,从F2选择42个单株在F3株系利用MAS法培育单片段及双片段代换系,并利用IBM SPSS Statistics 25.0的ONE-WAY ANOVA和TWO-WAY ANOVA分析及LSD和Duncans多重比较(P<0.05)分析这些单片段代换系(SSSL)和双片段代换系(DSSL)的QTL加性和上位性效应。【结果】以日本晴/Z481构建的次级F2群体共定位出12个控制水稻穗部性状的QTL,并培育出相应QTL的11个单片段代换系(S1—S11)和3个双片段代换系(D1—D3)。其中,有8个QTL(qGL1、qGL3、qGL6、qGW1、qGW3、qRLW1、qRLW3和qRLW6)可被单片段代换系所验证,表明这些QTL遗传稳定。此外,利用单片段代换系鉴定到qGL1-2、qGL1-3、qGL3-2等33个QTL。其中,qNSB1-1等15个可能为新鉴定的QTL。且利用3个DSSL分析了非等位QTL间的上位性效应,结果表明,不同QTL聚合会产生不同的上位性效应,如qGL3(a=1.26)和qGL6-2(a=0.86)聚合产生了-0.77的上位性效应,据DSSL遗传模型,D2的粒长遗传效应(1.35)产生了更长的粒长表型;qGWT3-2(a=3.18)和qGWT6-2(a=3.39)聚合产生了-5.46的上位性效应,则D2的千粒重遗传效应(1.11)产生了更小的籽粒。【结论】Z481的4个代换片段上共携带45个水稻穗部性状的QTL,并进一步分解到11个次级单片段代换系上,单片段代换系具有比F2群体更高的QTL检测效率。利用SSSL和DSSL解析的水稻穗部性状QTL的加性效应和上位性效应,有助于根据这些遗传信息预测设计基因型的表型,从而选择合适的SSSL进行育种设计。 展开更多
关键词 水稻 穗部性状 QTL 染色体代换片段 加性效应 上位性效应
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基于水稻长大粒染色体片段代换系Z66的粒型QTL的鉴定及其聚合分析 被引量:2
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作者 向思茜 李儒香 +8 位作者 徐光益 邓岢莉 余金琎 李苗苗 杨正林 凌英华 桑贤春 何光华 赵芳明 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期731-743,共13页
水稻籽粒大小是一个复杂的农艺性状,受多基因控制。染色体片段代换系是创造自然变异的有效手段,也是复杂性状研究的理想材料。本研究构建了一个新的水稻长大粒染色体片段代换系Z66,Z66以日本晴的基因组为遗传背景,含有来自R225的12个代... 水稻籽粒大小是一个复杂的农艺性状,受多基因控制。染色体片段代换系是创造自然变异的有效手段,也是复杂性状研究的理想材料。本研究构建了一个新的水稻长大粒染色体片段代换系Z66,Z66以日本晴的基因组为遗传背景,含有来自R225的12个代换片段,平均代换长度为3.32Mb。然后,以日本晴/Z66创建的次级F2群体定位出12个控制水稻籽粒大小的QTL,并培育出具有目标QTL的5个新单片段代换系(S1~S5)和4个新双片段代换系(D1~D4)。其中有9个QTL(qGL3、qGL7、qGL10、qGW6、qGW10、qRLW3、qRLW10、qGWT3、qGWT10)可被单片段代换系所验证,表明这些QTL遗传稳定。此外,还利用单片段代换系鉴定到6个新的QTL(qGL9-2、qGW9-2、qRLW6、qRLW7、qRLW9-2、qGWT7)。在这18个QTL中,qGL9-2、qRLW9-1、qRLW9-2、qGW9-2、qGWT9-2可能是新鉴定的QTL。双基因聚合分析表明,不同QTL间聚合产生不同的上位性效应。如qRLW3(a=0.21)和qRLW9-2(a=0.08)聚合产生了0.10的上位性效应,使D2具有比受体日本晴、S1(qRLW3)和S4(qRLW9-2)更大的谷粒长宽比,且差异显著。qGWT3(a=3.99)和qGWT10(a=3.98)聚合产生了-5.35的上位性效应,其遗传效应(2.62)使D3的千粒重比日本晴显著增加,而比S1(qGWT3)和S5(qGWT10)显著减少。了解QTL间的互作效应可对未来基因型的表型进行预测,从而对实现智能型设计育种至关重要。 展开更多
关键词 水稻 粒型 QTL 染色体代换片段 加性效应 上位性效应
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烟草叶宽性状主效QTL定位及育种评价 被引量:2
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作者 赵会纳 雷波 +6 位作者 程立锐 余婧 蒋彩虹 刘旦 杨爱国 王兵 余世洲 《中国烟草科学》 CSCD 北大核心 2023年第1期1-7,共7页
为研究烟草叶宽性状调控的遗传规律,定位其主效QTL位点,利用烟草SNP芯片对构建的重组自交系(Recombinant Inbred Lines, RILs)群体(小黄金1025×Beinhart1000-1)进行基因分型,并使用IciMapping 4.2软件的ICIM-ADD方法在全基因组范... 为研究烟草叶宽性状调控的遗传规律,定位其主效QTL位点,利用烟草SNP芯片对构建的重组自交系(Recombinant Inbred Lines, RILs)群体(小黄金1025×Beinhart1000-1)进行基因分型,并使用IciMapping 4.2软件的ICIM-ADD方法在全基因组范围内定位到6个与叶宽性状相关的QTL,分别位于2、4、9、13、17和20号连锁群上,可以解释2.9%~36.8%的表型遗传变异;其中qMLW20-1可解释36.8%的表型变异,为主效基因。以K326为轮回亲本、Samsun为主效基因qMLW20-1供体亲本构建染色体片段代换系评估烟草叶宽主效QTL的遗传效应,结果表明,导入qMLW20-1主效基因能显著提高烟叶叶宽,其中G3材料显著提高了烟叶钾含量,感官质量等其他重要性状与对照无显著性差异,未携带不良性状基因,具有较好的育种利用价值。研究结果为克隆叶宽性状主效基因和进行分子改良奠定了基础。 展开更多
关键词 叶宽 重组自交系 染色体片段代换系 QTL 育种评价
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水稻粒型染色体片段代换系Z8的QTL定位与次级代换系选育 被引量:2
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作者 毛祖元 陈倩 +4 位作者 邸新晏 陈梅 王晓菲 赵芳明 凌英华 《西南大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期45-54,共10页
粒型是水稻重要的农艺性状,由多个基因调控,属于典型的数量性状,与产量密切相关.染色体片段代换系(Chromosomal Segment Substitution Line,CSSL)是研究数量性状的良好材料,能够将复杂的数量性状转化成单个的遗传因子,从而有效分离主效... 粒型是水稻重要的农艺性状,由多个基因调控,属于典型的数量性状,与产量密切相关.染色体片段代换系(Chromosomal Segment Substitution Line,CSSL)是研究数量性状的良好材料,能够将复杂的数量性状转化成单个的遗传因子,从而有效分离主效数量性状基因座(Quantitative trait locus,QTL)或关键基因,并准确估算其遗传效应.以粳稻日本晴(Nipponbare)为受体,优良恢复系R225为供体构建的CSSL群体中鉴定到1个水稻长宽粒代换系Z8,其携带14个来自供体亲本R225的染色体片段,平均代换长度8.41 Mb.与受体亲本日本晴相比,Z8的粒长、粒宽、长宽比、株高、一次枝梗数、二次枝梗数、千粒质量、着粒密度和每穗总粒数等性状均增加(p<0.01或p<0.05),有效穗数、穗长和结实率均降低(p<0.01),而每穗实粒数和单株产量的差异无统计学意义.扫描电镜检测表明,Z8籽粒外颖壳表皮细胞长度、宽度分别增加了33.14μm和5.20μm(p<0.01),而单位面积细胞数目则减少了3.4个(p<0.01),表明Z8籽粒变宽、变长可能是由于籽粒外颖壳细胞纵向和横向增大所致.利用日本晴/Z8构建的次级F2分离群体对粒长、粒宽等10个农艺性状进行QTL定位,共鉴定到33个QTLs,其中粒长、粒宽和长宽比各6个,千粒质量4个,株高和穗长各3个,每穗实粒数2个,一次枝梗数、二次枝梗数与结实率各1个,贡献率在2.04%~88.67%之间.结合QTL定位与分子标记辅助选择(MAS),从F3家系中鉴定到2个含目标性状QTL的双片段代换系,4个三片段代换系,3个四片段代换系,14个五片段及以上代换系.目标性状的QTL定位以及次级代换片段的成功选育,为进一步研究目标性状的遗传机理提供了良好的理论参考和材料支撑. 展开更多
关键词 水稻 粒型 染色体片段代换系 QTL定位 次级代换系
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大豆株高QTL定位及候选基因挖掘 被引量:2
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作者 郑海洋 侯立龙 +4 位作者 曹富斌 魏茹茹 谢建国 蒋洪蔚 陈庆山 《中国油料作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期283-292,共10页
大豆株高(plant height,PH)对理想株型和产量有重要影响,为筛选株高相关候选基因,以包含208个株系的染色体片段代换系(chromosome segment substitution lines,CSSL)群体为材料,对大豆株高性状进行QTL定位。共检测到12个与大豆株高相关... 大豆株高(plant height,PH)对理想株型和产量有重要影响,为筛选株高相关候选基因,以包含208个株系的染色体片段代换系(chromosome segment substitution lines,CSSL)群体为材料,对大豆株高性状进行QTL定位。共检测到12个与大豆株高相关的QTL位点,其中qPH7-1、qPH12-1和qPH16-1在不同年份被重复检测到。对3个QTL区间进行基因注释得到35个基因。根据基因注释、双亲序列比对和qRT-PCR,最终预测Glyma.16G198800和Glyma.16G199000为调控大豆株高的候选基因。单倍型分析结果显示Glyma.16G198800中SNP-4034在双亲间的差异可能是导致株高产生差异的原因。 展开更多
关键词 大豆 染色体片段代换系(CSSL) 株高 QTL 候选基因
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野生稻单片段代换系芽期耐旱性评价及QTLs鉴定 被引量:1
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作者 黄秀艳 栗俊波 +2 位作者 廖冰 傅雪琳 何平 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2023年第4期32-40,共9页
于2020-2021年以60份来自展颖野生稻和南方野生稻的单片段代换系(Single chromosome segments substitution lines, SSSLs)及其受体亲本‘华粳籼74’(‘HJX74’)为试验材料,在20%PGE-6000干旱胁迫浓度下开展水稻芽期耐旱性试验,以6个生... 于2020-2021年以60份来自展颖野生稻和南方野生稻的单片段代换系(Single chromosome segments substitution lines, SSSLs)及其受体亲本‘华粳籼74’(‘HJX74’)为试验材料,在20%PGE-6000干旱胁迫浓度下开展水稻芽期耐旱性试验,以6个生长发育性状指标的相对值(相对芽长、相对根长、相对胚芽鞘长、相对根数、相对根干质量、相对芽干质量)作为评价指标,采用隶属函数法对SSSLs进行排序并筛选相关性状与‘HJX74’有显著差异的SSSLs,进行QTL鉴定与加性效应分析,初步鉴定与芽期耐旱性状相关的QTL。结果表明:供试SSSLs平均隶属函数值范围为0.14~0.71,‘HJX74’平均隶属函数值为0.58,有12个SSSLs的平均隶属函数值大于‘HJX74’。通过单因素方差分析,筛选出以相对芽长为指标的2份耐旱SSSLs和以相对根数为指标的4份耐旱SSSLs。在20%PGE-6000模拟干旱胁迫处理条件下,以发芽第8天的相对芽长和相对根数为指标鉴定耐旱QTLs, 2份SSSLs(X24、X8)鉴定出1个相对芽长QTL,即qRSL1-1,加性效应分别为0.07、0.08,表型贡献率分别为11.17%、13.85%;4份SSSLs(M77、M120、M133和M142)鉴定出3个相对根数QTLs,即qRRN10-1、qRRN11-1、qRRN12-1,其加性效应为0.11~0.24,表型贡献率为16.64%~36.34%。表明这些SSSLs携带芽期耐旱QTLs,可以作为水稻耐旱基因发掘材料。 展开更多
关键词 染色体单片段代换系 野生稻 耐旱性评价 QTL鉴定
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利用东乡野生稻染色体片段置换系鉴定穗部性状主效QTL
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作者 胡佳晓 刘进 +8 位作者 崔迪 勒思 周慧颖 韩冰 孟冰欣 余丽琴 韩龙植 马小定 黎毛毛 《中国水稻科学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期597-608,共12页
【目的】稻穗是水稻产量的主要承载者,发掘穗部性状相关的主效QTL对进一步精细定位、克隆和育种利用具有重要意义。【方法】以粳稻日本晴为受体、东乡野生稻为供体构建的一套染色体片段置换系(chromosome segment substitution lines,CS... 【目的】稻穗是水稻产量的主要承载者,发掘穗部性状相关的主效QTL对进一步精细定位、克隆和育种利用具有重要意义。【方法】以粳稻日本晴为受体、东乡野生稻为供体构建的一套染色体片段置换系(chromosome segment substitution lines,CSSLs)群体为材料,在4个生态环境下进行穗部性状表型鉴定与主效QTL定位分析。【结果】不同生态环境下CSSL群体穗部性状存在较大幅度变异,东乡野生稻染色体片段的导入显著改变背景亲本的穗部性状,具有明显的增产效应;早季、中季、晚季和海南环境下共检测到64个控制每穗颖花数和籽粒大小的QTL,其中qPL2、qSN1.2、qSN2、qFGN3、qTGW2、qTGW12.1和qSL2在3个环境下稳定表达,21个QTL在2个环境下被重复检测到,其余QTL仅在单一环境下被发现;主效QTLqSN1.1、qSN1.2、qSN2、qSN3和qSN12对每穗颖花数具有明显的影响,多个QTL聚合具有明显调控每穗颖花数的功能;主效QTLqSL2、qSL3.2、qSLW3.1、qSLW3.2、qTGW8.1和qSLW10对籽粒大小具有明显的影响。这些位点分别作用于粒长、粒宽和长宽比,相互作用、共同决定籽粒大小;同时,穗部性状QTL成簇分布于10个染色体区段,其中主效QTL簇qGNS1.1、qGNS1.3、qGNS2.1、qGNS3.1、qGNS9、qGNS10和qGNS12包含多个调控每穗颖花数及籽粒大小性状的QTL,可在不同环境下稳定表达。来自东乡野生稻的等位基因具有明显调控产量表型的功能。【结论】研究结果不仅为东乡野生稻优异基因发掘奠定基础,也可为水稻穗部性状的分子育种提供新基因源。 展开更多
关键词 东乡野生稻 染色体片段置换系 穗部性状 QTL分析
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棉花陆海渐渗系BC_(4)F_(3:5)群体棉籽营养品质及大小相关性状遗传分析
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作者 栾玉娟 刘小芳 +3 位作者 白冰楠 乔丹 卢全伟 郭金英 《安阳工学院学报》 2023年第6期108-116,共9页
棉籽中富含蛋白质和脂肪,是饲用蛋白和油料的重要来源。本研究以陆地棉“中棉所45”为轮回亲本,海岛棉“Hai1”为供体亲本构建的BC_(4)F_(3:5)染色体片段代换系群体作为研究对象,对该群体多年多点5个环境中的棉籽蛋白质含量、油分等相... 棉籽中富含蛋白质和脂肪,是饲用蛋白和油料的重要来源。本研究以陆地棉“中棉所45”为轮回亲本,海岛棉“Hai1”为供体亲本构建的BC_(4)F_(3:5)染色体片段代换系群体作为研究对象,对该群体多年多点5个环境中的棉籽蛋白质含量、油分等相关营养品质含量及籽粒大小等相关性状进行分析,旨在揭示棉花陆海渐渗系BC_(4)F_(3:5)棉籽主要营养成分含量性状之间及其与籽粒大小性状间的遗传关系。结果表明,BC_(4)F_(3:5)群体中棉籽主要营养成分及籽粒大小相关性状均呈正态分布,棉籽油分和蛋白质含量的平均值基本接近轮回亲本“中棉所45”,群体内遗传变异较为丰富。棉籽棕榈酸含量与油分呈正相关,亚油酸和亚麻酸含量与油分呈负相关,油分与蛋白质间呈显著负相关,5个环境下棉籽油分含量与籽粒宽度呈正相关,棉籽蛋白质含量与籽粒宽度呈负相关;基因型、环境以及两者互作对棉籽油分和蛋白质含量以及粒宽和粒长均有极显著影响;基因型对棕榈酸、亚油酸和亚麻酸含量有极显著影响,环境对棕榈酸、亚油酸和亚麻酸含量有极显著影响,但二者对棕榈酸、亚油酸和亚麻酸含量互作效应不显著。研究结果为棉花种子品质改良提供了理论基础和借鉴,并为棉籽油分、蛋白质等营养品质及大小相关QTL的挖掘及分子育种等储备了大量的基础材料。 展开更多
关键词 棉花 陆海渐渗系 油分 大小 相关性
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簇毛麦染色体组特异性RAPD标记的筛选、定位和应用 被引量:11
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作者 刘守斌 唐朝晖 +4 位作者 尤明山 李保云 毛善锋 宋建民 刘广田 《Acta Genetica Sinica》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2002年第5期453-457,共5页
以普通小麦中国春、中国春 簇毛麦二体附加系以及不同来源的簇毛麦为材料 ,用 10 0个 10碱基随机引物进行RAPD扩增。引物OPF0 2能在不同来源的簇毛麦及所有中国春 簇毛麦二体附加系中扩增出一条长约 75 0bp的片段OPF0 2 750 。普通小麦... 以普通小麦中国春、中国春 簇毛麦二体附加系以及不同来源的簇毛麦为材料 ,用 10 0个 10碱基随机引物进行RAPD扩增。引物OPF0 2能在不同来源的簇毛麦及所有中国春 簇毛麦二体附加系中扩增出一条长约 75 0bp的片段OPF0 2 750 。普通小麦和硬粒小麦不能扩增出该片段。因此 ,OPF0 2 750 为分布于簇毛麦所有染色体上的一个簇毛麦染色体组特异片段。用引物OPF0 2对普通小麦 簇毛麦双二倍体、硬粒小麦 簇毛麦双二倍体以及几个普通小麦的簇毛麦二体代换系、二体附加系进行检测 ,发现NAU30 2已经丢失了其所附加的簇毛麦 展开更多
关键词 簇毛麦 染色体组 特异性RAPD标记 筛选 定位 应用
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控制水稻穗形相关性状的QTL定位 被引量:23
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作者 王智权 刘喜 +5 位作者 江玲 刘世家 陈亮明 尹长斌 翟虎渠 万建民 《江苏农业学报》 CSCD 北大核心 2011年第1期5-12,共8页
穗是水稻产量的最终表达部位,穗部性状在产量构成因素中占有很重要的地位。该研究采用以粳稻Asominori为遗传背景、籼稻IR24为染色体片段供体的染色体片段置换系(Chromosome segment substitution lines,CSSLs)群体,于2007年和2008年对... 穗是水稻产量的最终表达部位,穗部性状在产量构成因素中占有很重要的地位。该研究采用以粳稻Asominori为遗传背景、籼稻IR24为染色体片段供体的染色体片段置换系(Chromosome segment substitution lines,CSSLs)群体,于2007年和2008年对水稻穗部性状进行了相关分析及其数量性状位点(Quantitative trait loci,QTL)的定位。结果表明:穗部性状与单株产量存在极显著的正相关,并检测到影响5个相关性状的33个QTL,分布在第1、第3、第4、第6和第8条等染色体上,贡献率介于5.35%与37.59%之间,其中两年同时检测到的稳定表达QTL10个,约占30.3%;在第1染色体RM493和RM5496标记附近、第4染色体RM317标记附近、第6染色体RM217标记附近和第8染色体RM331及RM502标记位置均检测到能同时控制穗部多个性状的QTL,可能是因为基因的多效性或基因的紧密连锁所致。在育种中利用与这些QTL连锁的分子标记进行辅助选择,将有助于多个性状的协同改良。 展开更多
关键词 水稻 染色体片段置换系 穗部性状 QTL
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利用染色体片段置换系定位水稻粒型QTL 被引量:13
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作者 朱文银 杨德卫 +5 位作者 林静 赵凌 张亚东 朱镇 陈涛 王才林 《江苏农业学报》 CSCD 北大核心 2008年第3期226-231,共6页
水稻粒型是衡量稻米外观品质的重要指标之一,鉴定和定位水稻粒型QTL对开展水稻粒型分子育种具有重要意义。本研究以8个染色体片段置换系为材料,选用分布水稻12条染色体上的153个SSR标记检测染色体片段置换系的置换片段,采用代换作图法... 水稻粒型是衡量稻米外观品质的重要指标之一,鉴定和定位水稻粒型QTL对开展水稻粒型分子育种具有重要意义。本研究以8个染色体片段置换系为材料,选用分布水稻12条染色体上的153个SSR标记检测染色体片段置换系的置换片段,采用代换作图法对控制水稻粒型的3个主效QTL进行定位。结果表明:153个SSR标记中有104个标记在亲本间具有多态性,多态率为68.0%;8个染色体片段置换系在第3和第5染色体分别有6个和2个置换片段,置换片段长度分别为14.8 cM、16.6 cM、15.5 cM、18.9 cM、29.1 cM、35.0 cM、17.9 cM和17.0cM,平均长度为20.6 cM;8个置换片段上共鉴定出3个粒型QTL,控制粒长的qGL-3-1和qGL-3-2分别被界定在水稻第3染色体RM5551与RM6832及RM6832与RM3513之间,遗传距离分别为14.8 cM和5.3 cM的范围内,控制粒宽的qGW-5被界定在水稻第5染色体RM267与RM169之间遗传距离约11.7 cM的范围内。利用染色体片段置换系能准确地定位水稻粒型QTL,qGL-3-1、qGL-3-2和qGW-5的鉴定和初步定位为其进一步精细定位及分子标记辅助选择奠定了基础。 展开更多
关键词 染色体片段置换系 置换片段 代换作图 粒型 水稻
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人类显带染色体的图象分析与识别系统 被引量:14
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作者 张斌 赵卫东 +1 位作者 马世雄 俞昌 《中国图象图形学报》 CSCD 1996年第Z1期428-432,共5页
本文介绍了我们自行研究开发的人类显带染色体的图象分析与识别系统的原理、结构和性能,概述了系统使用的核心技术和算法,包括显带染色体的自动分割算法、显带染色体的特征提取算法和分类器的设计方法。
关键词 模式识别 特征提取 图象分割 显带染色体 带纹 分类器
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利用CSSLs群体研究稻米粒型QTL的表达稳定性 被引量:16
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作者 万向元 刘世家 +4 位作者 王春明 江玲 翟虎渠 吉村醇 万建民 《Acta Genetica Sinica》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2004年第11期1275-1283,共9页
利用Asominori×IR2 4的染色体片段置换系 (CSSLs)群体 ,对稻米粒长、粒宽和长宽比进行连续两年及 4个地点的QTL表达稳定性分析。结果表明 :3个性状“两年四点”的表现型都为连续分布 ,均存在超亲遗传类型 ;共检测到 13个粒型相关QT... 利用Asominori×IR2 4的染色体片段置换系 (CSSLs)群体 ,对稻米粒长、粒宽和长宽比进行连续两年及 4个地点的QTL表达稳定性分析。结果表明 :3个性状“两年四点”的表现型都为连续分布 ,均存在超亲遗传类型 ;共检测到 13个粒型相关QTL ,其中在 8个环境中都能被重复检测到的QTL有 6个 ,即影响粒长的 qGL 3、控制粒宽的qGW 5a和 qGW 5b以及共同作用于长宽比的qLWR 3、qLWR 5a和 qLWR 5b。这 6个QTL对应置换系的相应性状与背景亲本Asominori的表现型差异在 8个环境中都达到极显著水平 (P <0 0 0 1) ,且同一QTL对应置换系相应性状的表现型在不同环境间呈显著正相关 (r≥ 0 75 ,r0 0 5=0 6 6 6 ) ,说明这 6个QTL表达稳定性较高。由于 qGL 3和 qLWR 3均位于R19 C16 77标记区间 ,qGW 5a和 qLWR 5a位于C2 6 3标记附近 ,qGW 5b和 qLWR 5b被定位在R5 6 9标记附近 ,因此R19、C16 77、C2 6 3和R5 6 9这 4个RFLP标记对优良水稻外观品质的标记辅助选择 (MAS) 展开更多
关键词 水稻 外观品质 粒型 染色体片段置换系 QTL 稳定性
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利用染色体片段置换系定位水稻落粒性主效QTL 被引量:15
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作者 朱文银 杨德卫 +5 位作者 林静 赵凌 张亚东 朱镇 陈涛 王才林 《植物学通报》 CSCD 北大核心 2008年第4期443-448,共6页
水稻落粒性是与其生产密切相关的重要性状之一。以7个染色体片段置换系为材料,采用重叠群代换作图法对控制落粒性的2个主效QTL进行定位。结果表明,104个SSR标记在亲本间具有多态性,多态率为68.0%;4个置换系的落粒性与亲本日本晴的落粒... 水稻落粒性是与其生产密切相关的重要性状之一。以7个染色体片段置换系为材料,采用重叠群代换作图法对控制落粒性的2个主效QTL进行定位。结果表明,104个SSR标记在亲本间具有多态性,多态率为68.0%;4个置换系的落粒性与亲本日本晴的落粒性相似,表现难落粒。3个置换系与亲本93-11的落粒性相似,表现易落粒;7个染色体片段置换系在第1和第6染色体上检出7个置换片段,其长度分别为23.6、16.5、6.6、9.9、10.4、20.2和7.1 cM;qSH-1-1被定位在第1染色体RM472-RM1387之间,遗传距离约为6.6 cM。qSH-6-1为新发现的落粒性主效QTL,被定位在第6染色体RM6782-RM3430之间,遗传距离约为4.2 cM。利用染色体片段置换系能准确地定位水稻落粒性QTL,qSH-1-1与qSH-6-1的鉴定和初步定位为其进一步的精细定位、图位克隆及分子标记辅助选择奠定了基础。 展开更多
关键词 染色体片段置换系 置换片段 水稻 落粒性 代换作图
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