【目的】菜籽油包括多种脂肪酸组分,提高油酸(C18:1)含量,降低亚麻酸(C18:2)和芥酸(C22:1)含量是油菜育种改良和遗传研究的重要目标。本研究利用刚开发的油菜60K芯片构建的高世代重组自交系群体遗传连锁图谱,对3个不同环境中影响甘蓝型油菜品质的油酸、亚麻酸及芥酸含量进行QTL定位分析,研究结果可对脂肪酸组分QTL位点在不同的群体之间准确比较分析。【方法】以高芥酸亲本GH06为母本和低芥酸亲本P174为父本构建高世代重组自交系,分别于2008年在德国吉森、德国霍亨里特及2009年德国吉森3个不同的环境中设置田间试验,收获自交种子,采用近红外分析方法 3次重复对种子的脂肪酸组分进行分析。...

【目的】在云南生境下挖掘甘蓝型油菜含油量QTL位点,为高含油量性状遗传机制研究和分子标记辅助高含油量育种提供理论基础。【方法】以高含油量材料G28为母本,低含油量材料H008为父本,通过小孢子培养技术创建包含175份株系的F_1 DH群体,利用60K SNP芯片构建高密度遗传连锁图谱,结合2016-2017年丽江与临沧点DH群体含油量数据采用完备区间作图法,以LOD=2.5为阈值扫描含油量性状QTL。【结果】DH群体含油量性状呈现正态分布,表现出单向超亲分离。2个环境下共检测到6个含油量QTL,分别可解释6.29%～10.36%的表型变异。通过Blast分析将这6个QTL分别映射到参考基因组-Darmor-bzh ChrA01,ChrA10,ChrC05与ChrC08染色体物理图谱上。与前人研究比较分析推测位于C05染色体上的qOCc05.1与qOCc05.2为新的含油量性状相关的QTL。【结论】在云南生境下检测到6个含油量性状QTL并明确了其在染色体的物理区间,定位结果可用于下一步主效QTL的精细定位和分子标记辅助高含油量油菜育种。

【目的】菜籽油在烹饪、食品加工及工业生产中广泛应用,因此,根据生产需要改善菜籽油脂肪酸组分是油菜育种的重要目标。通过对2种环境下甘蓝型油菜主要脂肪酸组成进行QTL定位分析,寻找甘蓝型油菜脂肪酸组分的QTL及影响本群体脂肪酸组分的候选基因。【方法】以人工合成甘蓝型油菜10D130和甘蓝型油菜常规品种中双11构建高世代重组自交系(RIL)为研究材料,分别于2016—2017年和2017—2018年2个年度在重庆市北碚区2个不同的环境中设置田间试验,收获自交种子,采用气相色谱法3次重复对种子的脂肪酸组分进行分析。利用油菜6K SNP芯片对该RIL群体进行基因分型,DNA样品预处理及芯片处理严格按照Illumina Inc公司Infinium HD Assay Ultra操作说明进行。取最小阈值LOD 2.0利用JoinMap4.0软件构建高密度遗传连锁图谱。通过QTL IciMapping V4.1完备区间作图法对油菜主要脂肪酸组成进行QTL定位。【结果】2种环境中,两亲本各性状间差异及RIL群体各性状在株系间差异均达到显著或极显著水平,且6种脂肪酸含量在2个环境中均表现为连续分布,适合进行QTL检测。构建用于QTL定位的遗传图谱包含1 897个多态性SNP标记,覆盖甘蓝型油菜基因组3 214.19 cM,平均图距1.69 cM。利用此图谱,在2个环境共检测到位于8条染色体上的23个控制脂肪酸组分QTL位点,与硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、廿碳烯酸和芥酸含量相关的QTL位点分别为6、3、4、5、2和3个,其中在A05、A08和C03染色体上发现多种脂肪酸含量的QTL"富集区"。在A05染色体上检测到亚油酸和亚麻酸含量重叠的主效QTL,亚油酸与亚麻酸表现加性效应相同;在A08和C03上都检测到油酸、廿碳烯酸和芥酸含量重叠的主效QTL,油酸与廿碳烯酸及芥酸表现加性效应相反。与拟南芥脂肪酸代谢基因进行同源性比对分析,在17个QTL置信区间内筛选到22个候选基因,主要通过编码脂肪酸去饱和酶、全羧化酶合酶、碳链延长酶和参与酰基辅酶A生物合成等途径调控脂质的生物合成和代谢。【结论】利用甘蓝型油菜6K SNP芯片准确定位了2种环境条件脂肪酸组成的QTL位点,筛选到位于A05、A08和C03染色体上多种脂肪酸QTL的"富集区",并与拟南芥脂肪酸代谢基因比对出该群体油菜脂肪酸代谢基因,可作为改善油菜籽脂肪酸组成的重要区段及候选基因。

【目的】甘蓝型油菜籽粒重量是构成油菜单株产量的三大因素之一(单株有效角果数、每角果粒数、粒重),是重要的育种目标。通过对5种环境下甘蓝型油菜千粒重进行QTL定位分析,寻找甘蓝型油菜千粒重的QTL及影响本甘蓝型油菜群体千粒重的候选基因。【方法】利用重组自交系群体在德国吉森、重庆北碚5种不同的环境下,测定各株系天然种子千粒重。利用重庆市油菜工程技术研究中心实验室构建的SNP高密度遗传图谱扫描5种环境中的千粒重QTL。该遗传图谱包括2 795个SNP位点,覆盖甘蓝型油菜基因组1 832.9 cM,标记之间的平均距离为0.66 cM。利用Windows QTL Cartographer2.5复合区间作...

【目的】芥酸含量是油菜非常重要的品质性状,研究芥酸含量的遗传模式为低芥酸和高芥酸育种提供指导。【方法】应用多世代联合分析数量性状主基因和多基因混合遗传的统计方法,分析了甘蓝型油菜组合1141B×垦C1的5个世代——亲本P1,P2,F1,F2和F2﹕3家系材料芥酸含量的遗传效应。【结果】分离世代F2及F2﹕3家系芥酸含量次数分布均呈混合的正态分布,符合主基因+多基因的遗传特征;E-1模型为芥酸含量的最适合性模型,即芥酸含量遗传是由2对加-显-上位性主基因+加-显多基因控制的。2对主基因加性效应值da、db分别为-16.26和-2.83,表明亲本1141B中主基因位点上的等位基因降低芥酸含量,而亲...

以不同生态型甘蓝抗枯萎病高代自交系R4-P1和感枯萎病自交系R2-P2组配得到的142个F2单株作为构图群体,利用AFLP、SSR、SRAP这3种分子标记技术对该群体进行遗传连锁分析,构建了一张含有9个连锁群、240个标记位点的高密度甘蓝分子遗传连锁图谱(LOD≥4),其包含162个AFLP标记、52个SSR标记和26个SRAP标记,标记间平均图距3.6 cM,覆盖864.4 cM。该图谱涉及标记种类多,是目前发表的覆盖基因组较全面的结球甘蓝亚种内遗传连锁图谱,可供参考的SSR标记数量多,将为后期甘蓝枯萎病抗性基因的定位及克隆搭建良好平台,同时为结球甘蓝重要农艺性状的QTL定位及分子标记辅助选...

【目的】水稻粒型是与产量直接相关的重要农艺性状,影响稻米的外观品质和商品价值。挖掘新的水稻粒型相关基因,对揭示水稻粒型调控的遗传机理研究有重要意义,同时可为水稻粒型分子育种提供新的基因资源。【方法】以极端粒型差异的粳稻TD70和籼稻Kasalath,以及杂交构建的186个家系的重组自交系群体为研究材料,利用高通量测序技术对亲本和RIL株系进行深度测序。统计186个RIL基因型数据,利用滑动窗法(SNP/InDel数目为15),将窗口内SNP/InDel信息转换成窗口的基因型,预测染色体上的重组断点构建RIL群体的BinMap遗传图谱,结合2年的粒长、粒宽、粒厚和千粒重的表型数据,运用QTL IciMapping软件,采用复合区间作图法对RIL群体的4个性状进行QTL定位。【结果】构建了一张包含12 328个Bin标记的高密度遗传图谱,该图谱各染色体Bin标记数为763—1 367个,标记间平均物理距离为30.26 kb。粒长、粒宽、粒厚和千粒重4个性状在RIL群体中呈近正态连续分布,且2年间的变化趋势相似,符合QTL作图要求。2018年对粒长、粒宽、粒厚及千粒重进行QTL分析,共检测到40个粒型QTL,其中,粒长12个,粒宽9个,粒厚8个,千粒重11个,2019年对粒长、粒宽、粒厚及千粒重进行QTL分析,检测到56个籽粒相关的QTL,粒长15个,粒宽11个,粒厚13个,千粒重17个。分析定位到的96个粒型QTL位点,连续2年都能检测到的QTL位点有11个,其中7个为已克隆的粒型基因位点,4个为未知的新位点,分别分布于第1、3、4、5染色体上,分别为粒长qGL-1-2和qGL5-2、粒厚qGT-3-2、粒宽qGW-4-1。【结论】构建了一张包含12 328个Bin标记的分子遗传连锁图谱,解析大粒粳稻资源的粒型基因,获得了qGW-4-1、qGL5-2、qGT-3-2、qGL-1-2等4个新的粒型QTL,可用于后续粒型调控基因的精细定位及克隆研究。

【目的】建立甘蓝型油菜的高质量遗传图谱,为在分子水平上研究复杂性状打下基础并提供保证。【方法】以甘蓝型油菜自交不亲和系“SI-1300”及其恢复系“Eagle”组配得到的184个F2单株为群体,利用SRAP、SSR和AFLP标记技术构建甘蓝型油菜遗传图谱。【结果】该图谱共包含21个连锁群,涉及137个SRAP标记、143个SSR标记和118个AFLP标记。图谱总长1949.8cM,标记间平均图距为4.9cM。以SSR标记为锚定标记,该图谱与国际标准图谱进行了初步对应。研究共发现了8个偏分离区域。【结论】根据对标记分布的均匀程度,图谱覆盖程度以及标记密度等方面的分析,本研究构建的甘蓝型油菜分子遗...

以冬枣×临猗梨枣杂交F1代的150株个体为作图群体,利用AFLP标记和RAPD标记,对已有的枣遗传连锁图谱进行加密,构建1张包含388个AFLP标记和35个RAPD标记、由15个连锁群组成的高密度枣遗传连锁图谱,覆盖基因组总长度1309.4cM,标记间平均距离3.1cM。与原图谱相比,总图距增加72cM,标记间平均距离缩短0.8cM,大于10cM的标记间隔减少7个,图谱饱和度显著提高。在新构建图谱的基础上,利用JionmapQTL4.0软件,首次对控制枣树干直径性状的QTL进行分析。共检测到控制枣树干直径的QTL6个,分布在5个连锁群上,分别可解释38.1%,10.0%,14.4%,10.1%...

【目的】通过对水稻籽粒大小相关性状进行QTL定位及候选基因的筛选,为水稻籽粒大小相关基因的精细定位、克隆及基因功能等研究奠定基础。【方法】以籼稻品种特华占搭载高空气球空间诱变后产生的特异矮秆突变体CHA-1为母本,以籼稻品种航恢7号搭载"神州八号"飞船经空间诱变后筛选出的突变体H335为父本杂交衍生出的275个RIL群体作为供试材料,利用GBS测序技术构建高密度遗传图谱,RIL群体及亲本分别于2017年早季和2017年晚季在华南农业大学实验教学基地种植。成熟收获后通过扫描仪获取水稻籽粒图像,利用SmartGrain软件获取籽粒大小相关性状表型数据。采用QTL IciMapping v 4.0软件基于完备复合区间作图法,对水稻籽粒大小相关性状进行QTL定位。【结果】构建的高密度遗传图谱包含2 498个Bin标记,总图距2 371.84cM,标记间平均遗传图距为0.95 cM。两季共检测到26个籽粒大小相关QTL,分布于第1、2、3、4、7和9染色体上,单一QTL贡献率为0.16%—14.41%。在第1、2、3、7染色体上检测到5个QTL簇(qGS1、qGS2、qGS3-1、qGS3-2和qGS7)。其中qGS1、qGS3-2和qGS7与前人报道相似,qGS2和qGS3-1是新发现的籽粒大小相关QTL,qGS2在2个季别的不同性状中被检测在同一标记区间附近,LOD值介于4.00—8.08,贡献率为6.67%—11.38%。qGS3-1在2个季别下均检测到与籽粒厚度相关,LOD值介于2.94—8.59,贡献率为4.69%—14.41%。使用的高密度遗传图谱定位区间较小,结合功能注释和CREP数据库表达谱,在qGS2位点筛选到4个潜在的与籽粒大小相关的注释基因LOC_Os02g42310、LOC_Os02g42314、LOC_Os02g42370和LOC_Os02g42380。其中LOC_Os02g42310编码一个丝氨酸羧肽酶;LOC_Os02g42314编码一个泛素E2结合酶;LOC_Os02g42370编码一个类受体蛋白激酶;LOC_Os02g42380编码一个TCP转录因子。在qGS3-1位点筛选到3个潜在的与籽粒大小相关的注释基因LOC_Os03g39020、LOC_Os03g39150和LOC_Os03g39230。其中LOC_Os03g39020编码一个驱动蛋白结构域;LOC_Os03g39150编码一个蛋白激酶结构域;LOC_Os03g39230编码一个具有去蛋白质泛素化功能的OTU-like半胱氨酸肽酶。其中编码泛素E2结合酶的LOC_Os02g42314和编码驱动蛋白结构域的LOC_Os03g39020在幼穗和授粉后的胚乳中表达量较高,推测其为最可能的调控籽粒大小的候选基因。【结论】共检测到26个水稻籽粒大小相关QTL。在第1、2、3和7染色体上检测到5个QTL簇(qGS1、qGS2、qGS3-1、qGS3-2和qGS7),其中qGS2和qGS3-1为新发现的控制籽粒大小QTL,并在该位点筛选到2个可能调控水稻籽粒大小相关的候选基因。

【目的】通过构建高密度SNP遗传图谱，开展棉花多群体产量相关性状的QTL定位，获得稳定性好、精确度高的QTL，为产量性状调控基因的挖掘和有效分子标记的开发提供依据。【方法】以高稳产冀丰1271为母本、优质自交系冀丰173为父本，构建包含200个单株的F_2群体，利用测序基因分型（genotyping by sequencing,GBS）技术开发群体的SNP标记并构建高密度遗传图谱，对F_2、F_(2:3)、F_(2:4)群体的衣分、子指和单铃重进行QTL定位，注释主效和稳定QTL位点内的基因并分析基因在不同组织的表达模式，筛选候选基因。【结果】通过简化基因组测序，共获得383.07 Gb数据，包括母本冀丰1271的26.93 Gb、父本冀丰173的27.30 Gb和F_2群体的328.84 Gb,Q30值分别为90.55%、89.95%和95.77%。在F_2群体中开发了1 305 642个SNP标记，其中，用于构建遗传图谱的aa?bb型SNP为410 726个。构建了一张包含16 088个SNP、总图距为4 282.81 cM的高密度遗传图谱，标记间的平均距离为0.27 cM，利用共线性分析证明了图谱具有较高的质量。在3个群体中共定位到108个QTL，包括34个衣分QTL、36个子指QTL和38个单铃重QTL，其中有30个QTL与已报道QTL位置重叠或接近，78个QTL未见报道。发现10个主效QTL、16个稳定QTL，其中有5个主效QTL可在2个或3个群体中被定位到。qLP-A13-4在3个群体中均可被定位到，贡献率达到13.78%;qLP-A13-6在2个群体中被定位到，贡献率达到10.01%;qLP-D10-2在2个群体中被定位到，贡献率达到10.92%;qSI-D10-1在2个群体中被定位到，贡献率达到12.31%;qBW-D5-3在2个群体中被定位到，贡献率达到15.54%。在主效和稳定QTL位点内注释到3 415个基因。通过KEGG和GO分析，注释基因主要参与植物激素信号转导、TCA循环、次生代谢物质和氨基酸生物合成、光合生物的碳固定等通路。利用TM-1和NDM8的转录组数据，发现8个基因在棉花产量相关的纤维、胚珠或种子中具有较高的表达量，可能通过调控纤维或种子的发育，影响衣分或子指，进而影响棉花单铃重和产量。【结论】构建了一张陆地棉种内高密度遗传图谱，定位了108个产量相关QTL，发现5个主效QTL可在多个群体中定位到，鉴定到8个在纤维、胚珠或种子中高效表达的候选基因。

【目的】挖掘新的控制水稻叶绿素含量的相关位点和基因,为水稻叶绿素含量的遗传机制研究提供理论基础。【方法】利用剑叶叶色存在明显差异的粳稻TD70和籼稻Kasalath杂交构建的包含186个株系的重组自交系群体为供试材料,通过对两亲本及RIL群体重测序,构建了包含12 328个Bin标记的高密度遗传图谱。RIL群体及亲本分别于2011和2020年正季在江苏省农业科学院种植。抽穗后第3天使用叶绿素仪测定剑叶SPAD值。使用IciMappingv3.4软件完备区间作图法,对控制水稻抽穗期剑叶叶绿素含量的QTL进行鉴定。利用便携式光合仪测定RIL群体中20个SPAD极端株系的水分利用效率、蒸腾速率、气孔导度和净光合速率等光合作用参数。【结果】2年共检测到19个抽穗期剑叶叶绿素含量相关QTL,分别分布在除第8、9和10染色体外的其他9个染色体上。单一QTL贡献率为3.09%—13.13%,LOD值为2.74—14.08。通过物理位置比对,发现其中10个QTL与前人定位到的叶绿素含量相关位点在相同或邻近区域。qCHL2-1和qCHL5-1 2年均被检测到,表现出较强的稳定性。qCHL2-1位于第2染色体的7.63—7.71 Mb处,2年LOD值分别为14.08和7.93,贡献率分别为13.13%和7.94%。qCHL5-1位于第5染色体的23.44—23.49 Mb处,2年LOD值分别为4.31和3.76,贡献率分别为3.57%和4.82%。结合功能注释和亲本间序列分析,分别在qCHL2-1和qCHL5-1染色体区间内找到2个与剑叶叶绿素含量相关的基因Os02g0236000和Os05g0476700。这两个基因的核苷酸序列在两亲本间均存在差异。Os02g0236000编码水稻天冬氨酸氨基转移酶(AAT1),是水稻氮代谢途径中的重要酶,与蛋白质及氨基酸含量有关。Os05g0476700编码叶面斑点相关蛋白,推测与叶片颜色有关。根据AAT1在CDS+273 bp有无突变对RIL群体进行等位型分类。在20个SPAD极端株系中,AAT1不同等位型株系的剑叶SPAD值和水分利用效率、蒸腾速率、气孔导度和净光合速率等光合作用指标均存在显著差异。【结论】共检测到19个控制水稻抽穗期剑叶叶绿素含量QTL,鉴定了2个稳定存在的QTL——qCHL2-1和qCHL5-1,在这两个QTL区间筛选到2个可能调控水稻抽穗期剑叶叶绿素含量的基因。其中1个AAT1(Os02g0236000)不同等位型的光合作用参数在20个极端SPAD株系中存在显著差异,推测其为最可能的候选基因,可用于后续剑叶叶绿素调控基因的功能研究。

【目的】定位控制油菜叶片叶绿素含量的QTL，鉴定QTL区间的候选基因，为油菜高光效品种选育提供理论参考。【方法】在2种生态环境测定KN DH 群体348份品系叶绿素含量性状，结合KN高密度遗传连锁图进行叶绿素含量QTL定位和QTL区间候选基因鉴定。【结果】 在2个生态环境初步鉴定到34个叶绿素含量显著性QTLs，QTL区间整合获得31个叶绿素含量consensus QTLs，其中3个QTLs至少在2个种植环境鉴定到。2个QTL cqCC.A7-3和cqCC.A7-5在冬性和春性生态环境都能够鉴定到，属于冬性和春性环境稳定表达QTL；cqCC.A1-4在冬性生态环境中鉴定到，属于叶绿素含量性状的主效QTL。油菜叶绿素含量QTL置信区间共鉴定到66个潜在候选基因，其功能主要涉及叶绿素的生物合成和降解、光合作用中的光信号和电子传递，包括BnaA01g14880D（ACD1-LIKE）、BnaA07g29990D（AtWSCP）、BnaA01g22670D（LHCA3）、BnaC08g43200D（PSAO）、BnaC06g28800D (FTSH1) 和BnaC08g19460D (SAUL1)等。【结论】控制油菜叶绿素含量的QTL定位及其候选基因鉴定可为油菜叶绿素调控基因的精细定位、遗传基础解析以及油菜高光效育种提供基因资源和理论依据。

【目的】花青素和叶绿素是植物体显色和光合作用的两类重要色素,为定位甘蓝型油菜叶片花青素和叶绿素含量的QTL,进而发掘和筛选调控该性状的候选基因,为甘蓝型油菜叶片花青素和叶绿素含量的遗传改良提供支撑。【方法】利用甘蓝型紫叶油菜10-Zi006和绿叶油菜10-4438为亲本构建BC_1分离群体,基于该群体构建的连锁遗传图谱,利用Windows QTL Cartographer 2.5软件,采用复合区间作图(Composite interval mapping, CIM)法进行QTL定位。【结果】甘蓝型油菜叶片花青素含量在BC_1群体呈连续偏态分布、叶绿素含量呈连续正态分布;在6个连锁群上检测到14个叶片花青素含量的QTL,分别定位在chrA03、chrA05、chrC02、chrC03、chrC04、chrC07、chrAnn_random、chrAnn_random、chrC04_random染色体的相关区域,贡献率为9.17%～19.13%;在7个连锁群上共检测到8个叶片叶绿素含量的QTL,分别定位在甘蓝型油菜chrA03、chrA06、chrA07、chrA08、chrC01、chrC03、chrC06、chrC07、chrAnn_random、chrCnn_random、chrC03_random染色体相关区域,贡献率为4.45%～13.07%。将定位到的QTL整合到甘蓝型油菜参考基因组上并功能注释发现一些转录因子、细胞色素P450蛋白及UGT-糖基转移蛋白等可能参与调控叶片花青素的合成,PORB、HCF、NYC等基因可能与叶绿素含量相关。【结论】上述染色体相关区域内可能存在调控甘蓝型油菜叶片花青素和叶绿素合成的相关基因,筛选这些候选基因,进一步开展基因功能验证,明确该性状遗传机制的基础。

【目的】在前期研究的基础上,进一步利用绿豆基因组SSR、EST-SSR、STS和普通菜豆基因组SSR等标记构建绿豆遗传连锁图谱,为绿豆重要性状相关基因的定位、克隆及分子标记辅助选育新品种等研究搭建技术平台。【方法】利用澳大利亚引进的Berken(高感豆象绿豆栽培种)×ACC41(高抗豆象绿豆野生种)及其重组自交系(recombinant inbreed line,RIL)群体,对6 686对引物进行PCR扩增及多态性筛选,包括6 100对绿豆基因组SSR、149对EST-SSR、13对STS和424对普通菜豆基因组SSR引物,将亲本间多态性引物,进一步分析重组自交系群体。结合前期研究的分子标记...