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大豆鲜荚籽粒上位性qtl及其互作效应分析

中国农业科技导报 2021年第8期23卷 25-36页

作者：陈士亮孙亚倩邵振启李文龙孔佑宾杜汇李喜焕张彩英河北农业大学农学院华北作物改良与调控国家重点实验室河北保定071001 河北农业大学生命科学学院河北保定071001

荚粒是大豆主要的收获器官,直接影响鲜食大豆品种审定和产品出口。然而,荚粒性状由多基因控制,目前主要集中在加性数量性状位点(quantitative trait loci,qtl)发掘方面,对上位性qtl及其互作效应报道甚少。鉴于此,通过鉴定大豆重组自交系... 详细信息

荚粒是大豆主要的收获器官,直接影响鲜食大豆品种审定和产品出口。然而,荚粒性状由多基因控制,目前主要集中在加性数量性状位点(quantitative trait loci,qtl)发掘方面,对上位性qtl及其互作效应报道甚少。鉴于此,通过鉴定大豆重组自交系(recombinant inbred line,RIL)群体2年4种环境条件下鲜荚和籽粒的长度、宽度、重量等相关性状,发掘控制其上位性qtls,并研究其互作效应,结果发现,8种测试性状共检测到321对"加性×加性"上位性qtls,涉及所有染色体,构成复杂的上位性qtls互作网络,其中包括144对正向效应和177对负向效应qtls,并以13号染色体分布数量最多;进一步分析发现,存在34对"一因多效"加性×加性上位性qtls,且加性×加性上位性qtls间的互作贡献率为1.89%~4.85%,高于其与环境互作贡献率,说明遗传因素为主;上述34对qtls涉及18条染色体,其中包含定位区间一致的23对"一因多效"qtls,并有6组上位性qtls以"一对多"方式发挥功能,16组以"一对一"方式发挥作用。上述结果不仅为实现大豆荚粒性状精准分子遗传改良提供了选择标记,并为进一步揭示大豆荚粒性状分子遗传机制提供了依据。

关键词：大豆荚粒性状上位性qtl 互作网络遗传效应

小麦分蘖数和单株穗数qtl定位及上位性分析

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麦类作物学报 2013年第5期33卷 875-882页

作者：杨林邵慧吴青霞余静冉从福李立群李学军旱区作物逆境生物学国家重点实验室西北农林科技大学农学院杨凌712100

为了明确小麦分蘖性状和单株穗数的遗传基础，以中国春（母本）和兰考大粒（父本）杂交获得的F2群体为作图群体，构建了含169个分子标记的遗传连锁图谱。将F2：3家系分别种植于陕西乾县、岐山和杨凌三地，利用完备区间作图方法对小麦冬... 详细信息

为了明确小麦分蘖性状和单株穗数的遗传基础，以中国春（母本）和兰考大粒（父本）杂交获得的F2群体为作图群体，构建了含169个分子标记的遗传连锁图谱。将F2：3家系分别种植于陕西乾县、岐山和杨凌三地，利用完备区间作图方法对小麦冬前分蘖、春季分蘖和单株穗数进行多环境联合qtl分析，共检测到21个相关的加性qtl位点。其中，6个冬前分蘖qtl位于2A、2D、5D和7A染色体上，单个qtl可解释1.38%～6.73%的表型变异；7个春季分蘖qtl位于1A、2D、4B、5D、7A和7D染色体上，单个qtl可解释1.97%～32.60%的表型变异；8个单株穗数qtl位于1A、2B、2D和4B染色体上，单个qtl可解释2.29%～41.21%的表型变异。共检测到30对加性×加性上位性qtl。其中，控制冬前分蘖的为1对，可解释21%的表型变异；控制春季分蘖的为20对，可解释0.59%～48.7%的表型变异；控制单株穗数的为9对，可解释0.08%～22.18%的表型变异。控制冬前分蘖、春季分蘖和单株穗数的加性qtl存在差异，同一qtl在不同性状中的遗传贡献率也不同；基因间上位性效应以春季分蘖最大，单株穗数次之，冬前分蘖最小，且不同性状涉及的qtl位点具有差异。小麦分蘖遗传主要受加性效应控制，本研究初步定位到的一些重要qtl可为进一步精细定位、基因挖掘和高产育种的分子标记辅助选择提供依据。

关键词：小麦分蘖 F2家系加性qtl 上位性qtl

偏分离条件下牙鲆生长性状qtl的主成分定位

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中国水产科学 2017年第3期24卷 440-448页

作者：李宁张丽怡李停李艳红刘海金杨润清上海海洋大学水产与生命学院中国水产科学研究院农业部水生动物基因组重点实验室南京农业大学无锡渔业学院

本研究利用有丝分裂雌核发育建立牙鲆(Paralichthys olivaceus)双单倍体(Doubled Haploids,DH)群体,对牙鲆体重、全长、背鳍长、腹鳍长、体高、尾柄高、头高和躯干长共8组表型性状标准化处理后,进行主成分分析,得到可解释全部性状90.4%... 详细信息

本研究利用有丝分裂雌核发育建立牙鲆(Paralichthys olivaceus)双单倍体(Doubled Haploids,DH)群体,对牙鲆体重、全长、背鳍长、腹鳍长、体高、尾柄高、头高和躯干长共8组表型性状标准化处理后,进行主成分分析,得到可解释全部性状90.4%的表型主成分性状。然后,基于JoinMap 4、MapDisto、JoinMap 4-DistortedMap、MapDisto-DistortedMap构建4个连锁图谱,用偏分离标记矫正数量性状位点(Quantitative Trait Locus,qtl)基因型条件概率,采用Bayesian模型选择方法定位牙鲆表型主成分性状的加性qtl和上位性qtl。结果表明,用不同方法构建的遗传图谱和表型主成分性状qtl定位结果均有所不同。在图谱构建中,与基于JoinMap 4构建的图谱相比,基于MapDisto构建的图谱中偏分离标记的相对位置和遗传距离都发生了变化,甚至有5个偏分离标记没有被定位到相应的连锁群上;相对于基于JoinMap 4和MapDisto构建的图谱,经DistortedMap校正后的图谱中偏分离标记的相对位置没有发生变化,但是偏分离标记间遗传距离发生了变化。另外,在4个图谱中都检测到3个加性qtl,分别位于6号连锁群上,可解释表型变异的12.95%、14.85%、11.56%和11.76%,9号、22号连锁群上,具有负向加性效应;9号连锁群上,可解释表型变异的13.86%、13.27%、11.17%和11.25%,具有负向加性效应;22号连锁群上,可解释表型变异的5.68%、4.36%、4.97%和3.58%,具有正向加性效应。同时,分别检测到28对、19对、29对和20对上位性qtl,主要分布在6号、7号、9号、17号、20号和22号连锁群上,可解释表型主成分性状变异的2.19%17.62%、2.40%22.26%、2.08%26.0%、3.16%22.05%。研究结果表明,基于MapDisto软件构建、经DistortedMap软件包矫正后的图谱,定位结果更加准确,但仍需进一步验证。

关键词：牙鲆 Bayesian模型选择偏分离加性qtl 上位性qtl Map Disto DistortedMap

粳稻8个异交相关性状及其中亲优势的qtl定位与遗传分析

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中国水稻科学 2013年第3期27卷 247-258页

作者：张红江建华刘晓丽吉家曾牛付安张有富洪德林南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室江苏南京210095 安徽省农业科学院作物研究所安徽合肥230031 河西学院农学系甘肃张掖734000

为探明控制粳稻异交相关性状及其中亲优势的基因作用类型,利用秀堡RIL群体及其2个回交(BCF1)群体对穗抽出度、剑叶长、剑叶角度、穗剑高度差、倒2叶长、倒2叶角度、穗与倒2叶(穗二)高度差和倒1节间长8个异交相关性状及其中亲优势进行QT... 详细信息

为探明控制粳稻异交相关性状及其中亲优势的基因作用类型,利用秀堡RIL群体及其2个回交(BCF1)群体对穗抽出度、剑叶长、剑叶角度、穗剑高度差、倒2叶长、倒2叶角度、穗与倒2叶(穗二)高度差和倒1节间长8个异交相关性状及其中亲优势进行qtl定位。3个群体中共检测到45个显著的主效qtl(M-qtl),单个M-qtl的贡献率变幅为1.5%～80.3%。73.3%的M-qtl表现为加性效应,4.5%的M-qtl表现为部分或完全显性效应,22.2%的M-qtl表现为超显性效应。3个群体中共检测到82对显著的双基因上位性qtl(E-qtl)。RIL群体中检测到43对E-qtl,单对E-qtl的贡献率变幅为1.0%～7.0%,平均2.7%。在以秀水79为父本、与秀堡RIL群体回交的后代(XSBCF1群体)中检测到16对E-qtl,其中利用BCF1表型值检测到11对E-qtl,单对E-qtl的贡献率变幅为11.2%～36.8%,平均21.0%;利用中亲优势值检测到6对E-qtl,单对E-qtl的贡献率变幅为33.1%～76.8%,平均55.0%。在以C堡为父本、与秀堡RIL群体回交的后代(CBBCF1群体)中检测到23对E-qtl,其中利用BCF1表型值检测到16对E-qtl,单对E-qtl的贡献率变幅为6.2%～60.0%,平均24.0%;利用中亲优势值检测到7对E-qtl,单对E-qtl的贡献率变幅为21.3%～44.4%,平均31.0%。上述结果表明,粳稻异交相关性状是由多位点控制的,基因对性状本身的作用类型以加性效应为主;粳稻异交相关性状中亲优势主要遗传基础为超显性效应和上位性效应。

关键词：粳稻异交性状主效qtl 上位性qtl

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大豆生育期相关性状qtl定位

大豆科学 2012年第1期31卷 1-8页

作者：阚贵珍胡振宾童振峰张丹郝德荣印志同喻德跃南京农业大学大豆研究所国家大豆改良中心作物遗传与种质创新国家重点实验室江苏南京210095

以野生大豆江浦野生豆-5为母本,栽培大豆南农06-17为父本杂交所得的316个F2单株及其衍生F2∶3和F2∶4家系为材料,利用JoinMap3.0软件,构建了一张包含210个标记(分子标记207个、形态标记3个),共24个连锁群的大豆分子连锁图谱,覆盖基因组... 详细信息

以野生大豆江浦野生豆-5为母本,栽培大豆南农06-17为父本杂交所得的316个F2单株及其衍生F2∶3和F2∶4家系为材料,利用JoinMap3.0软件,构建了一张包含210个标记(分子标记207个、形态标记3个),共24个连锁群的大豆分子连锁图谱,覆盖基因组长度2 205.85 cM,标记间平均距离为11.09 cM。利用混合线性模型复合区间作图方法,对2007年F2单株、2008年F2∶3家系及2009年F2∶4家系的全生育期、营养生长期、生殖生长期和生育期结构4个生育期相关性状进行联合世代qtl分析,共检测到15个加性显性qtl和9对上位性qtl;存在qtl共位性(同一标记区间存在不同性状的qtl)以及qtl互作网络(一个qtl可以与多个qtl互作)的现象;贡献率最大的3个qtl为qVP-H-1、qWGP-H-1和qRV-H-1,加性效应解释的遗传变异分别为21.31%、13.14%和9.37%,qWGP-H-1和qVP-H-1的增效等位基因来源于江浦野生豆-5,qRV-H-1的增效等位基因来源于南农06-17。研究结果为生育期性状的分子标记辅助选择、野生大豆优异基因的挖掘及栽培大豆遗传基础的拓宽提供了依据。

关键词：生育期相关性状 qtl定位上位性qtl

陆地棉重组近交系产量及其构成因素的qtl分析

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作物学报 2011年第3期37卷 433-442页

作者：张伟刘方黎绍惠王为王春英张香娣王玉红宋国立王坤波中国农业科学院棉花研究所/农业部棉花遗传改良重点实验室河南安阳455000 江苏沿海地区农业科学研究所江苏盐城224002

利用爱字棉1517×德州047重组近交系(recombinant inbred line,RIL)中G6群体构建的SSR遗传连锁图谱及基于混合线性模型的复合区间作图法对qtl进行定位,并对主效qtl,加性×加性上位性qtl及与环境互作效应进行分析,为利用分子聚合方法提... 详细信息

利用爱字棉1517×德州047重组近交系(recombinant inbred line,RIL)中G6群体构建的SSR遗传连锁图谱及基于混合线性模型的复合区间作图法对qtl进行定位,并对主效qtl,加性×加性上位性qtl及与环境互作效应进行分析,为利用分子聚合方法提高产量提供理论依据。对2006年、2008年以及2009年的产量性状进行分离分析,检测到24个不同年份的主效qtl,其中相关于单株籽棉、单株皮棉、衣分、子指以及单株铃数的分别检测到1个不同年份稳定存在的主效qtl;对3年的产量性状作环境因子联合分析,检测到14个主效qtl,其中6个与环境互作,检测到20对加加上位性qtl,其中7对与环境互作。不同年份检测的稳定且受环境影响小或不受环境影响的与近处标记紧密连锁的主效qtl可用于分子标记辅助选择,以提高育种的效率。

关键词：陆地棉重组自交系产量性状主效qtl 上位性qtl Q×E效应

利用双向导入系解析再生稻外观与蒸煮食味品质的遗传基础

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利用双向导入系解析再生稻外观与蒸煮食味品质的遗传基础

作者：何丽萍长江大学

学位级别：硕士

水稻是三大主要粮食作物之一,全球半数以上的人口以它为主食。随着全民生活水平的提高,人们对稻米品质更加注重,其品质的优劣可直接影响稻米的商品价值、农业生产和种植技术推广等。再生稻相较于头季稻而言,具有稻米品质优、生育期短、... 详细信息

水稻是三大主要粮食作物之一,全球半数以上的人口以它为主食。随着全民生活水平的提高,人们对稻米品质更加注重,其品质的优劣可直接影响稻米的商品价值、农业生产和种植技术推广等。再生稻相较于头季稻而言,具有稻米品质优、生育期短、生产成本低以及实现增产增收等优势。然而目前对再生稻的栽培技术等研究较多,对再生稻米质及其遗传基础的研究则较少。因此,亟需解析再生稻外观和蒸煮食味品质的遗传基础,定位和挖掘影响再生稻外观和蒸煮食味品质的相关qtl,挖掘在不同遗传背景下稳定表达的qtl。本研究对利用分子育种技术改良我国稻米外观和蒸煮食味品质具有重大意义。本研究以籼稻三系恢复系“明恢63”与广亲和粳稻品种“02428”为亲本,构建了一套双向导入系群体,目前该套导入系的遗传解析已分析完成。在荆州考察了再生稻的外观和蒸煮食味品质9个表型性状,结合高密度基因型,定位了影响再生稻外观和蒸煮食味品质的主效qtl和上位性qtl。分别在MH63ILs和02428ILs两个不同遗传背景下挖掘到了能稳定表达的主效qtl。主要结果如下:(1):再生稻外观品质性状中,明恢63头季及再生季的粒长和长宽比极显著高于02428,而明恢63头季及再生季的粒宽、垩白粒率和垩白度极显著低于02428。且明恢63的粒长比率与02428有显著差异。在再生稻蒸煮食味品质性状中,明恢63头季的碱消值和再生季的直链淀粉含量极显著高于02428,明恢63头季的胶稠度和再生季的胶稠度显著高于02428,且明恢63的碱消值比率显著高于02428,而明恢63的胶稠度比率和蛋白质含量比率显著低于02428。导入系再生稻的外观与蒸煮食味品质的9个表型性状均表现出连续变异且呈现出超亲分离,表明这些性状均为典型的数量性状,受多基因控制。(2):再生稻外观品质的相关性分析中,在明恢63与02428两个遗传背景下,头季及再生季的粒长与粒宽呈极显著负相关;头季及再生季的粒宽与长宽比呈极显著负相关;头季及再生季的粒长与垩白粒率、垩白度呈显著负相关;头季及再生季的粒宽与垩白粒率、垩白度呈极显著正相关。在再生稻蒸煮食味品质的相关性分析中,在明恢63与02428两个遗传背景下,头季及再生季的直链淀粉含量与胶稠度呈极显著负相关;头季及再生季的碱消值与胶稠度呈极显著负相关;头季及再生季的蛋白质含量与碱消值呈显著正相关;头季及再生季的蛋白质含量与直链淀粉含量呈显著负相关。(3):结合导入系再生稻外观和蒸煮食味品质的表型值和高密度的基因型数据,分别在明恢63和02428两个遗传背景下定位到45个和23个影响再生稻外观品质的主效qtl,其中第3染色体16.28-17.33Mb和第5染色体3.35-4.28Mb这两个位点上对多个性状表现出多效性。分别在明恢63和02428两个遗传背景下定位到14个和6个影响再生稻蒸煮食味品质的主效qtl。其中有20个主效qtl在两个不同的背景下被同时检测到,说明这些qtl能够在不同的遗传背景下稳定表达。此外,分别定位到89个影响再生稻外观的上位性qtl和35个影响再生稻蒸煮食味品质的上位性qtl。其中有1对是发生在两个主效qtl之间,即位于第5染色体的qRDEC5与位于第7染色体的qRDEC7。

关键词：导入系再生稻外观品质蒸煮食味品质遗传背景主效qtl 上位性qtl

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玉米苗期耐盐性的qtl定位

玉米苗期耐盐性的QTL定位

作者：吴丹丹山东大学

学位级别：硕士

盐胁迫是影响玉米生长的重要因素,而作物的耐盐性是一种由多个基因控制的数量性状。本研究以耐盐亲本F63和感盐亲本F35杂交后代单粒播种构建F2：5RIL (recombination inbred line)群体,共161个家系。利用这161个家系的DNA测定高质量的SN... 详细信息

盐胁迫是影响玉米生长的重要因素,而作物的耐盐性是一种由多个基因控制的数量性状。本研究以耐盐亲本F63和感盐亲本F35杂交后代单粒播种构建F2：5RIL (recombination inbred line)群体,共161个家系。利用这161个家系的DNA测定高质量的SNP标记,并用ICimaping3.3软件构建高密度的遗传连锁图谱。用温室水培系统和盐池这两个环境培养该RIL群体,作为本次实验的材料。温室水培条件下,用160mmol/L的NaCl对三叶一心期幼苗处理七天,测定地上部各种耐盐指标,包括耐盐指数(STR),鲜重(SFW),干重(SDW),组织含水量(TWC),地上钠离子含量(SNC)及钾离子含量(SKC),钠钾比值(SNC/SKC)。盐池条件下,主要测定其出苗率(FGR)以及耐盐指数(FSTR)。这些表型数据再分别用QGAstation进行条件分析,得到条件值后用于之后qtlnetwork2.1的分析,通过qtlnetwork2.1进行qtl计算,共找到9个条件加性qtl，20个加性qtl,其中12个与处理有互作,9个上位性qtl,其中2个与处理有互作。在盐池条件下,通过FGR和这FSTR这两个表型数据,分别检测到一个加性qtl, QFgr1、QFstr1,且这两个qtl在染色体上共连锁,分别解释高达30.43%和58.33%的表型变异。通过STR这一表型,共检测到3个加性qtl,分别为QStr1、QStr3、QStr7,分别解释14.25%、24.98%及3.37%的表型变异。通过TWC这个表型,则检测到了4个加性qtl,2对上位性qtl及1个条件加性qtl。这4个加性qtl分别为QTwc1、QTwc3、QTwc7、QTwc9,分别解释1.65%、11.65%、2.41%、4.19%的表型变异,且都与处理有互作,分别解释表型变异的6.97%、10.11%、2.15%及3.85%;2对上位性qtl分别为QTwc1/QTwc3和QTwc3/QTwc9,分别解释表型变异的0.10%、1.41%;1个条件加性qtl为QTwcs|twcn3,解释表型变异的27.12%。对于SNC这个表型,共找到了2个加性qtl、1对上位性qtl和1个条件加性qtl。两个加性qtl分别为QSnc3和QSnc5,分别解释表型变异的4.33%和4.37%,并且这两个qtl都与处理有互作,分别解释7.59%和4.05%的表型变异;1对上位性qtl为QSnc1/QSnc6,解释4.85%的表型变异;1个条件qtl为QSncs|sncn3,解释10.86%的表型变异。对于SKC,一共得到4个加性qtl和5个条件加性qtl。4个加性qtl分别为QSkc3、QSkc5、QSkc7和QSkc9,分别解释表型变异的15.43%、8.22%、4.36%和5.43%。其中QSkc3和QSkc5这2个加性qtl与处理有互作,分别解释16.24%和1.81%的表型变异;5个条件加性qtl分别为QSkcs|skcn1、QSkcs|skcn3.1、 QSkcs|skcn3.2、QSkcs|skcn4和QSkcs|skcn5,分别解释表型变异的12.85%、49.07%、47.96%、7.11%和4.67%。通过SKN,一共获得了5个加性qtl3对上位性qtl,2个条件加性qtl。5个加性qtl分别为QSkn3、QSkn4.1、QSkn4.2、QSkn5和QSkn6,分别解释2.32%、16.81%、16.85%和1.21%和1.17%的表型变异。其中QSkn3、QSkn4.1、QSkn4.2、 QSkn5这4个qtl与处理有互作,分别解释表型变异的2.29%、25.07%、24.88%和0.98%;3对上位性qtl分别为QSkn4.1/QSkn6、QSkn5/QSkn6和QSkn6/QSkn10,分别解释表型变异的0.58%、0.79%和0.76%;2个条件加性qtl分别为QSkns|sknn3和QSkns|sknn5,分别解释32.54%和9.28%的表型变异。

关键词：玉米耐盐加性qtl 上位性qtl 条件加性qtl

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粳稻杂种优势遗传基础剖析

作物学报 2012年第12期38卷 2147-2161页

作者：江建华刘强明卢超张红刘晓丽党小景牛付安 Manamik Caleb BRERIA 赵凯铭洪德林南京农业大学/作物遗传与种质创新国家重点实验室江苏南京210095 安徽省农业科学院作物研究所安徽合肥230031

为了解控制粳稻产量相关性状及其中亲优势的基因作用类型,利用秀堡RIL群体及其2个回交（BCF1）群体对株高、生育期、单株有效穗数、穗长、每穗颖花数、结实率、一次枝梗数和二次枝梗数8个性状及其中亲杂种优势进行qtl定位。共检测到58... 详细信息

为了解控制粳稻产量相关性状及其中亲优势的基因作用类型,利用秀堡RIL群体及其2个回交（BCF1）群体对株高、生育期、单株有效穗数、穗长、每穗颖花数、结实率、一次枝梗数和二次枝梗数8个性状及其中亲杂种优势进行qtl定位。共检测到58个显著的主效qtl（M-qtl）,单个M-qtl的贡献率变幅为3.3%~41.9%。77.6%的M-qtl表现为加性效应,15.5%的M-qtl表现为部分或完全显性效应,6.9%的M-qtl表现为超显性效应。共检测到90对显著的双基因上位性qtl（E-qtl）。在RIL群体中检测到44对E-qtl,单对E-qtl的贡献率变幅为1.7%~8.0%,平均3.7%。在XSBCF1群体中检测到27对E-qtl,其中利用BCF1表型值检测到16对E-qtl,单对E-qtl的贡献率变幅为12.7%~78.5%,平均29.2%;利用中亲优势值检测到11对E-qtl,单对E-qtl的贡献率变幅为15.0%~71.8%,平均40.1%。在CBBCF1群体中检测到19对E-qtl,其中利用BCF1表型值检测到12对E-qtl,单对E-qtl的贡献率变幅为2.7%~64.4%,平均30.1%;利用中亲优势值检测到9对E-qtl,单对E-qtl的贡献率变幅为21.7%~64.1%,平均40.0%。在CBBCF1群体中,利用BCF1表型值和中亲优势值都检测到的E-qtl有2对。上述结果表明上位性效应是粳稻秀堡组合杂种优势的主要遗传基础。

关键词：粳稻主效qtl 上位性qtl 杂种优势