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小麦株高发育动态qtl定位及其与水分环境互作遗传分析

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农业生物技术学报 2012年第9期20卷 996-1008页

作者：张国宏杨德龙栗孟飞李兴茂倪胜利幸华甘肃省农业科学院旱地农业研究所甘肃省干旱生境作物学重点实验室/甘肃农业大学生命科学技术学院

株高是影响小麦产量的重要农艺性状,对生境水分极为敏感。为探讨小麦不同发育时期株高数量性状遗传与水分环境互作,本研究利用抗旱性强的冬小麦(Triticum aestivum L.)品种陇鉴19与水地高产品种Q9086杂交,重组近交系(RIL)群体120个株系... 详细信息

株高是影响小麦产量的重要农艺性状,对生境水分极为敏感。为探讨小麦不同发育时期株高数量性状遗传与水分环境互作,本研究利用抗旱性强的冬小麦(Triticum aestivum L.)品种陇鉴19与水地高产品种Q9086杂交,重组近交系(RIL)群体120个株系为供试材料,测定两试验环境(甘肃镇远和兰州)雨养(干旱胁迫,DS)和灌溉条件下不同发育时期株高,采用条件复合区间作图法进行株高发育动态数量遗传位点(quantitative trait loci,qtl)分析。共检测到26个条件加性qtl(A-qtl)和56对上位性qtl(AA-qtl)。在A-qtl中,***-1A-1、***-4B-2、***-5A-1、***-5D-1、***-6B-2和***-7D-1在开花期前能重复表达,且有相对较高的贡献率(H2(A))(7.39%~31.04%)。AA-qtl主要由非显著加性效应的位点间互作形成,贡献率(H2(AA))在1.38~24.27%之间,这些AA-qtl效应对后期株高有显著影响。有61.54%的A-qtl和58.93%的AA-qtl分别参与了水分环境互作,在雨养条件下普遍具有降低株高的效应。条件A-qtl的加性效应在拔节期最大,随后逐渐降低,更多的体现出上位性效应。说明控制小麦株高发育的数量性状基因易与水分环境发生互作,且在小麦不同发育阶段有不同的时空表达模式。本研究结果可为小麦抗旱遗传研究与分子改良提供基础资料。

关键词：小麦重组近交系(RIL)群体干旱胁迫株高条件qtl 互作效应

甘蓝型油菜两群体比较作图及含油量性状的条件遗传分析

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甘蓝型油菜两群体比较作图及含油量性状的条件遗传分析

作者：王继变浙江大学

学位级别：硕士

甘蓝型油菜主要是以收获菜籽榨油食用,因此提高单位面积的产油量是油菜育种家们所要研究的首要目标。含油量是一种由多基因控制复杂的数量性状,目前关于含油量qtl定位已有众多报道,但是在多环境多群体中稳定表达的qtl并不多。关于油菜... 详细信息

甘蓝型油菜主要是以收获菜籽榨油食用,因此提高单位面积的产油量是油菜育种家们所要研究的首要目标。含油量是一种由多基因控制复杂的数量性状,目前关于含油量qtl定位已有众多报道,但是在多环境多群体中稳定表达的qtl并不多。关于油菜中主要农艺性状,例如,株高、脂肪酸、初花期及千粒重等性状的qtl定位前人也有众多报道,但是这些性状与含油量彼此间在qtl/基因水平上的遗传相关性仍不甚了解。本研究以欧洲冬油菜Sollux和中国高油品种“高油605”选系Gaoyou杂交F1产生的SG-DH群体（doubled haploid）为材料,利用中国西安、杭州和德国Goettingen的Reinshof和Weende四环境下的含油量和脂肪酸含量表型数据和新版SG图谱,通过条件和非条件qtl定位策略,分析在缺失2个主效芥酸等位基因差异情况下,在单个qtl水平上鉴定油酸、亚油酸、亚麻酸和芥酸与含油量之间遗传关系。然后再用SG-DH群体中的14号株系与欧洲双低油菜品种"Express617"为遗传背景,由216个株系组成的SGE群体为作图群体,利用STS和SSR等功能分子标记重新构建甘蓝型油菜遗传图谱（SGE图谱）,同时对主要农艺性状进行qtl定位。最后将新构建的SGE图谱和qtl定位情况与本研究室2012年发表的SG图谱及主要农艺性状的qtl定位情况进行线性比对和比较,确认重复出现的qtl位点。主要研究结论如下： 1.构建了一个全长为1142.8cM、标记间平均距离为6.68cM的SGE甘蓝型油菜遗传连锁图谱。 ***图谱与SG图谱比较结果显示：共有93个标记位点完全匹配,19个标记位点部分匹配,共线性比率为83.6%。 3.非条件qtl定位分别检测到7、2、6、4、4、4、5、3和4个含油量、芥酸、硫苷、初花期、株高、千粒重、角果长度、角果密度和角果粒数有关的加性qtl。检测到2、3、4、2、2、1、2和2对含油量、硫苷、千粒重、株高、角果长度、角果粒数和初花期上位性qtl互作对。 4.两群体间共检测到1、1、1、2、2和4个与含油量、千粒重、角果粒数、硫苷、株高、初花期有关的共性qtl位点。 5.非条件qtl分析结果显示,共检测到7、10、10和5个芥酸、油酸、亚油酸和亚麻酸加性为主的qtl位点,其中位于A2、A7、A9和C1上的芥酸qtl为新的微效位点,在C7和A9上检测出新的油酸和亚麻酸qtl位点,而5个新的亚油酸位点分别位于A4、A10、C6、C7和C9连锁群上。 6.条件qtl方法结果表明,OilA9、OilC2和OilC8-2受亚油酸影响较大,OilA4同时受油酸、亚麻酸和芥酸的影响,OilAl、OilA7和OilC8-2所在区间可能存在控制油酸含量的微效基因,对含油量起调控作用。

关键词：甘蓝型油菜农艺性状含油量条件qtl 脂肪酸

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小麦旗叶淀粉含量昼夜变化的qtl分析

小麦旗叶淀粉含量昼夜变化的QTL分析

作者：王杰河北农业大学

学位级别：硕士

小麦（Triticum asetivum L.）是世界主要的粮食作物，高产是小麦育种的重要目标。小麦旗叶作为主要的光合器官，旗叶淀粉代谢对小麦籽粒的产量具有决定性作用。通过对小麦旗叶淀粉积累的动态变化研究，可以揭示小麦旗叶淀粉代谢昼夜节... 详细信息

小麦（Triticum asetivum L.）是世界主要的粮食作物，高产是小麦育种的重要目标。小麦旗叶作为主要的光合器官，旗叶淀粉代谢对小麦籽粒的产量具有决定性作用。通过对小麦旗叶淀粉积累的动态变化研究，可以揭示小麦旗叶淀粉代谢昼夜节律，明确淀粉代谢基因的时序表达，对增强叶片光合能力和转运效率，提高籽粒灌浆强度和籽粒产量意义重大。本研究以两个小麦主栽品种花培3号和豫麦57杂交获得的168个DH（doubled haploid）品系为研究材料，构建遗传连锁图谱。于2年3点6个环境下种植，在灌浆初期的6个时间点，日出日落时段采小麦旗叶测定淀粉含量变化，并进行条件及非条件qtl(Quantitative TraitLocus)定位，为进一步开展基因克隆、分子辅助选择育种提供理论依据。主要结果如下： 1.小麦旗叶淀粉代谢具有昼夜节律性，小麦旗叶淀粉含量在7:00-19:00呈上升趋势，19:00-3:00旗叶淀粉含量下降，旗叶淀粉含量在19:00有最大值，7:00有最小值。加密取样次数后，小麦旗叶淀粉含量在5:30、19:30分别达到极大值与极小值。 2.遗传图谱经过加密后，共包含357个位点，平均图谱全长2780.9cM，平均两个标记间的遗传距离是7.79cM，形成24个连锁群，被定位在小麦的21条染色体上，平均每个连锁群为14.9个位点。 3.检测到调控小麦旗叶淀粉代谢发育动态的共12个qtl，其中8个非条件qtl和9个条件qtl（有5个qtl同时是非条件qtl与条件qtl），分布在小麦的9条染色体上：1A、1B、1D、2D、3A、4A、5A、7B、7D。qFLS-1D-1、qFLS-4A、qFLS-7B、qFLS-7D-1和qFLS-7D-2既是条件qtl又是非条件qtl位点。qFLS-7D-1在非条件qtl的3个时刻及条件qtl的4个阶段中检测到，贡献率较大。8个非条件qtl在T4时刻均检测到，在其他时刻选择性表达，主效基因集中在1D和7D染色体。调控旗叶淀粉含量的非条件qtls贡献率大于10%的非条件qtl有3个，变化范围为10.2%-15.8%，分别为qFLS-1D-2、qFLS-7D-2、qFLS-7D-3。非条件qtl位点qFLS-1D-2贡献率最大，可解释遗传变异的15.8%。T3|T2时间段检测条件qtl数量最多，4个条件qtl显著表达。条件qtl的贡献率大于10%有6个，变化范围10.1%-22.5%，条件qtl位点qFLS-1A贡献率最大，可解释遗传变异的22.5%。

关键词：小麦 DH群体过渡型淀粉非条件qtl 条件qtl

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小麦抗麦红吸浆虫qtl定位

小麦抗麦红吸浆虫QTL定位

作者：安雪娇河北农业大学

学位级别：硕士

吸浆虫是严重影响小麦生产的重要害虫,包括麦红吸浆虫(Sitodiplosis mosellana Géhin)和麦黄吸浆虫(Contarinia tritici Kirby)两种,其中以麦红吸浆虫危害较为严重。麦红吸浆虫以其幼虫吸食正在灌浆的小麦籽粒汁液为主要为害方式,其结... 详细信息

吸浆虫是严重影响小麦生产的重要害虫,包括麦红吸浆虫(Sitodiplosis mosellana Géhin)和麦黄吸浆虫(Contarinia tritici Kirby)两种,其中以麦红吸浆虫危害较为严重。麦红吸浆虫以其幼虫吸食正在灌浆的小麦籽粒汁液为主要为害方式,其结果是造成小麦籽粒干瘪,既降低产量又影响到品质。培育抗性品种是降低吸浆虫为害、保障小麦生产的最为经济有效的措施。本研究以高抗麦红吸浆虫品种“河农215”和高感品种“烟优361”杂交获得的388个重组近交系(Recombinant Inbred Lines,RIL)为材料分析了小麦麦红吸浆虫抗性的非条件和条件qtl,并探讨了小麦吸浆虫抗性与其主要农艺性状间的相互关系,对了解小麦抗吸浆虫的遗传基础和进行小麦抗吸浆虫分子标记辅助选择具有重要意义。主要研究结果如下:1.利用河农215/烟优361的F6代重组近交系构建了一张包含148个SSR标记的遗传图谱,该图谱全长1651.3c M,平均标记间距离为11.23c M。每个连锁群覆盖范围在1.5c M-153.5c M之间,标记间距离在1.5c M-37.0c M之间。连锁群分布在20条染色体上,有3个连锁群因缺乏锚定标记,未能定位在任何染色体上,命名为Chr1、Chr2、Chr3。2.以吸浆虫估计损失率作为鉴定指标,2013、2014两年检测到稳定的qtl3个,位于4D、2B、4A染色体,分别命名为***-4D、***-2B、***-4A。其中***-4D最高可解释11.38%的表型变异。3.两年间共检测到6个农艺性状的21个qtl位点(其中控制株高qtl 3个,穗长qtl 6个,小穗密度qtl 3个,穗下节间长度qtl 1个,抽穗度qtl 3个,抽穗期qtl 5个),主要位于5A、6A、7A、1B、3B、5B、2D、3D、4D染色体上,单个qtl可解释表型变异为3.31%-44.29%,最大的LOD值为42.32。未检测到小穗数、开花期、抽穗至开花期天数这3个农艺性状的有效qtl。4.以株高、穗下节间长度、抽穗度为给定条件对吸浆虫估计损失率进行条件qtl检测,位点***-4D效应值明显降低,位点***-2B、***-4A效应值基本不变;以小穗密度、抽穗期、开花期为给定条件对估计损失率进行条件qtl检测,位点***-4D、***-2B、***-4A效应值无明显变化。

关键词：小麦吸浆虫农艺性状条件qtl 非条件qtl

小麦面团吹泡特性及籽粒淀粉组分含量的qtl分析

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小麦面团吹泡特性及籽粒淀粉组分含量的QTL分析

作者：田宾山东农业大学

学位级别：硕士

小麦是世界重要的粮食作物,其品质性状和许多重要农艺性状(如产量性状、生育期、抗逆性等)是由多基因控制的数量性状(qtl)。分析小麦品质的qtl/基因位点,对小麦品质改良有重要意义。近几年提出的条件qtl定位,可以得到不同环境以及不同... 详细信息

小麦是世界重要的粮食作物,其品质性状和许多重要农艺性状(如产量性状、生育期、抗逆性等)是由多基因控制的数量性状(qtl)。分析小麦品质的qtl/基因位点,对小麦品质改良有重要意义。近几年提出的条件qtl定位,可以得到不同环境以及不同时期的qtl的动态表达,不仅为作物分子标记辅助育种和分子聚合育种准备基因资源,也可以为相关基因的精细定位和克隆奠定基础。本研究以黄淮麦区推广的花培3号和豫麦57构建的双单倍体(Doubled Haploid,DH)群体为材料,基于含有323个位点的分子遗传连锁图谱,结合3个环境的表型数据对面团吹泡特性的5个指标进行了qtl定位分析。另外结合2年6个环境下小麦籽粒直链淀粉含量、支链淀粉含量以及总淀粉含量的积累动态情况,对不同发育时期小麦籽粒淀粉及其组分的积累进行了qtl动态分析,从分子水平上探讨淀粉合成基因/qtl的时空表达方式,以阐明小麦籽粒淀粉合成积累的分子遗传机理。研究结果如下:1.小麦面团吹泡特性的qtl定位利用3个环境的表型数据和基于混合线性模型的qtlNetwork2.0软件,对面团韧性(P)、延展性(L)、面团强度(W)、面团膨胀系数(G)和弹性指数(Ie)等5个吹泡性状进行qtl定位分析。共检测到17个加性效应位点和7对上位效应位点,分别位于1B、2B、3B、4B、1D、7D和5A染色体上,单个qtl可解释表型变异的1.64-28.28%。4B染色体Xwmc48-Xbarc1096区段上,同时检测到控制面团韧性(P)、延展性(L)和吹泡膨胀系数(G)的qtl位点(QDten4B、QDext4B和QSin4B),其遗传效应方向不同。在1D染色体Xwmc93-GluD1区段,检测到控制面团膨胀系数(G)、面团强度(W)和弹性指数(Ie)的位点,分别为QSin1D、QDstren1D和QEin1D,遗传贡献率分别为3.19%、17.74%和28.28%,且遗传效应方向相同,增效等位基因均来源于豫麦57。7对上位性效应遗传贡献率较小,无环境互作效应。2.小麦籽粒淀粉及组分含量的表型分析通过对花培3号和豫麦57的168个DH群体后代的总淀粉含量、直链淀粉含量和支链淀粉含量数据的表型分析,表明淀粉及其组分在后代群体中的遗传存在明显的超亲分离现象。群体分离的连续性符合正态分布,大部分偏度值与峰度值的绝对值都小于1.0,表现出典型的数量性状的遗传特点,符合qtl作图需要。3.小麦籽粒淀粉及其组分的发育动态qtl分析不同时期影响总淀粉含量的非条件qtl有7个,条件qtl 4个;影响直链淀粉含量的非条件qtl有4个,条件qtl 6个;影响支链淀粉含量的非条件qtl有3个,条件qtl 4个。控制总淀粉含量的QGsc4A和控制直链淀粉含量的QAms4A在5个时期用非条件qtl定位的方法都能检测到,而条件qtl的分析结果显示,QGsc4A仅在花后12d、花后17d、花后32d三个时期表达,QAms4A在花后12d、花后17d、花后22d三个时期表达,说明影响籽粒淀粉和直链淀粉合成的主效qtl/基因表达时期有差异。QGsc6A、QAms2A、QAmp1B位点分别在花后22d、花后32d、花后22d测到条件qtl,未检测到非条件qtl,说明条件qtl定位方法能检测到更多的qtl位点。4.小麦籽粒淀粉及其组分的上位性qtl分析6个环境下的联合分析,共检测到8对影响籽粒淀粉及组分的非条件上位性qtl,贡献率在1.62%-5.60%范围内,其中3对上位性qtl与总淀粉相关,4对上位性qtl与直链淀粉相关,1对与支链淀粉相关。条件qtl共检测到9对上位性qtl,贡献率为1.62%-6.21%,其中4对为控制总淀粉含量的上位性qtl,4对为控制直链淀粉含量的上位性qtl,1对为控制支链淀粉含量的上位性qtl。多个上位性微效qtl对淀粉、直链淀粉、支链淀粉合成的影响同样有重要作用。

关键词：小麦 DH群体条件qtl 非条件qtl 面团吹泡淀粉组分

冰草分蘖动态与开花期主要农艺性状的qtl定位

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冰草分蘖动态与开花期主要农艺性状的QTL定位

作者：何雨潼河北科技师范学院

学位级别：硕士

拥有P基因组的冰草属(Agropyron Gaertn.)植物是重要的小麦野生近缘物种,对其多分蘖优良性状、开花期及开花期主要农艺性状进行qtl定位,有助于冰草和麦类作物分子标记辅助育种。本研究利用蒙古冰草Z2098和二倍体冰草Z1842创建的杂种(Cro... 详细信息

拥有P基因组的冰草属(Agropyron Gaertn.)植物是重要的小麦野生近缘物种,对其多分蘖优良性状、开花期及开花期主要农艺性状进行qtl定位,有助于冰草和麦类作物分子标记辅助育种。本研究利用蒙古冰草Z2098和二倍体冰草Z1842创建的杂种(Cross-pollinated,CP)群体,共115份材料,调查了冰草五个发育时期的动态分蘖数、开花期和成熟期的农艺性状,并结合冰草遗传图谱进行了qtl定位。利用引物通用性筛选了小麦SSR在冰草CP群体中可利用分子标记,结果如下:1.对冰草分蘖数发育动态的调查发现,冰草CP群体的分蘖数存在丰富变异,且随着发育时期的变化,冰草群体的分蘖数呈现先减少,后增加的规律。在冰草开花期的调查中发现,冰草CP群体2020和2021年的平均开花期分别为66天和75天,单株间的开花期变异程度较小。对成熟期冰草进行调查发现,穗长变异程度最小,穗粒数变异程度最大,成熟期冰草的产量与有效分蘖以及多个穗部性状呈显著或极显著相关。2.选用与冰草同源的中国春小麦序列设计合成了139对SSR引物,利用冰草CP群体进行筛选,其中105对能够有效扩增,40对具有多态性,6对引物成功分型并用于遗传图谱构建。3.利用包含1023个SNP标记的冰草遗传连锁图谱对冰草CP群体的五个发育时期分蘖数进行动态条件和非条件qtl定位,4年共检测到37个控制分蘖数的qtl;用条件qtl检测到20个qtl,其中有16个主效qtl和3个稳定主效qtl(c QTN1-3,c QTN1-5,c QTN4-1);用非条件qtl检测到17个qtl,其中有12个主效qtl;用条件qtl和非条件qtl共同检测到9个qtl。对开花期的9个主要农艺性状进行qtl分析,4个环境(2018年2个试验点、2020和2021年)共检测到24个qtl,其中有19个主效qtl,开花期qtl q FT3-4-1的表型贡献率为25.71%,在第二年被检测到与旗叶长相关,是稳定qtl。在成熟期的9个农艺性状的qtl分析中共检测到11个qtl,均为主效qtl。

关键词：冰草分蘖开花期条件qtl 非条件qtl

小麦关联RIL群体遗传连锁图谱构建及产量相关性状的qtl定位

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小麦关联RIL群体遗传连锁图谱构建及产量相关性状的QTL定位

作者：丁安明山东农业大学

学位级别：硕士

本研究以分别含有229(潍麦8号/烟农19,WY)和485个(潍麦8号/济麦20,WJ)家系的两个关联重组自交系群体(RIL)为材料,利用SSR、EST-SSR、RAPD、SRAP、STS和ISSR等基因组引物构建了两张分子标记遗传连锁图谱。采用完备区间作图法对单株产量... 详细信息

本研究以分别含有229(潍麦8号/烟农19,WY)和485个(潍麦8号/济麦20,WJ)家系的两个关联重组自交系群体(RIL)为材料,利用SSR、EST-SSR、RAPD、SRAP、STS和ISSR等基因组引物构建了两张分子标记遗传连锁图谱。采用完备区间作图法对单株产量及其主要构成因素(每穗小穗数、单株穗数、穗粒数和千粒重)进行了qtl定位分析,并以单株产量分别对单个产量构成因素进行了条件qtl分析,获得以下主要结果:1.利用3123对不同来源的基因组引物对两个RIL群体及其亲本进行多态性筛选,在两个群体中分别有256和237对引物扩增出清晰并有差异的标记位点,并且大多数位点在群体中的分离符合1:1的比例,且为纯合位点。表明两个关联RIL群体可用于小麦数量性状的作图研究。2.运用作图软件MAPMAKER/EXP3.0和Joinmap v3.0,将两个RIL群体的358和344个位点分别定位在小麦的21条染色体上,均形成27个连锁群,构建了两张较高密度的遗传连锁图谱。其中,利用WY群体构建的连锁图谱包含358个位点,全长3010.70 cM,标记间的平均距离为8.41 cM;1B染色体上标记最多,为40个;3D上最少,只有3个。利用WJ群体构建的连锁图谱包含344个位点,全长2855.50 cM,标记间的平均距离为8.30 cM;4A染色体上标记最多,为45个;4D和7D上最少,各有3个。两个关联群体间有69个共有标记,且在连锁图谱中的位置基本一致,这有利于两个群体定位结果的相互比较。3.以两个关联群体的遗传连锁图谱为基础,利用完备区间作图软件IciMapping v3.0对小麦5个重要产量性状(单株穗数、每穗小穗数、穗粒数、千粒重和单株产量)进行了2年4点的qtl定位分析。在WY群体中检测到5个性状的29个加性qtl位点,分布在除3A、3D、4A、5A、5B和7A外的小麦染色体上,单个qtl可解释4.9%?18.6%的性状表型变异;有16个qtl能解释>10%的性状表型变异,为主效qtl;5个qtl能在不同环境中被重复检测到;4个标记区间含有一因多效或紧密连锁的qtl。在WJ群体中检测到5个性状的45个加性qtl位点,分布在除4B外的20条小麦染色体上,单个qtl可解释1.7%?14.7%的性状表型变异;有3个qtl能解释>10%的性状表型变异,为主效qtl;17个qtl能在不同环境中被重复检测到;20个标记区间含有一因多效或紧密连锁的qtl。利用两个群体检测到的5个性状的加性qtl位点分布在小麦21条染色体上,并且有9对qtl在两个群体中与相同的标记连锁,为群体间共表达的qtl。4.在小麦中,首次对单株产量及其构成因素进行了条件qtl分析。在排除了穗粒数、单株穗数和千粒重的变异后,在两个群体单株产量的8/6个非条件qtl和15/17个条件qtl中分别检测到2+2/5+3、1+11/3+11和3+2/5+3个qtl。其中,第一个数字表示被条件分析检测到的非条件qtl的数目,其效应值没有变化或变化很小;第二个数字表示只被条件分析检测到的条件qtl的数目。此外,在WY群体中检测到的4个非条件qtl在条件分析中不能被检测到。条件分析表明,每一个产量qtl可能都至少与一个产量构成要素相关,且不同构成因素对产量qtl的表达影响不同,而以单株穗数对产量的贡献率最大。在两个群体的染色体1B、1D、2A、2D、4A和5A上发现了19个(其中11个来自WY群体)与相同标记连锁的qtl(包括条件qtl),可能是相同的qtl。

关键词：小麦关联RIL群体遗传连锁图谱条件qtl 非条件qtl

小麦粒重基因TaGW2-6A的功能验证及粒重相关性状的qtl分析

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小麦粒重基因TaGW2-6A的功能验证及粒重相关性状的QTL分析

作者：张新业山东农业大学

学位级别：硕士

千粒重、穗粒数和单位面积穗数是小麦产量构成三要素，提高小麦粒重是提高小麦产量的重要途径之一。粒长和粒宽是影响籽粒大小的重要因素，对粒重也有较大影响。由于粒重、粒长和粒宽是数量性状，而控制数量性状的基因数目多且效应较低... 详细信息

千粒重、穗粒数和单位面积穗数是小麦产量构成三要素，提高小麦粒重是提高小麦产量的重要途径之一。粒长和粒宽是影响籽粒大小的重要因素，对粒重也有较大影响。由于粒重、粒长和粒宽是数量性状，而控制数量性状的基因数目多且效应较低，易受环境影响。因此开发与粒重紧密连锁的分子标记可以用于分子标记辅助选择（markerassisted selection, MAS），快速有效地鉴定小麦粒重基因，提高育种效率。另外，在qtl水平上研究小麦粒重与粒长、粒宽之间的关系，以及剖析粒长、粒宽对粒重影响的遗传机理，对于小麦产量的提高具有重要意义。本研究以3个群体（1个BC2F4群体、1个RIL群体和1个自然群体）为材料鉴定了小麦粒重基因TaGW2-6A的功能，阐明了该基因两种等位变异Hap-6A-A/G与小麦粒重、粒宽和粒长的关系。另外，利用3个遗传群体（1个DH群体、2个RIL群体）对粒重相关性状进行了非条件和条件qtl定位。取得的主要结果如下：1、利用3个群体研究了小麦粒重基因TaGW2-6A的两种等位变异Hap-6A-A/G的功能。结果表明：BC2F4群体中两类等位变异（Hap-6A-G、Hap-6A-A）家系的平均千粒重、粒宽和粒长的差异分别为8.09g,0.22mm和0.38mm;RIL1群体中两类家系的平均千粒重、粒宽和粒长的差异分别为4.01g,0.11mm和0.10mm;自然群体中两类家系的平均千粒重、粒宽和粒长的差异分别为3.95g,0.10mm和0.20mm，均达到极显著水平。TaGW2-6A第2轮PCR扩增产物的测序结果表明，小粒品种鲁麦14中有3个限制性内切酶TaqI的酶切位点（TCGA），所以酶切产物为167bp的小片段，而大粒品种山农01-35中第3个酶切位点由于发生了单碱基突变（即TCGA→TCGG）不能酶切，所以产生218bp大片段。因此，本研究确定Hap-6A-G是优异的高千粒重、粒宽和粒长等位变异，可用于粒重和产量的分子标记辅助选择。该结果与前人Hap-6A-A是影响粒重的优异等位基因的结论不同。2、利用在本实验室构建的3个小麦遗传群体及其相应的3张遗传连锁图谱，共检测到14个和11个控制粒宽和粒长的加性qtl。其中，2个主效加性qtl位点，即控制粒宽的Qkw1B位点（RIL2群体中检测到），贡献率为15.24%，控制粒长的Qkl6D（DH群体中检测到），贡献率为10.18%。另外，还检测到7对和10对控制粒宽和粒长的上位性效应位点。其中，在DH群体中检测到的控制粒宽的Qkw7A/Qkw7D的贡献率最高为8.32%，而在RIL1群体中检测到的控制粒长的Qkl2A-2/Qkl3B.1的贡献率最高为25.53%。3、利用非条件和条件qtl两种定位方法，对小麦千粒重与粒宽和粒长之间的遗传关系进行了分析，共定位到36个影响小麦千粒重的非条件和条件加性qtl，以及30对非条件或条件上位性位点，粒宽和粒长效应在小麦粒重遗传中均具有重要作用，而粒宽的贡献更大。通过分析表明，加性效应和上位效应在小麦粒重的遗传中都有较大贡献，另外运用条件分析的方法可以深入剖析粒重、粒长和粒宽间的遗传关系。如在RIL2群体中，有3个加性qtl（Qtkw1A.1、Qtkw2A-1和Qtkw7A）独立于粒长，但受粒宽的影响。这表明这些qtl在小麦育种中很重要，因为它们可以通过调节粒宽来增加千粒重，但又不影响粒长。4、本研究还检测到一些同时控制粒宽、粒长和千粒重的多效性区间。在DH群体中，3A染色体上的Xswes107-Xbarc86区段检测到控制粒宽的加性位点Qkw3A，同时该区间又参与控制粒重的上位性效应Qtkw3A-2/Qtkw5B.1。在位于6A染色体的Xgwm82-Xwmc553区间中，同时检测到控制粒宽和粒重的qtl（Qkw6A和Qtkw6A-1）。在RIL1群体中，6A染色体CFE043-TaGW2-CAPS区段上同时检测到控制粒宽和千粒重的qtl（Qkw6A.1、Qtkw6A.1），加性效应方向相同，增效等位基因均来自母本山农01-35。在RIL2群体中，2B染色体上控制粒长和千粒重的加性qtl（Qkl2B、Qtkw2B-1）均被定位在wPt-0473-wPt-1068区间内。在4A染色体wPt-7524-wPt-2788区段上同时检测到控制粒宽、粒长和千粒重的加性qtl（Qkw4A、Qkl4A-1和Qtkw4A-1）。6A上的染色体wPt-730772-Xgpw312区段内有控制粒宽和粒长的加性qtl（Qkw6A.3、Qkl6A.3）。这些具有一因多效或紧密连锁qtl的染色体区段可能在产量的形成过程中具有重要作用。

关键词：小麦粒重基因等位变异非条件qtl 条件qtl

黄河鲤高密度遗传连锁图谱构建及生长性状动态qtl定位研究

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黄河鲤高密度遗传连锁图谱构建及生长性状动态QTL定位研究

作者：陈军平河南师范大学

学位级别：硕士

黄河鲤（Cyprinus carpio haematopterus Temminck et Schlegel）是我国黄河流域重要的养殖鱼类,因其具有生长速度快、抗逆性强、口味鲜美等优势而深受广大养殖户及消费者的喜爱。然而,在过去的几十年里,随着黄河鲤养殖产业的快速发展,... 详细信息

黄河鲤（Cyprinus carpio haematopterus Temminck et Schlegel）是我国黄河流域重要的养殖鱼类,因其具有生长速度快、抗逆性强、口味鲜美等优势而深受广大养殖户及消费者的喜爱。然而,在过去的几十年里,随着黄河鲤养殖产业的快速发展,黄河鲤生长、抗逆等性状不断下降,因此亟需选育高产抗逆新品种以促进黄河鲤产业的健康可持续发展。本研究通过建立黄河鲤家系,并在其体长10cm左右的时候腹腔注射PIT标记,分别在4月龄、9月龄、13月龄和17月龄时测量家系的体质量、体长、体高及体厚,17月龄测量之后剪取鳍条通过Super-GBS技术对黄河鲤进行了遗传连锁图谱构建和生长性状的条件和非条件qtl定位。主要研究结果如下:（1）黄河鲤遗传连锁图谱的构建:本研究利用Joinmap5软件构建了黄河鲤的高密度遗传图谱,通过筛选和过滤后,共有10286个SNP标记用于构建黄河鲤遗传图谱。其中黄河鲤整合图谱包含50个连锁群,图谱总长为3474.01 c M,标记平均间距为0.35c M,标记间距从0.19 c M到0.62 c M不等,连锁群平均长度为69.48 c M,连锁群的长度从52.10 c M到133.70 c M不等。雌雄遗传图谱也有很高的标记密度。雌性遗传图谱由6702个标记组成,图谱总长为3003.984 c M,标记平均间距为0.49 c M,标记间距从0.20c M到0.83 c M不等,连锁群平均长度为60 c M,连锁群的长度从45.81 c M到136.97 c M不等。雄性遗传图谱由5478个SNP标记组成,图谱总长为2899.883 c M,标记平均间距为0.56 c M,标记平均间距从0.25 c M到0.95 c M不等,连锁群平均长度为57.99 c M,连锁群长度从34.99 c M到79.87c M不等。（2）黄河鲤体质量相关qtl定位及分析。在4月龄、13月龄和17月龄内共检测到116个非条件qtl并分布于不同的连锁群,有4个非条件qtl在3个时期同时被检测到,可解释表型变异率介于0.20～4.64%之间,27个非条件qtl分别在2个时期被检测到,其可解释表型变异率介于0.01～48.92%之间,其余85个非条件qtl仅在单个时期被检测到;共检测到103个与体质量相关的条件qtl,其中7个位点在3个时期均可被检测到,其可解释表型变异率介于0.02～50.29%之间,有29个条件qtl在2个时期同时被检测到,其他67个位点只在某个时期被检测到,其可解释表型变异率介于0.01～87.48%之间。（3）黄河鲤体长相关qtl定位及分析。在3个不同的测量时期内共检测到45个非条件qtl,有4个非条件qtl同时在3个时期均被检测到且都在第39连锁群上,其可解释表型变异率介于6.74～10.29%;其余42个非条件qtl分别在1或2个时期检测到;共检测到174个影响体长的条件qtl,其中2个位点在3个时段内检测到,其可解释表型变异率仅为1.01～9.21%,其余172个条件qtl分别在1或2个时期检测到,其可解释表型变异率介于0.01～96.4%。（4）黄河鲤体高相关qtl定位及分析。在3个不同的测量时期内共检测到149个非条件qtl,有2个非条件qtl同时在2个时期均被检测到,可解释表型变异率最高为11.84%;其余147个非条件qtl分别在1个时期检测到,其可解释表型变异率介于0.01～94.63%之间;共检测到171个影响体高的条件qtl,其中1个条件qtl在3个时段内检测到,其可解释表型变异率仅为0.46%,其余170个条件qtl分别在1或2个时期检测到,其可解释表型变异率介于0.01～81.16%之间。（5）黄河鲤体厚相关qtl定位及分析。在3个不同的测量时期内共检测到46个非条件qtl,仅有3个非条件qtl同时在2个时期均被检测到,可解释表型变异率4.72～9.03%;其余43个非条件qtl分别在1个时期检测到;共检测到41个影响体厚的条件qtl,仅有1个条件qtl在2个个时段内检测到,其可解释表型变异率仅介于0.67%～1.45%之间,其余400个条件qtl均在1个时期检测到,其可解释表型变异率最高为79.42%。本研究最终构建了一个包含50个连锁群和10286个SNP标记的黄河鲤高密度遗传连锁图谱。共定位了708个条件和非条件qtls,其中体质量、体长、体高和体厚相关qtls位点分别为152个、193个、280个和83个。研究发现影响不同时期黄河鲤生长的qtl差别较大,有些位点同时存在于多个时期,有些位点只存在于某个时期,研究结果有助于进一步解析黄河鲤的生长发育机制并为黄河鲤生长性状的分子标记辅助育种提供依据。

关键词：黄河鲤遗传连锁图谱生长非条件qtl 条件qtl