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拟南芥株高性状全基因组上位互作网络构建

北京林业大学学报 2023年第9期45卷 21-32页

作者：杨镇宇祝绪礼曹译戈任翔宇邬荣领北京林业大学生物科学与技术学院计算生物学中心北京100083

【目的】以拟南芥株高性状及上位性网络模型为研究基础,通过构建不同层次的互作调控网络,探究、揭示植物生长发育过程中多基因在复杂网络中相互作用的过程或规律。【方法】以拟南芥的84个重组自交系为实验材料,共获得417 495个单核苷酸... 详细信息

【目的】以拟南芥株高性状及上位性网络模型为研究基础,通过构建不同层次的互作调控网络,探究、揭示植物生长发育过程中多基因在复杂网络中相互作用的过程或规律。【方法】以拟南芥的84个重组自交系为实验材料,共获得417 495个单核苷酸位点(SNPs)及8个时间点的株高生长数据,基于功能作图方法对测序得到的不同基因型与株高性状进行关联分析后,通过结合系统生物学中模块化的概念及统计学中降维的思想,在常微分方程组的基础上构建稀疏、有向、可量化的模块以及基因之间的上位性互作网络,同时使用拟南芥在线数据库对不同功能模块中的候选基因进行富集分析与功能注释。【结果】研究结果表明,在宏观遗传调控网络中,大部分功能模块在拟南芥发育过程中起正向调控的作用,并且随时间的变化会改变互作的策略。在微观调控网络中,与拟南芥的结构发育密切相关的基因AT4G29140在网络中对其他位点都是上调作用,同时只受到与衰老有关基因的下调作用。而与维持细胞的稳态有关的基因AT4G36910不主动发挥调控作用,其功能表达非常依赖于其他基因的控制。基因AT4G22680可能通过调节RP1的表达发挥其调控的功能。【结论】本研究从关联分析与复杂网络的角度上,探究了影响拟南芥生长的上位性机制,为植物遗传结构的解析提供了新的方法和思路。

关键词：复杂性状遗传方差统计模型基因上位性网络拟南芥

陆地棉开花成铃性状的遗传研究 Ⅲ.不同发育阶段的遗传规律

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Acta Genetica Sinica 2000年第9期27卷 800-809页

作者：叶子弘朱军浙江大学农学系杭州310029

对4个陆地棉品种（系）双列杂交实验的2年观察资料按包括基因型×环境互作的加性-显性遗传模型进行不同发育阶段开花成铃规律的遗律的遗传分析。方差分析表明，开花成铃早期主要受显性效应控制，至中后期加性效应作用逐渐增强，基因型... 详细信息

对4个陆地棉品种（系）双列杂交实验的2年观察资料按包括基因型×环境互作的加性-显性遗传模型进行不同发育阶段开花成铃规律的遗律的遗传分析。方差分析表明，开花成铃早期主要受显性效应控制，至中后期加性效应作用逐渐增强，基因型Ｘ环境互作效应相对较小，不同育阶段平均开花成铃数与总铃数的相关分析表明，8月1日前加性相关系数为负数或零值，但存在显著或极显著的显性正相关，8月1日后则相反。不同发育阶段平均开花成铃数的条件遗传分析发现：不同时期的基因活动强度不同，7月下旬及8月上中旬最大；检测间隔（t杒）对探讨花铃期基因活动规律有重要作用；选择调查周期时应兼顾实验目的、实验环境条件、入选性状及所处的发育阶段。

关键词：发育阶段开花数成铃数遗传方差陆地棉

陆地棉种子性状直接效应和母体效应的遗传分析

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作物学报 1995年第6期21卷 659-664页

作者：吴吉祥王国建朱军许馥华季道藩浙江农业大学农学系杭州华家池310029

采用二倍体种子遗传模型及其分析方法,分析了陆地棉（Gossypium hirsutum L.) 5个品种及其配制的F_1、F_2和正反回交一代（BC_1;、BC_2、RBC_1和RBC_2）世代籽指、种仁率、容重和油分4个种子性状的直接效应、母体效应和细胞质效应。分... 详细信息

采用二倍体种子遗传模型及其分析方法,分析了陆地棉（Gossypium hirsutum L.) 5个品种及其配制的F_1、F_2和正反回交一代（BC_1;、BC_2、RBC_1和RBC_2）世代籽指、种仁率、容重和油分4个种子性状的直接效应、母体效应和细胞质效应。分析结果表明,4个棉子性状的遗传均以母体效应为主,种子直接遗传效应作用较小。各性状的直接效应与母体效应的协方差不显著。通过母体植株的遗传表现对这些性状选择更为有效。可以根据籽指小和容重大等性状母体植株的遗传表现间接选择高油分材料。母体加性效应大的亲本,其杂种后代的母体加性效应总值一般也较大。

关键词：陆地棉种子性状遗传方差遗传相关棉花

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籼型三系杂交水稻茎蘖数的发育遗传研究

中国农业科学 2002年第9期35卷 1033-1039页

作者：梁康迳林文雄王雪仁陈志雄郭玉春梁义元陈芳育李亚娟福建农林大学作物科学学院福建农林大学作物科学学院福州350002

采用数量性状的加性 -显性发育遗传模型分析了按NCⅡ交配设计的 2套籼型三系杂交水稻茎蘖数的发育遗传规律。结果表明 ,在不同的发育阶段中 ,茎蘖数均以显性效应基因的表达为主 ,环境和基因型互作会影响茎蘖数加性效应基因的表达 ,而对... 详细信息

采用数量性状的加性 -显性发育遗传模型分析了按NCⅡ交配设计的 2套籼型三系杂交水稻茎蘖数的发育遗传规律。结果表明 ,在不同的发育阶段中 ,茎蘖数均以显性效应基因的表达为主 ,环境和基因型互作会影响茎蘖数加性效应基因的表达 ,而对显性效应基因表达的影响不明显 ;随着发育进程的推进 ,茎蘖数在生长中期的杂种优势最强 ;加性效应基因和显性效应基因在茎蘖数发育的全过程中有选择地表达。分析不同发育阶段茎蘖数与有效穗数之间的相关性 ,发现优势强的群体紧密相关的时期提早 ,反之 ,则推迟 ;利用分蘖中期的杂种优势会导致最终生物产量的提高而降低成穗率。

关键词：籼型三系杂交水稻茎蘖数发育遗传学遗传方差杂种优势

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不同环境下水稻谷粒重的发育遗传分析

中国农业科学 2003年第10期36卷 1113-1119页

作者：梁康迳林文雄陈志雄李亚娟梁义元郭玉春何华勤陈芳育福建农林大学作物科学学院福建农林大学作物科学学院福州 350002

采用数量性状的加性-显性遗传模型、发育遗传模型分析了水稻谷粒重在不同发育时期的2季资料,估算水稻谷粒重某一发育时间(0→t)或某一特定发育时间段(t-1→t)的遗传效应。结果表明,早季谷粒发育动态主要受显性效应控制,在谷粒充实的第9... 详细信息

采用数量性状的加性-显性遗传模型、发育遗传模型分析了水稻谷粒重在不同发育时期的2季资料,估算水稻谷粒重某一发育时间(0→t)或某一特定发育时间段(t-1→t)的遗传效应。结果表明,早季谷粒发育动态主要受显性效应控制,在谷粒充实的第9～12天显性效应基因急剧增加,加性效应在谷粒充实的前期几乎不表达,后期虽有表达,但作用微小;晚季谷粒充实过程受加性和显性效应的交替影响,谷粒充实早期(第3～6天)以加性效应为主,中期(第9～15天)以显性效应为主,后期(第18～30天)以加性效应为主。早季谷粒充实的全过程,显性效应基因强烈表达,且发育全过程变化幅度较大;晚季加性和显性效应基因共同控制各粒充实,但以加性效应为主,总遗传效应变化幅度较早季小。加性效应基因和显性效应基因的交替作用有利于谷粒的灌浆结实。

关键词：水稻谷粒重发育遗传遗传方差

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水稻对受体植物化感作用的遗传生态学研究

应用生态学报 2002年第12期13卷 1582-1586页

作者：何华勤林文雄董章杭郭玉春沈荔花梁义元陈芳育梁康迳福建农林大学作物学院福州350002

选用化感作用潜力差异较大的 5个水稻品种 (系 ) ,按不完全双列杂交设计 (4× 5 )配制成一套包括亲本、F1两个世代的遗传材料 ,在不同环境条件下 ,测定其不同叶龄时期对受体植物莴苣幼苗茎长的抑制作用 .采用包括基因型与环境互作的数... 详细信息

选用化感作用潜力差异较大的 5个水稻品种 (系 ) ,按不完全双列杂交设计 (4× 5 )配制成一套包括亲本、F1两个世代的遗传材料 ,在不同环境条件下 ,测定其不同叶龄时期对受体植物莴苣幼苗茎长的抑制作用 .采用包括基因型与环境互作的数量性状加性显性发育遗传模型 ,分析了水稻化感作用的动态遗传及与环境互作效应 .结果表明 ,水稻叶龄在 7叶期对莴苣茎长的化感作用受加性效应的影响 ,在 3叶期和 6叶期由显性效应控制 ,在 5叶期和 8叶期加性和显性效应均有作用 ,以显性效应为主 ,呈现间断表达的遗传特点 .普通狭义遗传率在 5叶期、7叶期和 8叶期达显著水平 ,随叶龄增大趋于下降 .水稻化感作用受基因型与环境互作效应的影响较大 ,应注意控制水稻生长发育的环境 ,以达到最佳利用水稻化感作用潜力的目的 .

关键词：水稻受体植物化感作用遗传生态学研究基因型环境遗传方差遗传率

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籼稻糙米厚度的发育遗传研究

Acta Genetica Sinica 2000年第10期27卷 870-877页

作者：樊龙江石春海吴建国朱军吴平浙江大学农业与生物技术学院农学系杭州310029 浙江大学生命科学院生物科学系杭州310029

应用包括３套遗传体系基因效应的数量性状发育遗传模型，分析了１２个籼稻亲本在４个不同稻米发育时期的糙米厚性状。结果表明，三倍体胚乳、二倍体母体植株基因的加性和显性效应以及细胞质效应均可以明显影响各个稻米发育时期的糙米... 详细信息

应用包括３套遗传体系基因效应的数量性状发育遗传模型，分析了１２个籼稻亲本在４个不同稻米发育时期的糙米厚性状。结果表明，三倍体胚乳、二倍体母体植株基因的加性和显性效应以及细胞质效应均可以明显影响各个稻米发育时期的糙米厚度，其中灌浆始期以二倍体母体植株效应为主，灌浆中后期以三倍体胚乳效应为主，成熟期则以细胞质效应为主。在４个不同发育时期中，控制糙米厚的基因加性效应和显性效应交替为主。胚乳显性方差和母体显性方差均达到显著水平，表明对糙米厚性状进行杂种优势利用是可行的。条件方差分量分析发现，控制糙米厚性状表现的胚乳、细胞质和母体植株基因，在多数发育时期中均有新的表达，且以稻米灌浆期为主，其中开花后第８～１４ｄ是控制糙米厚性状基因表达最为活跃的时期。各遗传体系在接近稻米成熟时（开花后第２２～２８ｄ），新基因表达量急剧下降，甚至关闭。一些基因效应，尤其是净细胞质效应存在着个别发育时期间断表达的现象。不同发育时期间糙米厚的遗传相关分析表明，显性相关和细胞质相关在有些发育时期达到显著或极显著水平，且成熟期糙米厚与前面各发育时期的糙米厚之间的关系最为密切。

关键词：发育遗传遗传方差籼稻糙米厚度

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普通玉米子粒性状四类效应的遗传分析

华北农学报 2000年第2期15卷 21-26页

作者：李玉玲薛喜梅连东军河南农业大学农学院河南郑州450002 河南省农业科学院情报所河南郑州450002

采用二倍体胚和三倍体胚乳种子遗传模型及其分析方法 ,以 5个玉米自交系及其间配制的F1,F2 ,BC1,BC2 为材料 ,研究了 5个玉米种子性状的胚直接效应、胚乳直接效应、母体效应和细胞质效应。结果表明 ,除粒宽外 ,各性状的遗传同时由细胞... 详细信息

采用二倍体胚和三倍体胚乳种子遗传模型及其分析方法 ,以 5个玉米自交系及其间配制的F1,F2 ,BC1,BC2 为材料 ,研究了 5个玉米种子性状的胚直接效应、胚乳直接效应、母体效应和细胞质效应。结果表明 ,除粒宽外 ,各性状的遗传同时由细胞质效应和胚、胚乳、母体基因效应所控制 ,百粒重主要受胚乳和母体效应的影响 ,粒长的遗传以母体效应为主 ,粒宽和粒厚以胚乳效应为主。各部位子粒百粒重的胚乳直接加性效应与母体加性效应的协方差达到显著或极显著水平 ,其余性状的胚、胚乳直接效应与母体效应间的协方差均不显著 ,通过母体植株的遗传表现可以对这些性状进行有效的选择。在提高百粒重的玉米育种中 ,以任一部位子粒百粒重作为选择标准可起到相同的选择效果 ,直接选择粒宽的分离类型 ,有利于获得大粒的遗传材料。S2 2

关键词：玉米遗传方差遗传相关遗传效应子粒性状

基因型与环境互作对食用稻米重金属积累特性遗传的影响

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生物数学学报 2007年第1期22卷 100-106页

作者：梁康迳林文雄柯庆明朱燕梁义元郭玉春何华勤沈荔花福建农林大学福建福州350002

采用包括种子、细胞质、母体植株三套遗传体系的种子数量性状的遗传模型和统计方法,分析了食用稻米汞、砷、铬、镉和铅等5个重金属积累特性遗传的基因型与环境互作．结果表明,5个重金属积累除了受制于种子、细胞质和母体植株三套遗传效... 详细信息

采用包括种子、细胞质、母体植株三套遗传体系的种子数量性状的遗传模型和统计方法,分析了食用稻米汞、砷、铬、镉和铅等5个重金属积累特性遗传的基因型与环境互作．结果表明,5个重金属积累除了受制于种子、细胞质和母体植株三套遗传效应外,还明显受到基因型与环境互作效应的影响．在遗传主效应中,汞、铬和铅积累以母体植株显性效应及其与环境互作效应为主．砷和镉积累则以种子直接加性与环境互作效应和母体植株显性与环境互作效应为主,细胞质效应及其与环境互作效应对这2个重金属积累的影响也较为明显．

关键词：水稻重金属元素遗传方差基因型与环境互作