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克氏原螯虾养殖群体slaf测序及遗传多样性分析

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克氏原螯虾养殖群体SLAF测序及遗传多样性分析

作者：刘亚楠上海海洋大学

学位级别：硕士

克氏原螯虾(Procambarus clarkii)俗称小龙虾,是一种淡水经济类虾,因为营养价值高、肉质鲜美,而受到广大消费者喜爱。但近年来,随着我国克氏原螯虾养殖面积的迅速扩增,伴随而来的种质退化问题也越来越多,导致虾体积规格小、种质资源匮... 详细信息

克氏原螯虾(Procambarus clarkii)俗称小龙虾,是一种淡水经济类虾,因为营养价值高、肉质鲜美,而受到广大消费者喜爱。但近年来,随着我国克氏原螯虾养殖面积的迅速扩增,伴随而来的种质退化问题也越来越多,导致虾体积规格小、种质资源匮乏。因此,了解克氏原螯虾养殖群体内和群体间的遗传多样性状况,可为后续种群是否需要及时引种和群体间杂交以改善养殖群体种质提供基础性的参考数据。本文采用一种简化基因组测序技术——特定区点扩增片段测序技术(Specific-Locus Amplified Fragment sequencing,slaf-seq),对来自中国湖北、江西、安徽、浙江和江苏等主要产地的14个克氏原螯虾养殖群体的120个个体进行简化基因组重测序,获得了丰富的基因组多态性序列标签,对多态性位点数据进行群体遗传学分析。主要研究结果如下:1.120份样品经过slaf测序共获得191.23 Mb reads,其中97%的序列可成功比对到参考基因组上。测序质量值Q30平均为92.19%,GC含量平均为45.22%。测序质量正常。通过生物信息学分析,获得356,181个slaf标签,标签平均测序深度约为12.5 x,共筛选出122,430个多态性slaf标签,741,147个高质量的SNP位点用于后续分析。2.通过鉴定出的741,147个SNP位点,构建120个个体的系统进化树。结果显示,这些样本在遗传上主要聚成2个簇,一支全部由浙江的群体构成,另一支由浙江东阳的群体以及其他四省的群体构成。从个体在进化树上的分布上看,浙江义乌、江西鹰潭、湖北和平、湖北龙口、安徽滁州、安徽合肥长丰和江苏常州等养殖点的个体几乎均单独聚集,说明这些养殖点品种较单一,几乎没有与其他养殖点间进行过杂交。浙江金华兰溪、浙江嘉兴海盐和南湖、安徽安庆、江西上饶等群体个体的分布与其他养殖点有较明显的混杂,表明该养殖点品种与其他养殖点品种间交流比较多。根据系统进化关系,大致归纳出克氏原螯虾养殖种群的迁徙过程,这些取样点的克氏原螯虾最初可能来自两个祖先群体,一个是浙江义乌或兰溪,另一个是江苏宿迁。3.系统发育分析并未发现养殖群体遗传分化与地理来源具有明显的相关性。群体结构分析通过K值的聚类情况及K值对应的交叉验证错误率,表明了当K值为2时,对应的交叉验证错误率值最低,从而揭示这14个克氏原螯虾养殖群体,最可能来源于两个祖先,这个结果与系统进化分析的结果是吻合的。同时,主成分分析结果揭示了安徽长丰和滁州群体、湖北荆州龙口及和平2个群体,以及浙江东阳群体等5个群体与其他群体间存在相对较远的亲缘关系,是杂交引种的潜在种源。14个养殖点的观测杂合度(Ho)介于0.2171～0.2801,平均值为0.2476;期望杂合度(He)介于0.3424～0.3598,平均值为0.3534;多态信息含量(PIC)都处于0.2750～0.2878范围,属于中度多态性位点(0.25slaf测序,能以较低的成本实现对养殖群体遗传多样性的定期监测。对于差异比较微小的养殖群体间的遗传分析,能较系统、全面地反映养殖群体的遗传多样性,为引种和群体间杂交以改善养殖群体种质提供参考依据。

关键词：克氏原螯虾 slaf-seq SNP 遗传多样性群体遗传学

菠萝混合授粉杂交品系表型研究及其父本来源分析

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农学学报 2018年第4期8卷 39-45页

作者：刘传和刘岩广东省农业科学院果树研究所广州510640 农业部南亚热带果树生物学与遗传资源利用重点实验室广州510640 广东省热带亚热带果树研究重点实验室广州510640

旨在研究菠萝混合授粉杂交品系‘H’的父本来源。比较‘H’与其母本以及混合花粉供体的表型性状;并基于表型性状遗传距离分析及slaf测序,研究‘H’与混合花粉供体间的遗传相似性及SNP基因型来源。杂交品系‘H’的物候期、植株大小,果实... 详细信息

旨在研究菠萝混合授粉杂交品系‘H’的父本来源。比较‘H’与其母本以及混合花粉供体的表型性状;并基于表型性状遗传距离分析及slaf测序,研究‘H’与混合花粉供体间的遗传相似性及SNP基因型来源。杂交品系‘H’的物候期、植株大小,果实理化品质、色泽等表型性状与花粉供体之一的‘神湾’相当,而部分理化品质指标优于‘神湾’;果实香气物质组分及含量与其母本‘无刺卡因’较接近。果实小于其母本‘无刺卡因’及‘巴厘’,而大于‘神湾’。杂交品系‘H’与‘神湾’间的遗传相似性大于‘H’与‘巴厘’间的遗传相似性。通过slaf简化基因组测序分析表明,‘H’的父本来源于‘神湾’的可能性大于‘巴厘’。

关键词：菠萝混合授粉杂交品系父本来源表型 slaf-seq

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郏县红牛生长发育性状全基因组关联分析

中国牛业科学 2018年第5期44卷 24-28页

作者：陈付英牛晖施巧婷滑留帅冯亚杰徐照学王二耀河南省农业科学院畜牧兽医研究所河南郑州450002 河南省肉牛工程技术研究中心有限公司河南郑州450003 河南牧业经济学院河南郑州450046

本研究的目的是分析郏县红牛生长性状遗传基础,筛选与生长性状相关的候选基因。运用slaf-seq简化测序技术,通过全基因组关联分析,筛选出3个与郏县红牛生长性状相关的SNP位点,rs449748996位点与18月龄体高显著相关(P=9.88E-13),rs210024... 详细信息

本研究的目的是分析郏县红牛生长性状遗传基础,筛选与生长性状相关的候选基因。运用slaf-seq简化测序技术,通过全基因组关联分析,筛选出3个与郏县红牛生长性状相关的SNP位点,rs449748996位点与18月龄体高显著相关(P=9.88E-13),rs210024569与6月龄体高潜在显著相关(P=9.53E-08),rs42177491与12月龄胸围潜在显著相关(P=2.71E-07)。在每个SNP周围1Mb区域内筛选相关基因,并对之进行GO数据库分析,发现rs449748996位点所在的LOC100337124基因可以作为18月龄体高性状的候选基因;rs210024569位点所在的C6orf106基因可以作为6月龄体高性状的候选基因;rs42177491位点所在的JAM3基因能否作为12月龄胸围的候选基因还需要进一步验证。

关键词：郏县红牛生长性状 slaf-seq 全基因组关联分析候选基因

小偃麦后代中穗部性状的遗传分析及QTL定位

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小偃麦后代中穗部性状的遗传分析及QTL定位

第十届全国小麦基因组学及分子育种大会

作者：张霞邢丕一鲍印广王洪刚李兴锋山东农业大学农学院作物生物学国家重点实验室

穗部性状是小麦重要的农艺性状,与小麦的产量构成因素密切相关。课题组前期从中间偃麦草和普通小麦烟农15杂交后代中选育出小偃麦种质系SN304,其具有穗大粒多、茎秆粗壮、旗叶宽大等优良性状,GISH、FISH和分子标记结果证明SN304是一个... 详细信息

穗部性状是小麦重要的农艺性状,与小麦的产量构成因素密切相关。课题组前期从中间偃麦草和普通小麦烟农15杂交后代中选育出小偃麦种质系SN304,其具有穗大粒多、茎秆粗壮、旗叶宽大等优良性状,GISH、FISH和分子标记结果证明SN304是一个涉及多个染色体位点结构变化的小麦-中间偃麦草渐渗系。以烟农15和SN304杂交创制的重组自交系群体为材料,通过slaf-seq技术构建了一个包含3503个标记的遗传连锁图谱,全长1401.44cM,标记间平均遗传距离为0.46cM;结合9个不同环境的表型数据对其穗部性状进行QTL分析,在2B、2D、3A、4B、6D、7D染色体上共检测到32个与穗长相关的QTL,在1B、2B、2D、4A、4B、5B、6B、7A、7D染色体上共检测到30个与小穗数相关的QTL,在2B、2D、3B、4A、4B、4D、7D染色体上共检测到20个与穗粒数相关的QTL,在3B、4A、4B、7A、7D染色体上共检测到15个与千粒重相关的QTL,其中多个QTL为多个环境中稳定表达的QTL。研究结果为小偃麦渐渗系SN304穗部性状等相关QTL的定位和中间偃麦草优异基因的挖掘奠定了基础。

关键词：小偃麦穗部性状 slaf-seq QTL

基于RTM-GWAS挖掘陆地棉株型相关性状QTL优异等位变异

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基于RTM-GWAS挖掘陆地棉株型相关性状QTL优异等位变异

利用简化基因组技术分析甘薯种间单核苷酸多态性

中国农学会棉花分会2021年年会

作者：马麒谢晓宇李吉莲宁新柱徐守振刘文豪王彩香林海宿俊吉新疆农垦科学院棉花研究所/农业农村部西北内陆区棉花生物学与遗传育种重点实验室/新疆生产建设兵团棉花改良与高产栽培重点实验室甘肃农业大学生命科学技术学院

[目的]新疆是我国棉花的主产区,随着新疆棉花"密、早、矮、膜"栽培模式和机采棉大面积推广,相对紧凑的株型结构在棉花生产中的作用日益凸显,是当前我国棉花遗传育种最主要的目标之一。限制性两阶段多位点全基因组关联分析(Restricted tw... 详细信息

[目的]新疆是我国棉花的主产区,随着新疆棉花"密、早、矮、膜"栽培模式和机采棉大面积推广,相对紧凑的株型结构在棉花生产中的作用日益凸显,是当前我国棉花遗传育种最主要的目标之一。限制性两阶段多位点全基因组关联分析(Restricted two-stage multi-locus genome-wide association study,RTM-GWAS)是新建立的一种可以全面检测自然群体不同复等位变异数量性状位点(Quantitative trait locus,QTL)的关联分析方法。利用RTM-GWAS全面解析控制陆地棉株型相关性状QTL的遗传构成及优异等位变异,可为我国棉花株型性状的遗传改良奠定重要基础。[方法]以315份陆地棉种质资源构成的自然群体为研究对象,在新疆石河子和河南安阳2个试验点2年进行3个株型相关性状的表型鉴定。利用slaf-seq(Specific-locus amplified fragment sequencing)对自然群体进行基因组测序开发单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism,SNP)标记,利用RTM-GWAS方法构建具有复等位变异的SNP连锁不平衡区段(SNP linkage disequilibrium block,SNPLDB)标记;使用RTM-GWA S模型,在单个环境和多环境条件下分别检测与株型相关性状显著的关联位点;进一步分析显著关联SNPLDB位点的有利单倍型/等位变异类型与目标性状之间的关系,以及有利单倍型/等位变异类型在自然群体中的频率分布情况。[结果]陆地棉自然群体3个株型相关性状的表型差异较大,广义遗传率相对较高,适用于株型相关性状的关联分析。通过S LAF-s e q简化基因组测序开发了1 236 418个SNP标记,质控过滤后获得13 391个高质量的SNP标记,构建9 244个具有复等位变异的SNPLDB标记。利用RTM-GWAS方法在多环境条件下分别检测到68、34和55个与株高(Plant height,PH)、果枝夹角(Fruit branch angle,FB A)和果枝长度(Fruit branch length,FBL)显著关联的SNPLDB标记位点;在此基础上,估计每个显著SNPLDB位点标记的单倍型或等位变异的遗传效应,建立能提供自然群体遗传组成信息的QTL-等位变异矩阵。最为关键的是,9个显著关联SNPLDB位点标记在单个环境和多环境条件下被检测到,且具有较高的一lgP值(大于10.00)和表型变异解释(大于1.00%),被认定是与目标性状显著关联的稳定SNPLDB位点,其中有1个稳定SNPLDB位点LDB67952328 (D03)与PH和FBL同时显著关联。通过对上述9个稳定SNPLDB位点的有利等位基因和不利等位基因型对应的表型差异显著性分析,共鉴定出4个稳定的主效SNPLDB位点,LDB 16 37952328 (与PH和FBL相关)、LDB 1 219826 (与PH相关)、LDB—1923090502309284(与FBL相关)和LDB15785891578819(与FBL相关)。根据有利单倍型/等位变异类型在自然群体中的频率分布结果,发现株型矮小而紧凑的棉花种质资源中含有的有利单倍型或等位基因的频率远大于高大而松散的材料。[结论]本研究获得了稳定主效SNPLDB位点、有利单倍型/等位变异类型、QTL-等位变异矩阵及优异等位变异,可为解析陆地棉株型相关性状的遗传基础提供重要参考信息,对于培育合理株型结构的棉花新品种具有重要意义。

关键词：陆地棉株型结构 RTM-GWAS SNPLDB标记 slaf-seq

来源： cnki会议 cnki会议评论

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利用简化基因组技术分析甘薯种间单核苷酸多态性

江苏省遗传学会2016年学术年会

作者：王茹媛罗永海江苏师范大学生命科学学院植物功能基因组学研究组

选用Xushu 18 （6x）和Nancy Hall （6x）、2个二倍体*** （2x）品系（4597-10和4597-21）、四倍体***（4x）、六倍体***（6x）、二倍体***（2x）和***（2x）以简化基因组测序技术slaf-seq测序,获得724589个slaf标签,其中多态性slaf标签... 详细信息

选用Xushu 18 （6x）和Nancy Hall （6x）、2个二倍体*** （2x）品系（4597-10和4597-21）、四倍体***（4x）、六倍体***（6x）、二倍体***（2x）和***（2x）以简化基因组测序技术slaf-seq测序,获得724589个slaf标签,其中多态性slaf标签35310个。通过序列分析,获得40765个有效单核苷酸多态（SNP）,并用这些SNP分析了8个种质的群体结构和系统发生树。结果表明,利用简化基因组测序技术slaf-seq能高效、低成本地开发出大量可用于群体遗传分析的SNP标记;通过构建进化树发现甘薯栽培种和野生种***的亲缘关系比较近。这些分析结果为进一步研究甘薯栽培种的起源提供了基础数据。

关键词：甘薯 slaf-seq 分子标记 SNP 进化分析

构建高密度遗传图谱定位夏大豆株高和始花期QTL

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构建高密度遗传图谱定位夏大豆株高和始花期QTL

江苏省遗传学会2016年学术年会

作者：曹永策李曙光何小红常芳国孔杰杰盖钧镒赵团结南京农业大学大豆研究所农业部大豆生物学与遗传育种重点实验室国家大豆改良中心作物遗传与种质创新国家重点实验室

大豆是重要的油料、粮食和饲料兼用作物。株高和始花期对大豆的产量和品质有重要的影响,是大豆育种过程中需要考虑的两个重要农艺性状。本研究以两个有限生长习性材料蒸小豆与南农1138-2为亲本,创建了包含236个重组自交家系F2:8的定位... 详细信息

大豆是重要的油料、粮食和饲料兼用作物。株高和始花期对大豆的产量和品质有重要的影响,是大豆育种过程中需要考虑的两个重要农艺性状。本研究以两个有限生长习性材料蒸小豆与南农1138-2为亲本,创建了包含236个重组自交家系F2:8的定位群体（NJZY-RIL）。基于slaf-seq技术,构建了一张包含3255个标记,覆盖大豆20条染色体,遗传总距离为2144.85cM的高密度遗传连锁图谱。利用MCIM和CIM方法,对3个不同生长环境条件下（2012年江苏南京、2012年安徽凤阳、2014年江苏南京）大豆株高和始花期性状数据进行QTL定位。结果用两种方法共检测到6个控制株高和11个控制始花期的QTL。其中qFT-15-1、qPH-1-1是两个在本研究中新定位到的主效位点;qFT-6-2、qFT-15-2、q FT-16-1、q PH-1-1、qPH-15-1、qPH-16-1为环境稳定QTL,用两种方法和在所有环境中都能检测到;两对QTL（qFT-15-2—qPH-15-1、qFT-16-1—qPH-16-1）被定位在15和16染色体相同区间内,可能是紧密连锁或一因多效控制大豆株高和始花期。本研究表明江淮地区夏大豆株高和始花期存在新的QTL位点,从侧面反映了该地材料的特异性,结果可以增加我们对大豆株高和始花期遗传控制的了解,也可以为通过分子辅助选择培育高产早熟的夏播材料提供有效信息。

关键词：大豆株高始花期 slaf-seq 高密度遗传图谱 QTL

茄子种间高密度遗传图谱构建及重要农艺性状QTL定位分析

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茄子种间高密度遗传图谱构建及重要农艺性状QTL定位分析

中国园艺学会2019年学术年会暨成立90周年纪念大会

作者：魏庆镇王五宏胡天华胡海娇汪精磊包崇来浙江省农业科学研究院蔬菜研究所

茄子(Solanum melongena)的栽培种和野生种具有十分丰富的生物多样性和广泛的地理分布,在生长习性、抗病抗逆、果实形状和颜色上存在丰富的变异。利用种间杂交群体开展茄子重要农艺性状的QTL定位分析,将为茄子重要农艺性状的精细定位和... 详细信息

茄子(Solanum melongena)的栽培种和野生种具有十分丰富的生物多样性和广泛的地理分布,在生长习性、抗病抗逆、果实形状和颜色上存在丰富的变异。利用种间杂交群体开展茄子重要农艺性状的QTL定位分析,将为茄子重要农艺性状的精细定位和候选基因挖掘提供重要参考,同时还可开发与性状紧密连锁的分子标记,辅助重要农艺性状的分子育种。本研究的母本材料为S. linnaeanum 1809纯合自交系,母本全株均有刺,果实小,圆球形带花纹,植株高大,叶缘波纹状;父本是茄子栽培种S. melongena 1836,是育种骨干纯合自交系材料,果实紫色,无刺,长果全紫色,叶无裂刻。统计121株种间F2单株的性状数据,主要包括主干高度、果实长度、果实横径、果形指数、叶裂刻、叶刺数量、叶刺颜色和叶脉颜色等8个性状;简化基因组测序(slaf-seq)开发SNP标记,利用Joinmap v5.0软件回归算法构建连锁群,Rqtl软件复合区间作图法检测QTL位点。亲本重测序及F2简化基因组测序共获得111.74G数据,构建了一张包含2122个SNP标记的高密度遗传图谱,包含12条连锁群,连锁群总长度为1 530.75 cM,标记间平均距离为0.72 cM;一共检测到17个QTL位点,分布在9条连锁群上,贡献率在4.08%～55.23%之间,每个QTL位点包含2～11个不等的SNP标记,QTL区间大小在0.15～10.53 cM之间。检测到与主杆高度相关QTL位点1个(msh5.1);与果实性状相关QTL位点10个,其中与果长相关QTL位点4个(fl1.1、fl5.1、fl7.1、fl12.1),果径相关QTL位点4个(fd3.1、fd3.2、fd11.1、fd11.2),果形指数相关QTL位点2个(fs1.1、fs3.1);与叶片裂刻、叶刺数量、叶刺颜色及叶脉颜色相关QTL位点6个,其中叶刺颜色和叶脉颜色性状相关系数达到0.84,检测到同一个主效QTL位点控制两个性状,位于10号连锁群79.02～80.14区域,平均贡献率达到44.53%。

关键词：茄子 slaf-seq 遗传图谱 QTL

陆地棉胞质不育系恢复基因的定位及候选基因的预测

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陆地棉胞质不育系恢复基因的定位及候选基因的预测

中国农学会棉花分会2017年年会暨第九次会员代表大会

作者：赵存鹏赵贵元耿昭王兆晓王凯辉刘素恩郭宝生耿军义河北省农林科学院棉花研究所/农业部黄淮海半干旱区棉花生物学与遗传育种重点实验室/国家棉花改良中心河北分中心

细胞质雄性不育(Cytoplasmic male sterility,CMS)普遍存在于水稻、油菜、棉花等农作物中,并在作物杂种优势研究利用中发挥了重要作用。在玉米、水稻、高粱等作物中已经成功克隆了育性恢复基因,但在棉花中还未见其克隆成功的报道。同时... 详细信息

细胞质雄性不育(Cytoplasmic male sterility,CMS)普遍存在于水稻、油菜、棉花等农作物中,并在作物杂种优势研究利用中发挥了重要作用。在玉米、水稻、高粱等作物中已经成功克隆了育性恢复基因,但在棉花中还未见其克隆成功的报道。同时由于棉花的恢复基因资源较少,所以虽有部分三系杂交种通过审定,但目前杂交制种主要还是靠人工去雄授粉。本研究以陆地棉胞质不育系3096A为母本,具有较强恢复力的恢复系866R为父本杂交,配制F群体,调查群体的分离比例,取30株完全可育和30株完全不育的F单株分别构建极端性状混池的样品,借助Illumina Hi seqTM 2500测序平台,使用slaf-seq(Specific-locus amplified fragment sequencing)技术对2个亲本和F分离群体进行测序分析,获得了与育性恢复基因紧密关联的分子标记和候选区域,并对候选区域内基因进行功能注释和富集分析,筛选出与棉花育性恢复相关的候选基因。共开发了165 007个slaf标签,slaf标签的平均深度为197.34x。将育性恢复基因定位于D05染色体上碱基序列375357057755 211(0.22Mb)、39558 5510416294(0.86Mb)和40531 4060 804 095(0.27 Mb)区间内,参考陆地棉基因组数据将育性恢复基因关联区域明确到物理图谱中,关联区域内包含20个基因。将这20个基因分别在NR、SwissProt、GO、COG、KEGG数据库进行BLAST比对,最终获得19个基因的注释信息。此外,对不育系和恢复系进行全基因组重测序,序列比对发现恢复系与参考基因组在关联区域内存在结构变异(Structure variation,SV)位点,而不育系与参考基因组间不存在SV;恢复系与参考基因组在关联区域内发现1607个插入缺失位点(Insertion/de1etion,InDel);13 175个单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphisms,SNP)位点,初步分析这些变异涉及到20个候选基因中的7个。后续我们还会对上述20个候选基因在保持系、不育系、恢复系及子代F的叶片、幼蕾及花药中进行RT-qPCR分析,并进行验证,以期能够获得陆地棉胞质不育系的恢复基因。

关键词：棉花细胞质雄性不育(CMS) 恢复基因定位 slaf-seq