混合分群分析法及其在牧草基因定位中的应用

简要综述了混合分群分析法(BSA)的特点及其在农作物和牧草重要经济性状基因定位的最新进展,并就优化"基因池"的构建和今后BSA法在牧草基因定位上的应用提出了建议.     

BSA对牛结核抗体ELISA检测的影响

分别研究了封闭液、血清稀释液及酶标二抗稀释液中BSA成分对牛结核抗体ELISA检测的影响。结果显示酶标二抗稀释液中BSA的存在使ELISA检测值普遍偏低，且BSA的含量越高，检测值越低；结果提示，为了提高ELISA检测值，使其达到理想检测效果，必须提高酶标二抗的使用浓度。结论：BSA中可能存在的牛血清抗体杂质对酶标二抗起到了“中和”作用，降低了酶标二抗与目标抗体结合的实际浓度，使检测结果普遍偏低。     

番木瓜抗病突变抗PRSV基因的RAPD标记分析

利用随机扩增多态性DNA(Randomly amplified polymorphie DNA,RAPD)分子标记和集团分离分析法(Bulked segregation analysis,BSA)分析技术,对番木瓜(Carica papaya L.)F2代分离群体和抗番木瓜环斑型花叶病毒(Papaya ringspot virus,PRSV)突变体LK-1的抗PRSV基因进行连锁分析,从250个随机引物中筛选出了与抗PPLSV基因相连锁的3个RAPD标记,连锁分析表明,S1366、S7058和S7125与抗PRSV基因(rys)的遗传距离分别为1.9 cM、2.4 cM和12.2 cM,其中S1366和S7058两个标记在抗PRSV基因的-侧,S7125在另-侧.     

黑木耳不同交配型的单倍体菌株RAPD/BSA分析

从黑木耳(Auricularia auricula)种内杂交子H2J3的子实体上单孢分离培养得到F1代52个单核体菌株,将F1子代及亲本(H2,J3)等所有供试单核体菌株的菌丝体两两配对培养,采用核荧光染色观察核相,和光学显微镜观察锁状联合,鉴别菌丝交配反应是否形成双核体菌丝,同时测定了亲本菌株所有F1子代的交配型。根据交配型表型将F1子代菌株分成两群(F1-A1,F1-A2),将每群内各自菌株的DNA等量混合,构建交配型基因的等基因池,通过64个随机引物的RAPD分析,发现引物S126在2个等基因池间扩增出差异带S1261021,且在属于同一交配型的亲本及F1子代之间扩增结果基本一致,表明S1261021是与交配型基因连锁的分子标记。     

基于BSA和SLAF-Seq技术对大豆主茎节数QTL精细定位

为了加速大豆主茎节数候选基因的的克隆和功能验证,并为大豆主茎节数分子标记辅助育种提供分子基础,本研究通过高通量测序检测与大豆主茎节数相关数量性状区间(QTL),结合双亲重测序信息开发QTL区间InDel分子标记,实现了大豆主茎节数相关主效QTL区间的精细定位。本研究以少主茎节数C025材料为母本,多主茎节数中119为父本杂交衍生的重组自交系(RIL)102个株系为试验材料,取自交系中极端少主茎节数30株和极端多主茎节数30株,构建两个极端混池,利用传统分群分析法(BSA)和全基因组特异性位点扩增片段测序手段(SLAF-Seq)相结合的方法在4号染色体检测到与大豆主茎节数相关的5个QTL。为了进一步缩小QTL区间,依据双亲材料的高通量重测序信息,获取QTL区间的插入缺失位点(InDel)信息,并开发InDel标记。首先利用InDel标记在F₂群体进行基因型分析,结果主效位点落在第3个QTL区间。其次在主效区间开发8个共显性InDel标记,结合RIL群体全部株系进行表型鉴定,最终获得9个交换单株,将主效区间分为6种交换类型,结合表型分析最终将大豆主茎节数位点精细定位到InDel标记Chr04-38和Chr04-46之间,其区间只有171.9 kb,包含候选基因6个,实现了大豆主茎节数的精细定位。本研究通过高通量测序与极端混池相结合的方法可以高效快速地检测与大豆主茎节数相关区间,并结合双亲重测序信息开发关联区间InDel分子标记,精细定位大豆主茎节数。本研究开发的Indel标记Chr04-38和Chr04-46与大豆主茎节数紧密连锁,有利于后期大豆主茎节数分子标记辅助育种。     

利用SSR-BSA技术筛选玉米粗缩病抗性基因分子标记

采用网棚集团接种法,对感病自交系苏951和抗病自交系87-1的P1、P2、F1和F2群体进行了玉米粗缩病抗病性鉴定.并用168对引物进行了亲本间SSR-PCR扩增,其中48对引物在亲本间表现多态性.然后利用这些多态性引物检测F2的抗池和感池,只有6个SSR标记在F2的抗池和感池之间表现出多态性.这6个标记为: 5号染色体上的Blng1237(Bin5.05-5.06)、umc1941(Bin5.06)、phi087 (Bin5.06)、umc1155 (Bin5.05) 和9号染色体的phi065(Bin9.03)、umc1505(Bin9.07).进一步利用这6个SSR标记检测了465个经抗病性鉴定的F2单株的基因型,其中Blng1237和phi087明显表现为偏分离.其余4个标记用于分析表型鉴定表现为抗的181个F2单株的基因型,并对每一标记的分离数值与其相应的孟德尔理论比例(共显性1∶2∶1)相比较,进行χ2适合度检验.结果表明,umc1155、umc1505这2个标记可能与抗性基因有关.     

Genetic analysis and QTL mapping of a novel reduced height gene in common wheat(Triticum aestivum L.)

Low stature in wheat is closely associated with lodging resistance, and this impacts harvest index and grain yield. The discovery of novel dwarfing or semi-dwarfing genes can have great significance for dwarf wheat breeding. In this study, we identified an EMS-induced dwarf wheat mutant JE0124 from the elite cultivar Jing411. JE0124 possesses increased stem strength and a 33% reduction in plant height compared with wild type. Gibberellic acid(GA) treatment analysis suggested that JE0124 was GA-sensitive. Analysis of the frequency distribution of plant height in four F2 populations derived from crosses between JE0124 and the relatively taller varieties Nongda 5181 and WT indicated that the dwarfism phenotype was quantitatively inherited. We used two F2 populations and 312 individuals from the reciprocal cross of Nongda 5181 and JE0124 to map the quantitative trait locus(QTL) for reduced height to a 0.85-cM interval on chromosome 2 DL. The mapping was done by using a combination of 660 K SNP array-based bulked segregant analysis(BSA) and genetic linkage analysis, with logarithm of odds(LOD) scores of 5.34 and 5.78, respectively. Additionally, this QTL accounted for 8.27–8.52% of the variation in the phenotype. The dwarf mutant JE0124 and the newly discovered dwarfing gene on chromosome 2 DL in this study will enrich genetic resources for dwarf wheat breeding.     

大豆底荚高度QTL定位及候选基因挖掘

底荚高度是衡量大豆品种是否适宜机械收获的关键指标。底荚高度较低的品种在机械收割过程中可能造成植株部分被切断或漏割,引起总产量损失。因此,大豆底荚高度候选基因对大豆机械化育种至关重要。本研究利用完备区间作图法(Inclusive Composite Interval Mapping, ICIM)对208染色体片段代换系群体(chromosome segment substitution lines, CSSL)进行大豆底荚高度QTL定位,获得9个与大豆底荚高度相关的QTL,分布在8条连锁群上。结合BSA重测序结果,将与大豆底荚高度相关的QTL定位到C1连锁群上1.1Mb和L连锁群上0.05Mb的区间内,并对其进行基因注释。通过基因注释数据库和信息学分析,在两个共识QTL区间内获得5个可能与大豆底荚高度相关的候选基因。这些结果可以为大豆底荚高度QTL精细定位以及机械化优质高产大豆品种的选育提供理论依据。