栽培种花生荚果大小相关性状QTL定位

以远杂9102为母本,徐州68-4为父本杂交衍生的F5和F6共188个家系,构建了一张包含365个标记,总长度713.07 c M,标记间平均距离1.96 c M的栽培种花生遗传图谱。图谱包含22个连锁群,各连锁群平均长度12.37~81.39 c M,连锁群上标记数量3~46个。结合2013和2014年采集的荚果表型数据,采用Win QTLcart 2.5软件的复合区间作图法(composite interval mapping,CIM)进行QTL定位和效应估计。2个环境下共检测到41个QTL,其中与荚果长、宽、厚和百果重相关的QTL分别为13、7、13和8个,表型变异解释率为3.14%~18.27%。有6个QTL在2种环境下被重复检测到,其中百果重相关的2个(q HPWLG13.1、q HPWLG14.1),分布在LG13和LG14连锁群,遗传贡献率为6.95%~14.60%;与荚果长相关的3个(q LPLG2.2、q LPLG13.1、q LPLG14.1),分布在LG2、LG13和LG14连锁群,遗传贡献率为3.14%~18.27%;与荚果厚相关的1个(q TPLG3.4),分布在LG3连锁群,遗传贡献率为8.24%~9.24%。本研究涉及性状存在9个QTL热点区,每个热点区涉及2~3个性状,表型贡献率为3.57%~18.27%。     

抗青枯病兼大果和高出仁率的花生新种质创制

青枯病是影响花生产量和品质的重要土传性细菌病害,百果重和出仁率是与花生产量相关的重要性状。本研究利用远杂9102和徐州68-4杂交构建的RIL群体,在B02染色体上定位到青枯病抗性主效QTL qBWRB02。结合前期对百果重和出仁率QTL的定位结果发现,所涉及的3个性状的主效QTL分布在不同的染色体上。以RIL群体基因型数据和多个环境的青枯病抗性、百果重和出仁率表型数据为基础,利用与主效QTL紧密连锁分子标记筛选出6份聚合抗青枯病、荚果大、出仁率高3种优良性状的新种质,可以作为育种中间材料或亲本培育高产抗病新品种。本研究利用分子标记辅助选择和表型鉴定相结合有效筛选抗病高产种质,为未来花生育种提供了新思路。     

栽培种花生遗传图谱的构建及主茎高和总分枝数QTL分析

栽培种花生是异源四倍体,基因组大,构建花生的分子遗传连锁图谱并对相关性状进行QTL定位研究的工作缓慢。本研究以遗传差异大的亲本组配杂交组合富川大花生×ICG6375构建F2作图群体,采用公开发表的2653对SSR引物,构建了一张含有234个SSR标记、分布于20个连锁群的栽培种花生遗传图谱。该图谱覆盖基因组的长度为1683.43c M,各个连锁群长度在36.11~131.48 c M之间,每个连锁群的标记数在6~15个之间,标记间的平均距离为7.19 c M。结合F3在湖北武汉和阳逻环境下的主茎高和总分枝数鉴定结果,应用Win QTLCart 2.5软件采用复合区间作图法进行了QTL定位和遗传效应分析。共检测到17个与主茎高和总分枝数相关的QTL位点,贡献率在0.10%~10.22%之间,分布于8个连锁群上。综合分析武汉和阳逻环境的鉴定结果,获得重复一致的与主茎高相关的6个QTL,其中q MHA061.1和q MHA062.1位于连锁群LG06上TC1A2~AHGS0153标记区间,贡献率为5.49%~8.95%;q MHA061.2和q MHA062.2位于LG06上AHGS1375~PM377标记区间,贡献率为2.93%~5.83%;q MHA092.2和q MHA091.1位于连锁群LG09上GM2839~EM87标记区间,贡献率为0.53%~9.43%。     

花生荚果与种子相关性状QTL定位及与环境互作分析

花生荚果、种子性状与产量紧密相关,是重要的农艺性状。为挖掘与荚果、种子性状紧密连锁的分子标记,本研究以大果品种冀花5号和小果美国资源M130组配衍生的315个家系RIL8群体为材料,利用SSR、AhTE、SRAP和TRAP等标记构建了一张包含363个多态性位点的遗传连锁图谱。该图谱共包含21个连锁群,总长为1360.38 cM,标记间平均距离为3.75 cM。利用完备区间作图法对2017—2018年5个环境的荚果、种子相关性状进行数量性状基因座(quantitativetraitlocus,QTL)分析,共鉴定到97个与荚果、种子性状相关的QTL,可解释的表型变异为2.36%～12.15%,分布在A02、A05、A08、A09、B02、B03、B04、B08和B09等9条染色体上。其中, 9个与荚果长相关, 13个与荚果宽相关, 14个与荚果厚相关, 11个与种子长相关, 14个与种子宽相关, 13个与种子厚相关, 13个与百果重相关, 10个与百仁重相关; 4个主效QTL分别为qPWA08.1、qPTA08.3、qPTA08.4和qSWB08.5,可解释的表型变异分别为10.02%、11.06%、12.15%和11.97%;45个稳定表达的QTL在3个以上环境可被重复检测;连锁群A02、A08、B02、B04和B08上存在QTL聚集区。另外,检测到15对上位性QTL,可解释的表型变异为10.23%～51.84%。研究结果将为花生荚果、种子性状的分子标记辅助育种提供重要的理论依据。     

花生出仁率和株高的QTL定位分析

花生出仁率、株高等性状都对产量有重要影响, 鉴定出仁率和株高相关的主效QTL, 分析QTL的加性、上位性及其与环境的互作效应以及出仁率与株高之间的遗传关系, 有助于加快花生分子育种研究进程。本研究以远杂9102×徐州68-4构建的RIL群体为材料, 在4个环境中调查出仁率和株高等表型性状, 相关性分析结果表明, 4个环境中, 出仁率与株高均存在极显著负相关。利用前期构建的高密度遗传图谱, 通过QTLNetwork 2.0软件对出仁率和株高进行QTL定位分析, 检测到13个具加性效应的出仁率QTL, 8个具加性效应的株高QTL, 其中, 2个与出仁率相关的主效QTL (qSPA05.2和qSPA09.1)和1个与株高相关的主效QTL (qPHA09.1)至少能在3个环境下被重复检测到。还检测到11对上位性QTL, 包括出仁率6对和株高5对, 与环境之间均存在互作效应。比较QTL在连锁群上的位置发现, 在A09染色体Ad91I24-AGGS2492区间同时检测到稳定的出仁率主效QTL (qSPA09.1)和株高主效QTL (qPHA09.1)。通过条件QTL排除该位点株高的效应后, 出仁率加性效应贡献率从14.37%下降到5.50%, 表明qSPA09.1和qPHA09.1为同一位点, 同时控制株高和出仁率。     

花生种质资源主要数量性状的遗传多样性和相关性分析

为了有效地利用花生种质资源,给新品种选育提供有力的数据支持,以46份花生种质资源为试验材料,对主茎高、主茎节数、第一侧枝长、第一分枝数、总分枝数、有效枝长等主要数量性状进行了遗传多样性分析和相关性分析。结果表明：花生种质在植物学性状上拥有丰富的遗传多样性,变异系数在11.19%~82.41%之间,多样性指数在0.3095~2.0468之间,平均数为1.6805,但两者的变化趋势相反。从相关分析结果来看,主茎高和主茎节数、侧枝长、单株生产力,第二次分枝数与总分枝数,单株结果数与单株生产力,叶片长与叶片宽,荚果长与荚果宽、种子长、百果重,荚果宽与种子长、种子宽、百果重,种子长与种子宽、百果重,种子宽与百果重,百果重与单株生产力,它们之间呈显著或极显著正相关,测得相关性极显著的一对表型性状中的一个就可以描述另一个性状。     

盐胁迫下花生幼苗期相关性状的QTL分析

花生耐盐遗传位点的挖掘可为耐盐遗传机制研究奠定基础,可为耐盐品种培育提供基因资源。以花育28号和P76构建的RIL群体为材料,基于该群体构建的高密度遗传图谱,结合2个年份盐胁迫下的表型数据,应用Ici Mapping软件对花生盐胁迫下相关性状进行QTL分析。检测到13个盐胁迫下表型绝对值相关的QTL,分布于10个连锁群上,其中株高绝对值相关的QTL 3个、主根长绝对值相关的QTL 2个、茎叶质量绝对值相关的QTL 6个、根质量绝对值相关的QTL 2个。检测到6个盐胁迫下表型相对值相关的QTL,其中株高相对值相关的QTL 3个、主根长相对值相关的QTL 2个、茎叶鲜质量相对值相关的QTL 1个,分布于5个连锁群上。对比发现,B02染色体上Marker774175标记附近检测到4个QTL:q Smsh-HP-B02.1、q Swfp-HP-B02.1、q Rmsh-HP-B02.1、q Rwfp-HP-B02.1,分别控制盐胁迫下的株高和茎叶鲜质量的绝对值和相对值,其增效等位基因均来源于花育28号。结果对于进一步挖掘花生耐盐QTL具有重要意义。     

白芝麻籽粒油脂、蛋白质及芝麻素含量QTL定位分析

芝麻籽粒油脂、蛋白质和芝麻素含量是芝麻品质育种的3个重要目标。为了解析其遗传机制并检测相关QTL,利用近红外谷物品质分析仪对一个包含224个株系的F9代重组自交系(RIL)群体在2年3个环境下的籽粒品质性状检测,结果表明,群体内株系间差异显著且呈典型正态分布,而同一环境不同重复间表现差异不显著。相关性分析显示,籽粒含油量与蛋白质含量显著负相关,籽粒含油量与芝麻素含量显著正相关,蛋白质含量与芝麻素含量显著负相关;利用该RIL群体已构建的高密度遗传图谱,采用基于混合线性模型的复合区间作图法(MCIM)检测到8个QTL,表型贡献率为0.41%~14.55%;采用多重区间作图法(MIM)检测到13个QTL,可解释5.2%~18.6%的表型变异。其中5个主效QTL被2种方法同时检测到且定位区间相同,2个主效QTL在2个或3个环境中被重复检测到。控制含油量的Qoc-5与芝麻素含量的Qsc-5位于LG5连锁群上的相同区段,加性效应均为正值;而控制蛋白质含量的Qpc-5也位于相邻位置,但加性效应为负值。LG2和LG1连锁群上也存在相似情况,反映品质性状相关QTL之间存在一因多效或紧密连锁。因此,在芝麻品质育种中选择高含油量可以兼顾高芝麻素,但应对蛋白质含量进行负向选择。     

利用3个F_2群体整合高密度栽培种花生遗传连锁图

遗传图谱的构建及整合是开展花生分子育种研究的基础,利用多个作图群体整合遗传图谱是解决图谱标记密度低的有效途径。本研究采用基于锚定SSR标记的作图策略,构建3个F_2群体3张遗传连锁图,利用Join Map 3.0软件整合图谱,获得一张包含20个连锁群、792个位点、总遗传距离为2079.50 c M,标记间平均距离为2.63 c M的整合图谱,各连锁群标记数在20~66个之间,遗传距离在59.10~175.80 c M之间。将3个分离群体中检测到的与荚果及种子大小相关的QTL区段与整合连锁图的标记比较发现,各群体中检测到的位于各染色体上的QTL在整合图谱中都能出现,有些QTL标记区间在整合图谱中存在更多的标记,为今后利用这些标记进行精细定位奠定了基础。     

花生籽仁大小相关性状QTL定位

花生籽仁大小相关性状是决定花生产量的直接因素。为发掘与花生籽仁大小相关的QTL,本研究以中花16×J11构建的RIL群体为材料,得到了一张包含289个SSR标记、21个连锁群、覆盖长度为947.3cM的遗传连锁图谱。连续2年对籽仁大小相关性状鉴定表明,各性状在群体中变异广泛,呈典型正态分布,且大部分性状间显著相关。结合本研究构建的遗传图谱,利用WinCart2.5进行QTL定位分析,2年共检测到66个QTL,贡献率为3.23%~33.01%。与籽仁长(SL)、籽仁宽(SW)、籽仁长宽比(LWR)和百仁重(HSW)相关的QTL分别有18、16、18和14个。在这些QTL中,A05染色体上的区间A05A1500?A05A1530同时存在控制籽仁长(qSLA05.1和qSLA05.2)和百仁重的相关的QTL(qHSWA05.1);B06染色体上的区间A06B135?A06B113同时存在控制籽仁宽(qSWB06.2和qSWB06.4)和百仁重相关的QTL(qHSWB06.4),这些稳定存在的主效QTL将为花生产量相关性状的精细定位和分子育种奠定基础。     

大豆产量和产量构成因子及倒伏性的QTL分析

随机选取中豆29×中豆32重组自交系群体中165个家系作为2年田间试验材料,分析大豆单株产量、产量构成因子及倒伏性等性状的相关性和遗传效应,并检测各性状QTL。结果表明,38个与产量、产量构成因子及倒伏性状等有关的QTL,主要集中在C2、F和I连锁群。表型相关分析结果与QTL定位结果一致。在F连锁群上,2年均检测到倒伏QTL qLD-15-1,解释的表型变异超过20%,与百粒重和分枝荚数QTL分别位于相同和相邻标记区间,表明产量相关性状与倒伏性存在一定的关联。在I连锁群上,每荚粒数QTL和二、三、四粒荚数QTL不仅于同一位置,解释的表型变异为32%~65%,并且2个年份均重复出现,每荚粒数和四粒荚数QTL与二、三粒荚数QTL的增效基因分别来自不同的亲本。这4个粒荚性状QTL的共位性与表型相关分析结果一致,证实每荚粒数和四粒荚数与二、三粒荚数分别由不同的机制调控,对于育种上探讨以改良大豆粒荚性状为途径提高大豆产量,提供了重要依据。     

大豆倒伏性及其相关性状的QTL分析

利用来自中豆29×中豆32的165个重组自交系F₁₀进行2年田间试验, 以复合区间作图法检测与大豆倒伏及形态性状有关的QTL。结果表明, 2年分别检测到25个和19个与大豆倒伏及茎杆性状和根系性状有关的QTL, 分布于A2、C1、C2、D1a、F、G、I和L连锁群, 可解释4.4%~50.1%的表型变异。在F连锁群上, 2年均检测到倒伏主效QTL(qLD-15-1)和株高主效QTL(qPH-15-2);G连锁群和L连锁群上分别有1个主茎节数QTL和2个根重QTL在2个年份重复出现。在倒伏QTL的附近检测出株高、根重、茎叶重、茎粗、主茎节数和分枝数QTL, 表明植株地上部和地下部性状与抗倒性普遍关联;QTL定位结果与表型相关分析一致, 反映了这些形态性状表型相关的遗传特性。部分性状QTL存在共位性, 但是未在2个年份稳定表达。     

Molecular mapping of QTLs for domestication-related traits in cowpea (V. unguiculata (L.) Walp.)

Understanding the genetic basis underlying domestication-related traits (DRTs) of cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp.) is important since the genome has experienced divergent domestication and in addition it is also useful to utilize the wild germplasm efficiently for improving different traits of the cultivated cowpea. Quantitative trait loci (QTLs) for DRTs were identified in a population of 159 F₇ recombinant inbred lines derived from a cross between a domesticated cowpea (V. unguiculata (L.) Walp.) variety, 524B, and a wild accession, 219. Using the constructed linkage map, QTLs for 10 DRTs were analysed and mapped. QTLs for seed, pod and flower related traits were detected. Subsequently, QTL for ovule number was also identified. To our knowledge, this is the first time a QTL for this trait has been observed. QTLs for DRTs show co-localization on three linkage groups and pleiotropy or close linkage of genes for the traits is suggested in these chromosome regions. The information gained in this study can be used for marker-assisted selection of domestication-related QTLs in cowpea and enhance understanding of domestication in the genus Vigna.     

大豆重组自交系群体荚粒性状的QTL分析

利用大豆重组自交系soy01群体中的255个家系进行2年田间试验，采用两种作图方法，寻找一粒荚、四粒荚、每荚粒数等5个荚粒性状稳定的QTL。结果表明，利用区间作图法，2年共找到24个荚粒性状QTL，解释的遗传变异为5%~80%；利用复合区间作图法，2年共找到27个荚粒性状QTL，解释的遗传变异为4%~73%。利用复合区间作图法，2年找到2个重复出现、稳定的四粒荚QTL和2个每荚粒数QTL，为大豆荚粒性状QTL的精细定位和分子标记辅助育种提供了基础和依据。     

水稻外观品质性状QTL分析

为发掘控制水稻外观品质相关性状的稳定QTL,利用籼稻品种‘贵9B’(Gui 9B)和粳稻品种‘热研2号’(Reyan No.2)为亲本,构建了包含100个家系的重组自交系群体为作图群体。分别于2014年12月和2015年5月将该群体种植于海南三亚和贵州贵阳2个不同生态环境,对稻米粒长和垩白粒率等外观品质性状进行了QTL分析。结合相应的分子连锁图谱及完备区间作图定位方法,对外观品质性状进行QTL定位分析。QTL检测结果表明:2个环境中共定位到16个外观品质QTL,分布在第1、第2、第3、第5、第9、第10和第11条染色体上,LOD值介于2.50~10.98之间,贡献率介于7.64%~19.89%之间。其中,有8个QTL为首次发现,有2个影响粒长的QTL在2个环境下均被检测到。本研究有利于推动水稻外观品质性状基因遗传研究和分子辅助育种。     

新疆塔里木盆地东南缘花生主要农艺性状的分析与综合评价

本研究旨在筛选出新疆塔里木盆地东南缘花生引种中对产量贡献率较大的影响因子,为该地区花生引种和育种提供依据。以新疆塔里木盆地东南缘引进的20个国内主栽花生品种为材料,采用DPS对产量与农艺性状进行灰色关联度分析和聚类分析。9个农艺性状与产量的灰色关联度大小排序为分枝长>百果重>百仁重>饱果率>主茎高>出仁率>总分枝数>结果枝数>单株总果数,其中分枝长、百果重、百仁重、饱果率、主茎高等与产量的关联度高,说明在品种筛选上应注重分枝长和百果重等指标的选择;聚类分析可将20个引进花生品种分为3类,其中第Ⅲ类具有主茎高、分支长、果大、仁大、产量好等优良的农艺性状,适合在新疆塔里木盆地东南缘种植,也进一步印证了花生籽粒大小与产量相关性。