薛艳芳[1]2004年在《QTL定位方法和有关因素对定位效果的影响》文中研究指明数量性状基因座(QTLs)的检测和准确定位是了解数量性状的遗传机理、制定切实可行的育种方案的前提。影响QTL 定位效果的因素很多,包括群体类型、规模、涉及的QTL 数目、遗传标记的密度、性状遗传力等等,特别是分析中使用的遗传和统计模型对QTL 检测和定位有较大的影响。在定位前,根据实际情况选择合适的定位方法有重要的意义。本研究拟通过计算机模拟数量性状的单向回交B1群体,以考察不同因素对QTL 检验功效和定位精确性的影响。所考虑的因素包括群体大小(200,500,1000)、遗传力(0.2,0.4,0.5,0.8)、标记密度(2cM,5cM,7cM,10cM)、所涉及的QTL 数目(1,4,6,9)。对相同的模拟结果分别使用区间定位法(IM)、复合区间定位法(CIM)以及多区间定位法(MIM)进行QTL 的检测和参数估计,并比较不同方法的效果。结果表明,群体大小对IM 法和CIM 法有较大的影响,但对MIM 法的影响不是太大;随着群体规模的增大,IM 法和CIM 法对QTL 位置、效应的估计准确度以及QTL 检出率方面都有所提高。遗传力大小对CIM 法和MIM法有较大的影响,对IM 法影响相对较小,尤其是在效应值的估计上。标记密度对QTL 效应的估计以及LR 值的影响不明显,对QTL 位置的估计有较大的影响;随着标记间距的减小,叁种方法对位置的估计准确性均有所提高,并且结果趋向于一致。当只有一个QTL 时,利用侧翼标记信息进行区间定位即可获得较理想的结果;对于多个QTLs 连锁的情况,IM 法的定位效果最差,MIM 法在QTL 数目较多的时候有较大的优势,CIM 法在QTL 数目适中的情况下定位效果较好。在有上位效应存在的情况下,MIM 对QTL 的加性效应的估计较准确。
任姣姣[2]2017年在《玉米单倍体自然加倍遗传及育性恢复主效QTL定位研究》文中指出双单倍体(doubled haploid,DH)育种能够显着缩短选系时间,并且能够加快育种进程,被认为是现代玉米育种的关键技术之一。但长久以来单倍体技术的广泛推广主要受到很低的单倍体自然加倍率的影响,而其核心限制因素主要是较低的雄穗自然加倍率,即雄穗育性自然恢复效率,在非人工处理的情况下,玉米单倍体雄穗育性恢复效率往往不到10%。而且以往的研究还发现玉米单倍体的雄穗育性恢复能力与遗传因素显着相关。因此,深入细致地进行单倍体雄穗育性恢复的遗传研究,挖掘控制单倍体雄穗育性恢复的主效QTL是提高单倍体自然加倍效率的关键。本研究通过系统分析玉米单倍体育性恢复遗传特征,深入发掘相关QTL位点,将为分子标记辅助选择选育高通量DH系提供有效的功能标记,最终为开展规模化DH育种的分子生物学研究提供科学依据。本研究主要结果如下:(1)利用高频单倍体雄穗育性恢复自交系豫87-1和4F1分别与低频育性恢复自交系郑58构建不同遗传背景的单倍体群体,对田间单倍体雄穗露药得分(Anther emergence score,AES)进行调查,选择散粉表型最好的单株(AES为1),结合SSR分子标记,利用偏分离定位的方法,对单倍体雄穗育性恢复性状进行遗传研究。通过多年多点的实验,在豫87-1/郑58群体初步定位到四个与单倍体雄穗育性恢复相关的QTL位点,分别位于玉米第1、3、4和6号染色体上。除了qhmf1来自于低频育性恢复材料郑58外,其余叁个QTL位点都来自于高频育性恢复材料。在这些位点当中,qhmf1、qhmf2和qhmf4均能在4F1/郑58单倍体群体中检测到,而且位于六号染色体的qhmf4位点在两个群体中偏分离表现最显着,因此qhmf4被认为是控制单倍体雄穗育性恢复的关键位点。与此同时,本研究还利用单倍体群体偏分离定位的方法,在相同遗传背景材料中对已经定位的控制株高的QTL位点进行验证,证明了单倍体偏分离方法的有效性。(2)在qhmf4初定位的研究基础上,通过继续利用豫87-1和郑58组配的不同世代的单倍体回交群体(Haploid Backcross,HB),结合双亲序列特征开发的10个InDel分子标记和基于子代测验的精细定位策略,最终将qhmf4定位在标记IND1658和IND167之间,两个标记之间的物理距离大约为1.2Mb。通过对此区间的候选基因进行生物信息学分析,认为控制第一次减数分裂缺失基因afd1是最可能的候选基因。(3)通过对国外主要遗传材料进行筛选,得到高频单倍体雄穗育性恢复材料GF1和低频单倍体雄穗育性恢复材料GF3和GF5,对单倍体雄穗育性恢复进行遗传研究。通过组配GF1/GF3的F1单倍体分离群体,结合6K SNP芯片分子标记和SSR标记,利用偏分离定位的方法和复合区间作图法,在玉米第1、5和6号染色体上分别定位到叁个与玉米单倍体雄穗育性恢复相关的QTL位点,其中位于5号染色体的qshgd1为主效位点,该位点在GF5与GF1组配的F1单倍体群体中得到验证。以上定位结果说明单倍体雄穗育性恢复受到多个QTL位点的影响。(4)利用正常二倍体花粉对国内22个主要骨干自交系来源的单倍体雌穗进行多次授粉,根据结实株率和平均结实籽粒数评价单倍体雌穗育性恢复能力,结果表明单倍体雌穗育性恢复也同样受到基因型的显着影响。单倍体雌穗平均结实株率是89.54%,变异范围是73.56-99.18%;单倍体雌穗平均结实籽粒数是15.4,变异范围是2.67-59.82。对广义遗传率进行估计,单倍体雌穗结实株率的遗传率为0.67,平均结实籽粒数的遗传率为0.86。利用聚类分析进行多重比较,发现在检测的22个自交系材料中,B73的单倍体雌穗育性恢复能力较其他材料强,杂种优势类群中瑞德类群的单倍体雌穗育性恢复能力普遍较好。
孔广超[3]2009年在《陆地棉RIL群体遗传图谱构建及产量与纤维品质QTL定位》文中研究说明棉花是我国重要的经济作物之一,其生产不仅关系农业生产的经济效益,同时还极大地影响着纺织和服装工业发展。随着纺织业技术改进和人民生活水平提高,棉花的市场需求有了较大增长,尤其是对棉花纤维品质提出了更高要求。然而棉花产量和纤维品质都属典型的复杂数量性状,传统育种方法很难实现棉花产量和纤维品质同步改良。现代遗传学和分子生物学的发展可将控制复杂性状的多个遗传因子分解成类似于单个孟德尔因子进行研究,将遗传标记与复杂的数量性状QTL位点相关联,通过检测和追踪某个或某几个分子标记,实现对复杂数量性状的遗传操控,从而实现对棉花产量和纤维品质性状的分子标记辅助选择和改良。本研究在目前开发的大量棉花SSR分子标记的基础上,采用以PCR为基础的分子标记(SSR、SRAP和RAPD)技术,以陆地棉重组自交系(RIL)群体为研究对象,构建了具有高密度的陆地棉分子标记遗传图谱,对棉花产量与纤维品质相关性状进行了QTL定位,并对其效应进行了研究。同时基于该RIL群体创建了的棉花永久F_2群体(IF_2群体),并对其纤维品质分布特点及其在棉花纤维品质性状QT1定位中的应用进行了探索。主要研究结果如下:(1)以两个亲缘关系较远、棉花产量及纤维品质性状均存在较大差异的陆地棉品种HS46和MARCABUCAG8US-1-88为亲本,通过改良行混合法培育而成的RIL群体为材料。通过3年3点4个环境下的棉花产量及纤维品质性状调查,结果显示该RIL群体的两个亲本品种在棉花产量以及纤维品质性状上均存在显着差异。同时该RIL群体在籽棉产量、皮棉产量、衣分、铃重、衣指和籽指上均具有较大变异,纤维品质性状也存着较大的变异,且群体中以上各性状均符合正态分布。这表明该RIL群体是一个优良的遗传研究群体,可用于棉花遗传图谱构建及其棉花产量和纤维品质性状QTL定位研究。(2)以SSR标记为主,结合SRAP和RAPD标记技术,建立了包含388个分子标记、共30个连锁群、覆盖1946.22cM遗传距离的陆地棉种内遗传图谱。该图谱是目前以陆地棉种内重组近交系群体为对象所建立的具有较高密度的棉花分子标记遗传图谱,其覆盖了棉花基因组41.55%,标记间平均遗传距离为5.03cM,最小标记间距为0,最大标记间距为37.53cM。根据已定位于特定染色体上的SSR标记,将所构建的30个连锁群中的15个定位于14条染色体上,其中A亚组的7条染色体包含133个标记,覆盖683.44cM;D亚组的7条染色体中拥有70个分子标记,跨度为373.00cM。这表明A基因亚组比D基因亚组大或者A基因亚组较D亚组具有更多交换、重组机会。通过与前人的研究比较,研究所构建的遗传图谱中有11条染色体或连锁群在棉花基因组中存在不同程度的同源性,证明了棉花的基因组内不同染色体间存在一定同源性。(3)四个环境下的棉花产量性状的联合方差分析表明,环境对棉花产量具有较大影响。因此,采用四个环境下的棉花产量调查数据开展多环境联合QTLs定位将更有意义。在联合QTL定位中。共检测到与籽棉产量相关QTLs共33个,与皮棉产量相关QTLs共23个,与衣分有关QTLs共6个,与单铃重有关QTLs共14个,与籽指有关QTLs共20个,与衣指有关的QTLs共13个。其中共有21对QTLs是通过上位性效应来影响棉花产量及其相关性状,且加加上位性QTLs的总贡献率较加性QTLs总贡献率大。这表明上位性效应是影响棉花产量及其相关性状的重要因素。在QTLs与环境互作以及上位性与环境互作检测中,共检测到9个加性QTLs与环境的互作效应达到了显着或极显着水平,另有17对加加上位性QTLs与环境的互作效应也达到了显着或极显着水平,且互作效应的表型贡献率较大。这表明环境与OTL互作对棉花产量及其相关性状具有重要影响,因此要培育具有广泛适应性的棉花品种,必须聚合更多QTLs才可能实现。同时所检测到的与棉花籽棉产量相关的单个QTL的效应都较小,且试点环境差异程度和采用的环境数量也会对其遗传效应产生影响。可见,仅通过对个别QTLs的选择,对于棉花产量性状的改良效果不明显,只有实现大量优势QTLs的聚合才能获得较大产量性状的遗传增益。(4)共检测到与棉花纤维品质性状相关的QTLs 25个,其中有10对QTLs位点的上位性效应达到了显着或极显着水平。这些上位性位点涉及到分布于13条染色体或连锁群中的19个QTLs,其QTLs数目与染色体或连锁群数目均明显大于具显着效应的加性QTLs数目与所涉及的染色体或连锁群的数。同时,所检测到的上位性QTLs的累加表型贡献率也较加性效应的累积贡献率大,而且这些加加上位性所涉及到的QTL多属于本身加性效应未达到显着水平的位点。可见上位性效应在棉花纤维品质性状的遗传中具有重要作用,是纤维品质性状QTLs定位中不可或缺的重要组成部分。同时研究中所检测到的与棉花纤维品质性状相关的单个QTL的效应也都较小。可见,通过仅对个别QTLs的选择,对于棉花纤维品质性状改良的效果不明显,而只有实现大量优势QTLs的聚合才能获得较大的棉花纤维品质性状的遗传增益。与棉花产量性状相比,与纤维品质性状相关的QTLs数目(包括与环境互作效应达到显着水平的QTLs以及上位性效应达到显着水平QTLs)要少得多,这反映出棉花纤维品质性状较产量性状遗传机理可能要简单些,这也预示着棉花纤维品质性状的遗传改良较产量性状要容易一些。(5)研究建立了基于RIL群体的陆地棉永久IF_2群体,并对该IF_2群体中各项纤维品质性状在两个环境下进行了调查,结果表明该IF_2群体各项纤维品质性状的平均值均界于双亲之间或与两亲本品种相应性状的差异不显着,且各纤维品质指标的群体平均值与两亲本间杂交所形成的F_1对应值相似或更高,同时该IF_2群体中各项纤维品质指标均呈现良好的正态分布。且该IF_2群体与原RIL群体的各项纤维品质性状均值间均无明显差异,或部分指标的标准差也都非常接近,甚至IF_2群体中的个别指标标准差还高于RIL群体。以该IF_2群体为对象,共检测到与棉花纤维品质性状相关的QTLs共30个,分布于16条染色体或连锁群。其中与显性效应有关的QTLs共17个,涉及15条染色体或连锁群,其显性效应及其所能解释的表型变异百分率均较大,也检测到了具有显着效应的加显上位性、显加上位性及显显上位性,且部分上位性效应与环境互作也达到了显着水平。可见,显性效应是纤维品质性状遗传中不可缺少的重要部分。
刘海英[4]2012年在《陆地棉种子品质性状遗传和蛋白质QTL定位研究》文中研究说明棉籽是棉花生产中的最重要的副产品,应用于食用油、饲料和燃料等领域,并且是潜在的食用蛋白质源。随着世界人口的迅速增长,棉籽作为人类食物资源的潜能将越大。因此,棉籽品质性状的改良将成为棉花育种改良的重要目标之一。全面深入地研究棉籽品质性状的遗传特性及QTL定位将对于棉籽品质的遗传改良具有重要的理论和指导意义。本研究以具有氨基酸含量差异的445份棉籽为材料,构建了17种氨基酸的近红外定标模型。以188份陆地棉重组近交系为材料,按照不完全双列杂交方式,创建了永久F2群体(IF2群体)。采用包括基因型和基因型×环境互作的双子叶植物二倍体种子数量性状遗传模型,基于胚、母体、细胞质叁套遗传体系,研究了陆地棉种子品质性状的遗传特性。同时,采用新发展的包括环境互作效应在内的多遗传体系QTL作图方法和基因定位软件,对棉籽蛋白质等性状进行了胚和母体植株不同遗传体系的QTL定位分析。主要研究结果如下：1棉籽氨基酸含量的NIRS定标模型构建：本研究采用一阶导数的数学处理(1,4,4,1)、标准正态变换和去趋势(SNV+D)最佳组合的预处理方法,结合改良的偏最小二乘法(MPLS),创建了棉仁粉中17种氨基酸含量的近红外反射光谱(NIRS)定标模型。天冬氨酸、苏氨酸等12种氨基酸含量的定标模型较好,其相对分析误差(RPDc)为3.735～7.132,外部检验的决定系数(r2)为0.910～0.979,完全可以替代化学测定；而丝氨酸、蛋氨酸、酪氨酸和脯氨酸等4种氨基酸的定标模型预测效果略差,其RPDc为2.205～2.814,外部检验r2为0.800～0.830,但仍可用于棉仁粉中氨基酸含量的测定。半胱氨酸定标方程的RPDc较小(RPDc=1.358).因此,棉仁粉中半胱氨酸含量不能用近红外分析方法进行检测。氨基酸含量的NIRS定标模型为陆地棉种仁氨基酸含量测定提供一种快速、低廉、准确可靠的分析方法。2IF2群体的构建：基于来自陆地棉品种间杂交组合(HS46xMARCABUCAG8US-1-88的188个重组近交系,在重组近交系间进行随机交配,创建了一套包括了376个组合的陆地棉品种间“永久F2”群体。该群体中的重要棉籽品质性状均表现出典型的数量性状特点,呈正态分布,并且各性状出现超亲分离。因此,该群体可作为优良的遗传研究和育种资源。3棉籽品质性状的遗传特性分析：基于上述IF2群体的种子品质性状表型数据,对陆地棉7个重要种子品质性状进行了遗传方差、遗传率和遗传相关分析。(1)遗传方差分析表明,子指、仁／壳的基因表达主要受胚加性和母体加性主效应控制,其次受细胞质×环境互作效应控制；仁指的基因表达主要受胚加性和母体加性效应控制；种仁率的基因表达主要受胚加性效应控制,其次受胚显性×环境互作效应和母体加性×环境互作效应；油分含量的基因表达主要受细胞质主效应控制,其次受胚加性×环境互作效应控制。以上说明子指、仁／壳、种仁率、油分含量和仁指的变异主要来自基因型本身的作用,但环境因素不可忽视。蛋白质含量的基因表达主要受种子胚加性×环境互作效应和种子胚显性×环境互作效应控制,其次受母体加性和母体显性主效应控制；棉酚含量的基因表达主要受胚显性x环境互作效应和母体加性x环境互作效应控制,其次受母体加性主效应控制。以上结果说明这两个性状的变异易遭受很大的环境影响,因此,在性状改良时,必需考虑环境因素。(2)遗传率分析表明,子指、仁／壳、仁指和蛋白质含量总狭义遗传率较低,这些性状在中高代进行选择可以取得更好的选择效果；棉酚、油分含量总狭义遗传率较高,在早世代进行性状选择能取得一定效果。子指、种仁率、仁／壳、仁指、棉酚含量、油分含量以普通狭义遗传率为主,其中,子指、仁指、棉酚含量以普通母体遗传率为主；种仁率、仁／壳和油分含量以普通细胞质遗传率为主；蛋白质含量以互作细胞质遗传率为主。在育种改良中,子指、仁指、棉酚含量、仁／壳和油分含量可以根据母体植株的总体表现和单粒选择相结合的方法在低世代进行选择。由于棉籽蛋白质含量具有互作遗传率高的特点,其在育种改良中虽也可根据母体植株的总体表现在低世代进行单株选择,但一般与特定环境有密切关系。(3)遗传相关性分析表明,种仁率与棉酚、仁／壳以胚加性负相关为主；子指与仁／壳、棉酚含量、种仁率、仁指、蛋白质含量,种仁率与蛋白质含量,仁／壳与蛋白质含量,油分与蛋白质含量,仁指与蛋白质、棉酚含量以母体加性负相关为主；仁／壳与仁指、棉酚含量、种仁率以胚加性、细胞质、母体加性负相关为主；棉酚与油分含量以胚加性正相关为主；棉酚与蛋白质含量以细胞质正相关为主；种仁率与仁指以胚加性和母体加性正相关为主。因此,上述成对性状可以在早世代进行单粒或单株间接选择。油分含量与子指、仁／壳、种仁率和仁指未发现明显的相关性,但仍有可能通过这些物理品质性状间接改良油分含量。4棉籽蛋白质及氨基酸含量的QTL定位：以来自陆地棉品种间杂交组合(HS46×MARCABUCAG8US-1-88的188个重组近交系随机交配获得的“永久F2"群体为材料,采用本实验室构建的重组自交系分子连锁图谱,应用新发展的程序QTL Network-CL-2.0-Seed对“永久F2"群体在两个环境下测得的蛋白质及氨基酸含量进行多遗传体系QTL定位及其遗传分析。共检测到6个控制蛋白质含量的QTL,解释了58.5%的表型变异,其中,2个QTL主要在胚核基因组上表达,其余4个QTL同时在胚和母体核基因组上表达,3个QTL具有明显的环境互作效应。在3个胚加性效应贡献率大于5%的QTL中,2个QTL已定位在具体的染色体上,为蛋白质含量的分子育种提供重要基础。本试验还共检测了控制16种氨基酸含量性状表现的QTL在胚和母体植株2套核基因组上的分布情况：包括亮氨酸(Leu)、苯丙氨酸(Phe)、苏氨酸(Thr)、缬氨酸(Val)、蛋氨酸(Met)、异亮氨酸(Ile)、赖氨酸(Lys)、天冬氨酸(Asp)、丝氨酸(Ser)、谷氨酸(Glu)、甘氨酸(Gly)、丙氨酸(Ala)、酪氨酸(Tyr)、组氨酸(His)、精氨酸(Arg)、脯氨酸(Pro)含量。研究结果发现控制这些性状的QTL数目分别为2-8个,可以解释表型变异为23.37%-64.32%。所检测到的每种氨基酸QTL中,在胚核基因组上表达的QTL分别有0-2个,其中,苯丙氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、酪氨酸和组氨酸各为2个,天冬氨酸和甘氨酸未发现仅在胚核基因组中表达的QTL；在母体植株核基因组中表达的分别有0-2个,其中,异亮氨酸为2个,缬氨酸、天冬氨酸和组氨酸各为1个,其余的12种氨基酸未发现仅在母体基因组中表达的QTL。在胚核基因组和母体植株核基因组中同时表达的分别有0-6个,其中苯丙氨酸为6个,组氨酸为0个；有显着的环境互作效应的有1-5个,其中苏氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸和丙氨酸各为1个,苯丙氨酸为6个。在七种必需氨基酸中,具有良好的定位效果的为苯丙氨酸(8个QTL,共解释的表型变异为54.5%)、缬氨酸(6个QTL,共解释的表型变异为64.32%)、异亮氨酸(6个QTL,共解释的表型变异为60.95%),这些QTL在相应的性状改良中将可发挥重要的作用。
崔金腾[5]2008年在《水稻群体遗传结构与选择导入系QTL发掘研究》文中研究指明为了解决传统QTL定位和作物种质资源利用中存在的问题,黎志康提出利用生产广为种植的当家品种(系)作为轮回亲本培育高代回交群体,将目标性状的表型选择与AB-QTL相结合,通过分子标记跟踪供体基因的流向,获得定向选择所导致的等位基因频率变化信息,进而定位目标性状QTL。但不同轮回亲本与供体资源材料之间的遗传多样性和亲缘关系远近不一、各单位构建的原始回交群体的遗传结构不尽一致,这些必将对目标性状选择效率及其遗传搭车效应产生影响,进而影响到基于遗传搭车理论的选择回交导入系的QTL发掘精度和效率。本研究在对不同来源的55份水稻材料遗传多样性和亲缘关系研究的基础上,选择生产上广为应用的优良籼型恢复性蜀恢527、明恢86为轮回亲本,以2004、IRAT352、Milagrose为供体亲本经两轮回交,一轮自交得到6个BC2F2代随机群体,进行目标性状鉴定和分子标记基因型分析。通过与原始群体的QTL比较作图,明确群体遗传结构对目标性状选择导入系QTL的精度和效率影响。获得的主要研究成果如下:1.选取53个SSR标记,分析了55份参试水稻种质的遗传多样性和亲缘关系,以期为选配组合与改良亲本提供参考。本试验共检测到267个等位变异,平均每个位点等位变异数为5.04个,变化范围为4~7个;53个SSR标记的多样性指数(PIC)平均为0.624,变化范围是0.287~0.786。55份不同材料大体上可分为籼稻和粳稻两大类,各品种间遗传相似性系数在0.588~0.996之间。明恢86与53份供体亲本间的相似性系数为0.655 ~0.850,蜀恢527与53份供体亲本间的相似性系数为0.640~0.873。试验结果表明检测SSR多态性是研究水稻品种之间遗传差异的高效、准确的手段之一,为高代回交导入群体的有利基因发掘和利用提供了有益的参考。2.蜀恢527背景和明恢86背景的群体分别检测到14个和16个偏分离热点区域。除明恢86背景群体在第2和4号染色体上比蜀恢527背景群体多检测到两个偏分离热点区域,以及第5和12染色体检测到的偏分离区域相差较大外,两个遗传背景下检测到的其余偏分离热点区域高度重迭,且其中大部分偏分离标记位点均偏向于供体亲本或杂合基因型。多数偏分离位点存在配子体选择基因或育性相关基因。在6个BC2F2群体的第9号染色体45.6~99.4cM区域定位了一个新的偏分离热点区域,基因型均偏向供体亲本或杂合体。该区域也没有存在配子体基因和杂种不育基因的报道。3.通过原始群体的千粒重选取表型最优的与最差的植株各20株,组建成3种选择回交导入系群体——TOP20,LOW20和双向选择群体(40株)。用单向方差分析和卡方检验对选择回交导入系群体进行了QTL定位并与原始群体的QTL定位结果进行了比较分析。其中卡方检验期望值分别以BC2F2理论分离比和BC2F2原始群体的实际分离比(校正卡方检验)为参照进行运算。卡方检验对选择回交导入系群体进行的QTL定位表明,用原始群体分离比校正后的期望分离比进行卡方检验所检测到的QTL的精度和效率要远高于校正前,因为校正前大多数响应位点是由于偏分离所引起。与原始群体单向方差分析的检测结果比较分析显示,卡方检验对单向选择群体(正向或负向)QTL定位的精度与效率高于双向选择群体。但是单向方差分析对双向选择群体的QTL定位的精度与效率高于单向选择群体(正向或负向)。
王倩雯[6]2014年在《基于SNP标记的QTL组合定位方法研究》文中研究说明在动植物相关研究中，绝大部分与品质及经济效应相关的性状都是数量性状，因而对数量性状的遗传机理进行学习研究，并运用到实际的生产实践中，将对动植物育种等农牧业生产活动产生十分重要的意义。数量性状基因座定位即QTL(quantitative trait locus)定位，是通过存在于染色体上的遗传标记和观测得到的数量性状表型值信息，对影响数量性状表型变异的基因进行研究，推测这些基因在染色体上的位置、对所研究性状的影响。QTL定位研究已经在动植物育种、复杂性状的遗传分析、遗传疾病的治疗及预防等等领域广泛应用。QTL定位的实质是通过利用标记和QTL之间的连锁关系，将QTL定位到染色体上的标记附近，从而完成QTL的定位工作。如何选择合适的标记和合理高效的方法，准确找到与所研究性状关联显着的标记，较为精确地推测QTL在染色体上的位置在QTL定位研究中十分重要。为了取得更好的QTL定位效果，本文提出了利用全基因组上的遗传标记即SNP标记，通过组合方法进行QTL定位分析。主要研究内容如下：（1）SNP标记在基因组中分布密度高，稳定性好，易于筛选并且富有代表性，包含大量遗传信息，因此，本文选择整个基因组上的SNP标记进行分析，为QTL定位提供丰富的遗传信息。（2）传统的关联分析虽然能够得到大量与所研究数量性状存在较强关联的遗传标记，但是存在较高的假阳性，在标记数目比较庞大时难以筛选出真正与QTL连锁的标记。emBayesB方法有效地利用了EM算法处理缺失数据的特点，结合BayesB方法，通过计算SNP标记与QTL存在连锁关系的后验概率，准确的筛选出关联性较强的标记，在处理大数据量时具有明显的优势。（3）在得到与性状存在较强关联的显着性SNP标记之后，固定区间判定和LD区间判定都只是在染色体上得到了一个包含QTL的大致区间，不能精确的计算出QTL的具体位置，组合方法中希望通过性状-标记区间检测计算出较为精确的QTL的位置。同时考虑染色体上其他标记的背景遗传信息对QTL定位的影响，提高定位准确率的同时增加定位的可信度。
侯娅丽[7]2005年在《二分类性状的贝叶斯QTL定位及其影响因素的研究》文中研究指明畜禽的许多重要的经济性状属于二项分类性状或多项分类性状,它们受多基因控制,具有两种或几种分类表型,易受或不易受环境影响,不符合简单的孟德尔式遗传。因而该类性状的QTL定位较复杂。贝叶斯QTL定位方法作为一种定位QTL的有效方法,用于该类性状的定位也具有一定的优势。本试验用WinQTLCart2.0软件模拟出群体规模为300的F_2群体,遗传图谱信息,易感性值和二分类性状表型值及QTL信息,建立二分类性状的定位阈模型,采用贝叶斯方法及IM、CIM、MIM法分别进行QTL定位。贝叶斯方法定位的结果为:估计的QTL数目为5个;分别位于第1,2,3,4和4号染色体上;位置分别为:29.66cM,41.94cM,50.71cM,45.75cM和84.87cM;加性效应分别为0.1837,0.1684,0.2407,0.2050和0.4022;显性效应分别为:0.1106,0.1218,0.0699,0.0745和0.0575。和IM,CIM,MIM定位结果相比,贝叶斯定位结果更接近模拟真值。此外,本试验还考虑了链长、预热长度、稀疏间隔,选择性基因型检测,OTL数目的泊松分布均值,群体大小,遗传力对二分类性状贝叶斯QTL定位结果的影响。结果表明,链长、预热和稀疏间隔因为影响参数链的收敛从而影响参数估值;选择性基因型检测由于丢失了部分信息,所以定位结果比检测所有个体的基因型和表型差,但为了兼顾准确性和经济性这两个目的,可以通过选择基因型检测来进行贝叶斯QTL定位;QTL数目的泊松分布均值对定位结果有影响,表明不同的先验分布对后验估值有一定的影响;随着群体大小、遗传力的增加,QTL定位越准确。
刘鹏飞[8]2013年在《基于四交群体的玉米耐密性及相关性状QTL定位与分析》文中研究指明高产是玉米育种的首要目标。种植密度的增加、株型的改善和穗部性状的优化是玉米产量提高的主要措施。利用玉米耐密型品种，依靠群体产量来提高单产是实现玉米再高产的保障，是满足未来玉米需求最经济最有效的增产途径，也是玉米品种选育及产业化发展的必然趋势和方向。本研究选用自交系郑58、PH6WC、豫87-1、自330构建一个四交（郑58/豫87-1//PH6WC/自330）作图群体，通过SSR标记分析，构建了玉米的四交遗传连锁图谱，在高、低两种密度下，对玉米耐密性及相关性状的QTL进行了定位分析。主要研究结果如下：1.利用耐密系数对我国15份骨干玉米自交系在高低2种密度下，进行耐密性鉴定表明，15份自交系的耐密系数变幅较大。耐密系数前5位的自交系依次为PH6WC＞郑58＞K12＞掖478＞沈137，这些自交系耐密性较强；耐密系数最后5位的依次为：自330＜87–1＜许178＜综3＜丹9046，这些自交系对密度反应比较敏感。对广州和叁亚两个试验点下四交F2:3家系的耐密系数进行相关分析表明，两个环境的耐密系数呈极显着正相关（0.342**），表明基于产量计算的耐密系数衡量玉米耐密性是可行、可靠的。在两个试验点的高密度下，株高（0.131*，0.156*）、茎粗（0.1488*，0.152*）和叶向值（0.141*，0.132*）性状与耐密系数均达到显着性正相关；穗长（0.245**，0.161*）、行粒数（0.243**，0.237**）及百粒重（0.224**，0.168*）与耐密系数呈显着或极显着正相关，秃尖长（-0.138*，-0.143*）与耐密系数成显着负相关。因此，这些性状可以做为评价耐密性的重要次级指标。2.以郑58/豫87-1//PH6WC/自330的228个四交F1单株为作图群体，筛选出231对SSR引物基本符合所期望的1:1、1:2:1和1:1:1:1的各种分离比例，利用225个SSR标记在10对染色体上构建了覆盖玉米全基因组的分子标记遗传图谱，整个连锁图谱总长度1387.2cM，平均间距为6.19cM，10对染色体上标记平均间距在4.05～9.29cM之间，该图谱满足QTL初步定位的要求。3.基于四交群体以耐密系数作为评价耐密性的指标，应用区间作图法分析广州和叁亚两个试验点的QTL，共检测到9个QTL，分别位于第3、4、7和8染色体上，单个QTL可解释的表型变异为5.2%~28.9%。发现1个在2个环境表现稳定的主效QTL位于第7染色体，落在同一标记区间，位于连锁群bin7.02-bin7.03位点；2个环境下检测到的第3染色体上的2个QTL，qDTC-E1-1和qDTC-E2-2都临近标记umc1399，而且连锁图上QTL位置非常接近，分别位于连锁群bin3.07-bin3.09和bin3.05-bin3.07位点。4.对耐密性相关的14个性状在两个试验点两个密度下进行QTL定位检测，共定位到184个QTL，单个QTL可以解释的表型变异范围为3.3％～28.9％。株型性状主要分布在第1、4、7、9染色体上；抗倒伏株型性状QTL主要分布在第1、3、8染色体上；穗部性状QTL主要分布在第4、6、7、8染色体上。部分染色体上部分区域出现QTL成簇分布，而有些区域检测到不同性状在同一位点存在重迭的QTL。检测到的QTL中有26个QTL至少在2种环境下被同时检测到。其中，同一试验点不同密度下共检测到7个稳定的QTL；同一密度下不同试验点下共检测到19个稳定的QTL。3个环境钝感QTL在3个环境下均被稳定检测到，第1染色体上检测到1个控制叶向值的环境钝感QTL qLO-E1-1（bin1.02）；第5染色体上检测到1个控制雄穗分枝数的环境钝感QTL qTBN-E1-3(bin5.00-bin5.01）；第3染色体上检测1个茎粗系数环境钝感QTL qSDC-E1-3（bin3.01-bin3.02）。本研究的结果有望为玉米耐密型育种及分子辅助选择提供一定的理论依据。
田丽波[9]2015年在《苦瓜遗传图谱构建及白粉病抗性的QTL定位》文中研究表明苦瓜(Momordica charantia L.)对白粉病的抗性是苦瓜露地和设施栽培及抗病育种的重要性状,其抗性的生理基础、遗传机制和QTL定位是尚未解决的重要科学问题。因此,本研究首先为筛选抗白粉病的苦瓜种质,开展抗病育种,探讨苦瓜抗白粉病的生理基础,以21份来源不同的苦瓜种质资源为试材,连续2年鉴定白粉病抗病性,并从中选出4份抗性不同的材料,研究了相关生理生化指标的动态变化及叶片结构与白粉病抗性之间的关系；其次采用主基因+多基因混合遗传分离分析法对抗白粉病遗传进行研究；再次为了快速获取高质量的苦瓜基因组DNA,以进行白粉病抗性基因分子标记研究,探究了苦瓜基因组DNA提取的最佳方法和取样的最适叶龄,对影响ISSR-PCR的主要因素进行了优化；然后采用多代自交的野生苦瓜04-17-3和栽培苦瓜25-1杂交产生的F2分离群体120株为构图群体,采用ISSR、SRAP和SSR标记构建苦瓜分子标记遗传连锁图谱；最后,以120个F2单株和F2单粒传获得的120个F2：3家系为白粉病抗性性状调查群体,利用已构建好的苦瓜遗传图谱对白粉病抗性进行了QTL定位。本研究主要结果如下：1.不同来源的苦瓜品系之间白粉病发病程度表现出较大的差异和多样性,28.57%的苦瓜种质资源表现为抗病,28.57%表现为中抗,33.33%表现为感病,9.53%表现为高感；抗病品系可通过维持叶绿素质量分数水平,提高可溶性糖质量分数,增强POD、PPO、PAL、SOD、CAT、APX酶活性清除因病菌侵染积累的H2O2和活性氧,使植物维持体内的活性氧产生和清除的动态平衡,使细胞壁木质化,阻止病原菌进一步入侵,从而来提高对白粉病的抗性。抗病苦瓜品系叶片的蜡质含量显着高于感病品系,蜡质层是其抵抗和延迟病原菌侵入的一个有力结构屏障。叶背面的气孔及茸毛密度与病情指数呈显着正相关关系。PAL、PPO、POD、SOD、CAT活性、可溶性糖含量及叶绿素质量分数、叶背面茸毛密度及气孔密度、叶片蜡质含量均可作为苦瓜对白粉病抗性早期鉴定的辅助指标。2.苦瓜对白粉病的抗性遗传符合2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因模型(E-1),抗病对感病为不完全隐性：2对主基因的加性效应值均为-12.00；2对主基因分别具有正向部分显性和正向超显性作用,加性效应值均大于其显性效应值,上位性效应值(i+jab+jba+1)为负值。从遗传率上看,回交世代和F2的主基因的值分别为55.14%、43.56%和95.22%,多基因的值分别为16.10%、26.57%和0,环境变异在4.78%-29.87%之间。主基因和多基因共同决定了苦瓜对白粉病的抗性,以主基因遗传为主,同时还受到环境变异的部分影响。在白粉病抗性育种过程中,应注意利用加性效应,选用白粉病抗性基因较多的材料作为亲本,并在早代进行选择,尤其是F2代主基因选择效率最高。3.采用改良CTAB法从苦瓜顶端嫩叶中提取的基因组DNA产量和纯度均较高,效果较好。优化后的ISSR-PCR反应体系为：25μl 10×PCR buffer,2.5 mmol/L MgCl2,250 μmol/L dNTPs,10 ng模板DNA,0.75 U Taq酶,引物浓度0.7μmol/L,反应总体积为25μl,引物UBC826最佳退火温度为53℃C。4.构建的遗传连锁图总长为732.1 cM,共116个位点,包含了47个ISSR标记,53个SRAP标记,16个SSR标记,共13个连锁群,平均图距为6.31 cM,基本满足QTL定位的要求。每条连锁群上的标记数为2-33个不等,距离在1.7～131.1 cM之间,偏分离比例为27.50%。5.在F2代中共检测到6个QTL位点,主要位于第1、第8和第10连锁群上,贡献率为0.65-12.15%,6个QTL位点的总贡献率为39.02%。在F2：3家系中共检测到11个QTL位点,第一连锁群上有3个位点,第10连锁群上有5个位点。这两条连锁群上位点比较集中,QTLs贡献率为0.97%-12.16%,F2：3家系中的11个QTL位点贡献率总和为62.86%。2年中有6个QTL在F2(2011年秋季)和F2：3家系(2012年春季)分别定位在了相同的基因座(Bz1.1/LG1,28.4cM;Bz1.2/LG1,77.3cM;Bz1.3/LG1,116.3cM; Bz8.1/LG8,18.0cM;Bz10.4/LG10,62.5cM;Bz10.5/LG10,103.2cM)。6个QTL位点的加性和显性效应的方向性比较一致。
郭咏梅[10]2005年在《水、旱栽培条件下稻米主要品质性状比较研究及QTL定位》文中提出本研究利用旱稻品种IRAT109和水稻品种越富杂交的DH群体为材料,分别在水田、旱田种植,考查了水田、旱田种植条件下亲本和DH群体的外观品质(粒长、粒宽、长宽比、垩白率),加工品质(糙米率、精米率、整精米率),蒸煮食用品质(直链淀粉含量、胶稠度、碱消值)和营养品质(蛋白质含量),并作了表型比较分析和相关分析。利用这一作图群体构建的包括165个分子标记(其中94个RFLP标记和81个SSR标记)的连锁图谱,采用混合线性模型的复合区间作图方法,对水、旱环境下控制主要稻米品质性状的数量性状位点(QTL)进行了系统分析,主要结果如下: 1、用SPSS软件对水、旱田2种环境条件下DH群体各品系间差异显着性分析,所研究的11个稻米品质性状中,水、旱两种不同栽培条件下蛋白质含量、整精米率、胶稠度和碱消值等4个性状差异较大,说明这些性状受水分条件影响较大;粒长、粒宽、直链淀粉含量和垩白率也有一定的差异,一定程度受土壤水分环境影响。旱栽条件下稻米蛋白质含量、整精米率、胶稠度、碱消值等均有不同程度的升高,其中蛋白质含量平均提高37.9%,平均提高了3.02个百分点,而垩白率下降,稻米米粒变小,总体上旱栽稻米品质有变优趋势。糙米率、精米率和长宽比在两种栽培条件下没有差异,基本上不受土壤水分环境影响。 2、采用SPSS软件对同一品质性状在水、旱两种不同栽培条件下相关性分析,表明加工品质性状的基因与环境互作较大,外观、蒸煮和营养等品质性状比较稳定;因此,通过水稻和旱稻相互杂交,可将旱稻的抗旱基因导入外观品质、蒸煮、食用品质以及营养品质优良的的目标水稻亲本中,选育出抗旱、优质的水稻或早稻品种。 3、利用已构建好的包含165个标记的水稻连锁图,用QTLMAPPER1.0软件对水、旱环境DH群体的外观品质、加工品质、蒸煮食用品质和营养品质进行QTL定位分析,共检测到23个加性OTL和22对上位性互作OTL,其中4个加性OTL和18对上位性互作OTL与环境存在显着互作,单个OTL与环境互作效应的贡献率在8.99%～47.86%之间。
参考文献：
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[2]. 玉米单倍体自然加倍遗传及育性恢复主效QTL定位研究[D]. 任姣姣. 中国农业大学. 2017
[3]. 陆地棉RIL群体遗传图谱构建及产量与纤维品质QTL定位[D]. 孔广超. 浙江大学. 2009
[4]. 陆地棉种子品质性状遗传和蛋白质QTL定位研究[D]. 刘海英. 浙江大学. 2012
[5]. 水稻群体遗传结构与选择导入系QTL发掘研究[D]. 崔金腾. 中国农业科学院. 2008
[6]. 基于SNP标记的QTL组合定位方法研究[D]. 王倩雯. 哈尔滨工业大学. 2014
[7]. 二分类性状的贝叶斯QTL定位及其影响因素的研究[D]. 侯娅丽. 山西农业大学. 2005
[8]. 基于四交群体的玉米耐密性及相关性状QTL定位与分析[D]. 刘鹏飞. 甘肃农业大学. 2013
[9]. 苦瓜遗传图谱构建及白粉病抗性的QTL定位[D]. 田丽波. 沈阳农业大学. 2015
[10]. 水、旱栽培条件下稻米主要品质性状比较研究及QTL定位[D]. 郭咏梅. 中国农业大学. 2005
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