中国科学技术信息研究所--国家工程技术数字图书馆

[学位论文] 吕建伟华中农业大学 2019年博士导师: 廖伯寿；涂金星共107页

摘要 : 花生(Arachis hypogaea L.)是世界范围内广泛种植和加工利用的重要油料作物之一，提高产量是花生育种的重要目标。株高、出仁率均与花生产量密切相关，揭示二者的遗传机制对于培育高产花生品种至关重要。然而，目前关于花生株高和出仁率性状的遗传机制... 展开花生(Arachis hypogaea L.)是世界范围内广泛种植和加工利用的重要油料作物之一，提高产量是花生育种的重要目标。株高、出仁率均与花生产量密切相关，揭示二者的遗传机制对于培育高产花生品种至关重要。然而，目前关于花生株高和出仁率性状的遗传机制仍不清楚。本研究分别以“远杂9102×徐州68-4”(YX)、“徐花13×中花6号”(XZ)两个花生杂交组合衍生的重组自交系(RIL)群体为研究材料，利用SSR标记构建两个群体的遗传连锁图谱，开展多年多点株高和出仁率性状的鉴定评价和QTL定位，并将与多环境、多群体稳定的QTL连锁的标记进行基因组比对，发掘和分析区段内的候选基因信息，为株高和出仁率性状的协同改良提供理论依据。主要研究结果如下。 1.在表型数据分析方面，株高和出仁率表型在YX和XZ两个RIL群体的所有环境呈连续正态或偏态分布，表明株高和出仁率性状由多基因控制，均主要由遗传因素控制。两个RIL群体在各个环境的株高和出仁率表型均呈显著负相关，相关系数因亲本遗传背景而异。 2.在遗传连锁图谱构建方面，利用YX群体构建了含830个SSR位点、覆盖1386.19cM的遗传图谱，标记间平均距离为1.67cM。在XZ群体构建了含817个SSR位点、覆盖1756.48cM的遗传图谱，标记间平均距离为2.15cM。 3.在株高QTL定位方面，YX群体共检测到38个QTL，表型贡献率范围为3.99％～26.27％，其中有7个主效QTL，8个重复QTL;XZ群体共检测到10个株高QTL，表型贡献率范围为6.41％～12.03％，其中有3个主效QTL。在A09连锁群，YX群体的一致性QTL cqPHA09.d和XZ群体的qPHA9.1a含有相同的紧密连锁标记Ad09A3779和AGGS2438，是多群体多环境的稳定QTL。 4.在出仁率QTL定位方面，YX群体共检测到66个出仁率QTL，表型贡献率范围为3.09％～17.44％，其中有16个主效QTL，14个重复QTL。XZ群体共检测到17个出仁率QTL，表型贡献率范围为4.99％～23.71％，其中有7个主效QTL，3个重复QTL。在A09连锁群，YX群体的一致性出仁率QTL cqSPA09.a与XZ群体的出仁率QTL qSPA09.3a是多群体多环境稳定的出仁率QTL。在B10连锁群，YX群体的环境重复出仁率QTL qSPB10.2b和qSPB10.3c，与XZ群体部分效应来自株高的出仁率QTL qSPB10.3b是多群体多环境稳定的出仁率QTL。 5.在株高和出仁率QTL共定位方面，YX群体A09连锁群的一致性株高QTLcqPHA09.a与主效出仁率QTL cqSPA09.a（PVE值12.95％和17.44％）共定位。XZ群体A09连锁群的主效株高QTL qPHA09.3a（PVE值10.63％）和出仁率QTLqSPA09.3a（PVE值4.99％）共定位。这些共定位的QTL效应相反，表明A09染色体含有控制花生株高和出仁率性状的多效基因或紧密连锁的基因。 6.SSR标记Ad09A3779和AGGS2438与YX群体一致性QTL cqPHA09.d和XZ群体qPHA9.1a紧密连锁，将它们比对到A09基因组的3.4Mb物理区间，含有161个候选基因，其中150个基因具有功能注释，11个基因功能未知。有50个基因在栽培种花生中按照表达模式被划分为两个类群，一类基因主要在发育的荚果和种子中以及营养枝和生殖枝的顶端表达，另一类基因主要在苗期的根、瘤、叶片、主茎和侧枝表达，表明该标记区间内存在控制株高、荚果出仁率的基因。收起

关键词 : 花生株高出仁率数量性状座位定位

2. 水稻千粒重QTL qTGW1.2a的解析与精细定位

[学位论文] 王文慧中国农业科学院 2019年博士导师: 庄杰云共74页

摘要 : 粒重和粒形是典型的数量性状，与水稻的产量和品质息息相关。数量性状一般由少量主效基因和大量微效基因共同控制，其中，主效基因具有效应大和遗传力高的特点，成为深入研究的首选。然而，主效基因数量有限，对于粒重和粒形遗传机理的阐明具有局限性... 展开粒重和粒形是典型的数量性状，与水稻的产量和品质息息相关。数量性状一般由少量主效基因和大量微效基因共同控制，其中，主效基因具有效应大和遗传力高的特点，成为深入研究的首选。然而，主效基因数量有限，对于粒重和粒形遗传机理的阐明具有局限性;因此，对微效粒重和粒形QTL的研究意义重大。在前期研究中，本实验室应用珍汕97(ZS97)///ZS97//ZS97/密阳46(MY46)衍生的BC2F5、BC2F6和BC2F7群体，在水稻第1染色体长臂上分解出两个控制粒重且相互连锁的QTL，分别将其命名为qTGW1.1和qTGW1.2。随后，应用6套BC2F10∶11近等基因系将qTGW1.2分解为qTGW1.2a、qTGW1.2b和qTGW1.2c。本研究针对效应最大、定位区间在RM11730-RM11762的qTGW1.2a，构建新群体，开展精细定位研究，结果如下: 1qTGW1.2a的验证和分解依据qTGW1.2a的定位结果，从ZS973/MY46后代群体中筛选出1株在Wn33011-Wn33304区间分离的BC2F10单株;种植该单株自交产生的BC2F11群体，经标记检测，获得2个在Wn33011-Wn33252区间杂合的单株和1个在Wn33252-Wn33304区间杂合的单株，自交获得BC2F12群体。对3个群体的分离区间进行标记检测，选择双亲纯合型单株，自交获得BC2F12∶13近等基因系，命名为L1、L2和L3。QTL分析结果显示，L1和L2中两基因型间千粒重和粒宽差异明显，两个群体加性效应基本一致且增效等位基因均来源于MY46;在L3群体中，只有粒宽在两基因型间差异显著，增效等位基因来源于ZS97，表明该群体两基因型间的粒宽差异由另一个QTL控制。将前者称为qTGW1.2a1、后者称为qTGW1.2a2，并根据3套近等基因系基因型组成的比较，将qTGW1.2a1界定在366.1kb的Wn32886-Wn33252区间内，将qTGW1.2a2界定在471.0kb的Wn33186-RM11762区间内。针对定位精度较高和加性效应较大的qTGW1.2a1所处区间，从BC2F13群体继续挑选材料，分别发展了2套BC2F14∶15近等基因系和3套BC2F16∶17近等基因系将qTGW1.2a1进一步界定在Wn33011和Wn33186之间175.1kb的区间内。 2qTGW1.2a1的分解、精细定位和候选基因分析针对qTGW1.2a1所处区间，筛选了5个BC2F16单株，自交获得5个BC2F17群体;经杂合区间标记检测，获取双亲纯合型单株，自交产生5套近等基因系。比较5套近等基因系的基因型组成，将qTGW1.2a1分解为2个QTL，其中，qGL1-33.0位于60.9kb的Wn33011-Wn33072区间内，主要控制粒长，还影响粒宽和长宽比，粒长和粒宽的反向作用使得两基因型间未检测到千粒重的显著差异;qTGW1-33.1位于35.6kb的RM212-Wn33089区间内，主要控制千粒重，还影响粒长和粒宽。同时发现，这2个QTL对粒长作用方向相反，2个QTL的共同分离导致qTGW1.2a1对千粒重和粒长仅具较小效应，分解后效应变大。针对定位精度较高且加性效应较大的qTGW1-33.1进行分析，显示该区间存在5个开放阅读框，综合基因测序、转录组测序和生物信息学分析结果，推测ORF5可能是qTGW1-33.1的目标基因。收起

关键词 : 水稻粒重控制数量性状座位精细定位

3. 棉花耐旱QTL定位及6个耐旱/盐基因家族的鉴定和功能研究

[学位论文] Magwanga Richard Odongo 中国农业科学院 2019年博士导师: 王坤波共302页

摘要 : 本研究采用一个棉花种间杂种BC2F2的回交自交系群体，进行干旱胁迫处理以及基因型测序(GBS)和分型，定位了耐早的数量性状位点(QTLs)。在稳定的QTL区域内进一步挖掘基因，在干旱条件下评价基因的功能。参考陆地棉[(AD)1]、亚洲棉(A2)和雷蒙德氏棉(D5)... 展开本研究采用一个棉花种间杂种BC2F2的回交自交系群体，进行干旱胁迫处理以及基因型测序(GBS)和分型，定位了耐早的数量性状位点(QTLs)。在稳定的QTL区域内进一步挖掘基因，在干旱条件下评价基因的功能。参考陆地棉[(AD)1]、亚洲棉(A2)和雷蒙德氏棉(D5)基因组测序数据，对NLP、LEA、TH、CDK、CYP450和Alba等基因家族进行了全基因组鉴定分析;对各个基因家族中的部分新基因进行了克隆，转化到拟南芥或陆地棉中进行了干旱和盐胁迫或缺氮条件下性状鉴定，通过正向和反向遗传学手段分析了它们的功能。 1.BC2F2群体的耐早QTL定位采用自陆地棉和毛棉种间杂交的BC2F2群体的188个系，构建了一个含有10888个SNP标记的遗传图谱。图谱全长4191.3cM，平均标记距离0.1047cM，覆盖At和Dt两个亚基因组各约51％和49％。该图谱包括30个稳定的耐旱QTLs，其中有3个成簇分布（簇1、4和10），在每条染色体含有1个位点以上的簇被认为是主要的QTL簇。QTLs位点在At亚基因组略多（17个）在Dt亚基因组较少（13个）。在图谱中与耐旱生理性状相关的GBS标记紧密区域挖掘到89个基因，其大多数有内含子，只有17％（15个）基因无内含子。这些基因参与所有GO的三种功能注释。RNA测序分析，发现了与非生物胁迫相关的miRNA，如已知与NAC、MYB基因相关的miR164，在提高植物耐早性方面具有重要作用。通过RT-qPCR发现了参与增强棉花耐旱性的关键基因5个。 2.六个基因家族的全基因组鉴定以全基因组测序的3个棉种陆地棉、亚洲棉和雷蒙德氏棉分别代表棉属的AD、A和D三个基因组，用其全基因组数据鉴定了以下6个基因家族:(1)LEA基因，数量分别为242、136和142，被分为8个亚家族。AD基因组中LEA基因内含子较少，并分布于所有染色体。大多数复制的LEA基因是片段性的。共线性分析表明，较高比例的LEA基因是保守的。片段复制在棉花LEA基因的扩增中起关键作用。8个亚家族中LEA2最为丰富，具有疏水性，并进一步分为6个亚组，分别为亚组1～6。系统发育树分析揭示了棉花基因组内LEA基因家族的直系同源基因是成对的。(2)CDK，数量分别为31、15和12，分布于AD、D和A基因组的15、10和9个连锁群上。所有CDK基因被分为6个亚家族。(3)三螺旋转录因子(TH)，在AD、A和D基因组中数量分别为102、51和51。(4)CYP450，在AD、A和D基因组中分别有672、374和379个。在四倍体棉花(AD)中，CYPs基因分布在所有26条染色体上，但主要集中在Ah05和Ah12，以及它们在A和D基因组中的同源染色体。(5)Alba，在AD、A和D基因组中数量分别为33、17和20，编码的蛋白质长度范围由62aa至312aa，分子量(MW)范围为7.003kDa至34.55kDa，总平均亲水性(GRAVY)值为-1.012至0.609，等电点(pI)值为-3至11。(6)NLP，分别有105、61、60个位于AD、A和D基因组，编码蛋白长度由63aa至1，403aa，MW为7kDa至152kDa，pI为4至10，GRAVY值范围为-1至0，具有亲水性。 3.LEA和Alba基因家族的Cis调控元件、miRNA预测和GO分析发现63个miRNA靶向89个基因，如miR164、ghr-miR394等。GO分析表明，LEA基因参与干旱和防御反应。发现类似的miRNA靶向其它基因家族成员，例如Alba基因，gra-miR8770靶向4个基因，gra-miR8752和gra-miR8666靶向3个基因，gra-miR8657a、b、c、d、e各靶向10个基因，而其余则靶向1至2个基因。此外，几乎所有LEA基因的启动子区域都含有ABRE、MBS、W-Box和TAC-elements，已知它们功能上参与干旱和其它胁迫响应。在其它功能基因家族中观察到同样现象。最后，GO揭示了所有三个基因注释，分子功能、生物学过程和细胞组分，表明这些基因家族编码的蛋白在增强植物非生物胁迫耐受性方面发挥不可或缺的作用。 4.RNA和RT-qPCR验证不同基因家族编码的蛋白表达谱分析表明，多数LEA、LEA2、CDK、TH、CYP450和NLP基因在干旱和/或盐胁迫条件下有高表达。此外，与干旱敏感性品种陆地棉相比，LEA基因在野生种毛棉中的表达水平较高。干旱胁迫下，耐旱性基因型比陆地棉品种具有更强的基因调控能力。这一发现为旱作条件下陆地棉LEA基因及其在植物中可能的功能提供了全面分析的信息基础。在各基因中，有部分基因特异的高度上调，Cot_AD24498(LEA2)、Gh_D12G2017(CDK)、Gh_A05G2067(TH)，CYP450和Alba各有两个基因，Gh_D07G1197和Gh_A13G2057(CYP450)，以及Gh_D01G0884和Gh_D01G0922(Alba)。这些基因在拟南芥和棉花中分别通过正向和反向遗传得到进一步的功能鉴定。 5.干旱/盐胁迫下五个基因家族的功能鉴定转化基因Cot_AD24498(LEA2)、Gh_D12G2017(CDKF4)和Gh_A05G2067(GT-2)在拟南芥中的过表达，揭示了它们在提高植物非生物胁迫耐受性方面的意义。LEA2基因的过表达表明，参与了促进根系生长，进而具有耐旱性。Gh_D12G2017(CDKF4)、Cot_AD24498(LEA2)和Gh_A05G2067(GT-2)拟南芥过表达系在干旱和盐胁迫条件下表现出较高的抗氧化酶浓度，包括过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)浓度，且氧化剂水平极低。此外，细胞膜稳定性(CMS)、离体叶片水分损失(ELWL)、饱和叶重(SLW)和叶绿素含量的测定表明，转基因拟南芥对这两种胁迫因子的耐受性均高于野生型(WT)。同样，胁迫响应基因RD29A、SOS1、ABF4和CBL1在过表达系中高度上调，在野生型中显著下调。由于高水平的氧化酶，TH、CYP450、Alba和NLP沉默棉株表现出高水平的氧化损伤，且对CMS、ELWL、RLWC和叶绿素含量有负面影响。此外，所有胁迫响应基因在野生型中均呈上调趋势，而在VIGS植株中显著下调。收起

关键词 : 棉花耐旱基因耐盐基因数量性状座位定位

4. 大豆脂肪酸组分QTL定位与相关候选基因分析

[学位论文] 范胜栩中国农业科学院 2015年硕士导师: 孙君明共80页

摘要 : 大豆油脂是世界植物油脂的主要来源，因其对人类和植物具有重要的生理功能而倍受关注。由于大豆脂肪酸受遗传和环境因子综合影响，因此开展多环境条件下大豆脂肪酸主要组分QTL定位和候选基因克隆研究，对大豆脂肪酸分子标记辅助育种具有重要意义。本文... 展开大豆油脂是世界植物油脂的主要来源，因其对人类和植物具有重要的生理功能而倍受关注。由于大豆脂肪酸受遗传和环境因子综合影响，因此开展多环境条件下大豆脂肪酸主要组分QTL定位和候选基因克隆研究，对大豆脂肪酸分子标记辅助育种具有重要意义。本文在建立了大豆脂肪酸组分的定性定量测定方法基础上，选用以鲁黑豆2号(LHD2)×南汇早黑豆(NHZ)为亲本构建的重组自交系群体（RIL，F5∶7-8）为材料，结合多环境下的脂肪酸含量数据以及所构建的基于SSR和SNP标记的大豆高密度遗传连锁图谱信息，采用生物信息学分析方法，进行多环境条件下脂肪酸主要组分的QTL定位和生物学信息分析;挖掘与脂肪酸相关的候选基因，经与参考基因组比对，并将其编码基因在双亲中进行同源克隆和测序分析，发现双亲间存在差异的基因;通过设计特异性引物，在RIL群体中验证连锁关系;采用实时定量PCR方法，检测候选基因在种子发育过程中的时空表达变化，探索这两个基因与脂肪酸合成途径的相关性。其主要研究结论如下: 1.定性定量检测大豆脂肪酸组分的气相色谱方法采用加热甲酯化提取法和气相色谱分析法(GC)，以5种脂肪酸甲酯（亚麻酸甲酯、油酸甲酯、棕榈酸甲酯、亚油酸甲酯和硬脂酸甲酯）为标准样品，在制定5种脂肪酸甲酯组分的标准曲线(R2＞0.99)和回归方程的基础上，建立了大豆脂肪酸组分的定性定量测定方法。该方法可以定性定量准确检测大豆籽粒中脂肪酸组分的绝对含量。通过对4个油份含量不同的大豆品种脂肪酸含量测定以及与粗脂肪含量的比较分析发现，该方法可显著提高籽粒中的脂肪酸提取率和检测效率，其检测的总脂肪酸含量占总油脂含量的94％以上。该方法不仅能检测样品中5种脂肪酸组分的相对百分比含量，还可以准确计算出籽粒中各个脂肪酸组分的绝对含量，对大豆脂肪酸检测及育种具有重要意义。 2.基于SSR和SNP标记的大豆脂肪酸组分的QTL定位以包含110个家系的RIL群体为材料，构建一张包含161个SSR标记的遗传连锁图谱，图谱全长3591.18 cM，标记间平均图距为22.31 cM。结合3年大豆籽粒的脂肪酸组分相对含量表型数据，利用ICIMpping v3.3软件，采用ICIM方法进行QTL定位，共检测到与脂肪酸相关的QTL52个，分布于除4号染色体以外的其他19个连锁群上，表型贡献率为5％～40％。其中，15个QTL为新定位到的位点。另外，在多环境和多组分间定位到的QTL有17个，表型贡献率为5％～24％。为了实现大豆脂肪酸组分的精细定位，采用SLAF-seq的方法构建了一张包含5785个SNP标记的高密度遗传连锁图谱，总长度为2255.18 cM，标记间的平均距离为0.39 cM。采用ICIM方法定位到与脂肪酸组分相关的QTL24个，分布于12条连锁群。这些QTL可解释表型变异7％～31％，LOD值在3.66～10.4之间。其中，3个QTL(qS-FA12-1、qS-OA16-1和qS-LNA20-1)在多个环境下均被检测到与同一脂肪酸组分相关，2个QTL（qS-FA7-1和qS-FA12-2）被检测到同一环境下调控不同脂肪酸性状。在基于SSR标记定位到的控制亚麻酸合成的QTL qLNA6-1在多环境下表现稳定，PVE高达28.76％，可视为主效QTL。经过SNP标记的精细定位，在该区间内精细定位到4个QTL:与亚油酸相关的qS-LA6-1、与亚麻酸相关的qS-LNA6-1、与油酸相关的qS-OA6-1和与棕榈酸相关的qS-PA6-1，其表型贡献率在11.4％～23.1％之间，为下一步的候选基因克隆奠定了基础。 3.大豆脂肪酸相关候选基因的克隆与差异比较通过与参考基因组比对，对关键区间内10个候选基因进行了克隆和测序，发现两个基因在双亲间存在差异，经GO注释，发现分别为DOF类转录因子基因Gm08DOF-1和MYB类转录因子基因Gm20MYB-1。Gm08DOF-1在双亲中有连续3个碱基的InDel缺失变异，引起NHZ中一组甘氨酸的缺失;Gm20MYB-1在双亲中发现一个SNP（C/T）差异，相应引起苯丙氨酸和亮氨酸编码的变化。利用2对特异性引物对2个差异位点在RIL群体中的表现进行检测，结合三个环境下的脂肪酸含量数据进行方差分析和关联分析。结果显示，除硬脂酸组分外，其余四种脂肪酸组分均在不同环境下与2个差异位点呈现显著相关。 4.大豆脂肪酸相关候选基因的时空表达分析以LHD2和NHZ开花后30天、40天、50天和60天的种子为材料，采用real-time PCR方法分析2个转录因子Gm08DOF-1和Gm20MYB-1，以及4个关键酶基因FAD2A、FAD3B、FAD2C和FAD3C在种子成熟过程中的时空表达模式。LHD2的种子在发育的50～60天时2个饱和脂肪酸硬脂酸和棕榈酸含量明显下降，而此时Gm08DOF-1和Gm20MYB-1的表达量都明显上升，由此可见，两个转录因子基因可能在饱和脂肪酸去饱和过程中发挥主要作用。同样我们也检测了脂肪酸在种子发育过程中关键酶基因的表达变化，发现FAD3B和FAD2C在NHZ中的表达量与2个饱和脂肪酸棕榈酸和硬脂酸含量呈极显著正相关，与亚油酸呈极显著负相关。收起

关键词 : 大豆脂肪酸数量性状座位定位候选基因

5. 寒地粳稻耐冷性QTL定位研究

[学位论文] 郑洪亮东北农业大学 2012年硕士导师: 邹德堂共72页

摘要 : 水稻是世界上重要的粮食作物，低温冷害是影响水稻产量和品质的主要限制因素。在我国东北水稻生产中，黑龙江省作为其中最主要的水稻生产区，在我国粮食生产中占有举足轻重的地位，然而由于障碍型冷害和延迟型冷害的普遍发生，往往造成寒地粳稻大幅度... 展开水稻是世界上重要的粮食作物，低温冷害是影响水稻产量和品质的主要限制因素。在我国东北水稻生产中，黑龙江省作为其中最主要的水稻生产区，在我国粮食生产中占有举足轻重的地位，然而由于障碍型冷害和延迟型冷害的普遍发生，往往造成寒地粳稻大幅度减产，严重威胁水稻安全生产，研究水稻耐冷特性，培育耐冷性水稻品种以抵御低温冷害造成的不利影响是保证寒地粳稻安全生产最经济有效的途径。水稻耐冷性是受多基因控制的数量性状，随着水稻高密度分子遗传连锁图谱的构建，国内外采用分子生物学的方法对水稻耐冷性相关性状QTL定位进行了广泛的研究，但多集中在水稻芽期和幼苗期，近些年来，对孕穗期的研究有了一定进展，而对分蘖期耐冷性相关性状的基因定位报道很少见。本研究利用低温敏感品种“东农422”与耐冷粳稻品种“空育131”，杂交所获得的F2:3分离群体，在自然条件和冷水处理条件下研究水稻分蘖期和孕穗期耐冷相关性状的表型变化，并进行耐冷相关性状的QTL定位，旨在揭示水稻分蘖期和孕穗期耐冷相关性状的基因位点，为分子标记辅助育种和基因克隆奠定基础。结果如下： 1.利用Mapmaker/EXP3.0b软件对88对SSR多态性标记进行连锁分析，构建了一张含有75个SSR标记的遗传连锁图谱，共覆盖水稻基因组1457.68 cM，标记间平均距离为19.43cM。 2.在自然条件和冷水胁迫条件下，F2:3分离群体的叶绿素含量、苗高、分蘖数、地上部生长量、抽穗天数、有效穗数、穗长、一次枝梗数、二次枝梗数、每穗总粒数、结实率以及单株产量的表型值和冷水反应指数均呈单峰连续分布的正态分布或近似正态分布，表现数量性状的特点，适合QTL定位。 3.同一性状在两种灌溉条件下，叶绿素含量、苗高、抽穗天数、有效穗数、穗长、一次枝梗数、二次枝梗数、每穗总粒数以及单株产量呈极显著正相关，而分蘖数、地上部生长量及结实率相关性不显著，表明分蘖数、地上部生长量及结实率对冷水胁迫较敏感；在自然条件下结实率与单株产量相关性不显著，而在孕穗期冷水处理条件下与单株产量呈极显著正相关，表明结实率是影响孕穗期冷水胁迫下单株产量的重要因素。 4.在自然条件和分蘖期冷水胁迫条件下，检测到了影响叶绿素含量、株高、分蘖数和地上部生长量的QTL18个，分布在第2、3、4、5、6、7、8和12条染色体上，在两种条件下共同检测到1个与叶绿素含量有关的QTL，两种条件下的贡献率分别为21.0%、17.0%，其增效等位基因均来自东农422。检测到4个与冷水反应指数相关的QTL。 5.在自然条件和孕穗期冷水胁迫条件下，共检测到影响抽穗天数、有效穗数、穗长、一次枝梗数、二次枝梗数、每穗总粒数、结实率和单株产量的QTL49个，分布在第2、3、4、5、6、7、8、11、12条染色体上，在两种条件下共同检测到QTL12个，其基因效应方向一致，其中，与抽穗天数有关的QTL4个，其贡献率较大的为qHD-7-1和qHD-12；与一次枝梗数有关的QTL2个，为qPBN-2、qPBN-7-1；与二次枝梗数有关的QTL3个，且qSBN-7-2的贡献率较大，在两种条件下分别为23.0%、25.0%：与每穗总粒数有关的QTL1个，两种条件的贡献率为15.0%、24.0%；与单株产量有关的QTL2个，分别为qGWP-2-1、qGWP-7-1，在两种条件下贡献率均相同，为9.0%和12.0%。检测到13个与冷水反应指数有关的QTL。收起

关键词 : 寒地粳稻耐冷性数量性状座位 QTL定位

6. 水稻微效粒重粒形QTL定位及其中5个QTL的验证

[学位论文] 朱安东中国农业科学院 2019年硕士导师: 庄杰云共49页

摘要 : 水稻（Oryza sativa L.）粒重和粒形是影响水稻产量和品质的重要因素，由大量的数量性状座位（Quantitative trait locus，QTL）控制，其作用大小变异极大，但以往研究主要着眼于效应大的QTL。本研究旨在剔除主效QTL影响的基础上，开展微效粒重粒形QT... 展开水稻（Oryza sativa L.）粒重和粒形是影响水稻产量和品质的重要因素，由大量的数量性状座位（Quantitative trait locus，QTL）控制，其作用大小变异极大，但以往研究主要着眼于效应大的QTL。本研究旨在剔除主效QTL影响的基础上，开展微效粒重粒形QTL分析。在前期研究中，应用籼稻材料特青和IRBB品系配组构建的重组自交系群体，在第3染色体GS3区间和第5染色体qSW5/GW5/GSE5区间分别检测到呈主效作用的qGL3.2和qGW5。本研究应用4个分离群体开展水稻粒重粒形微效QTL的定位和验证工作。首先，应用2个剩余杂合体衍生群体，在排除主效QTL效应的基础上检测控制水稻粒重粒形微效QTL;然后，针对定位结果，进一步发展遗传背景更加同质的2个群体，验证其中5个区间的作用。主要结果如下: (1)从籼稻组合特青/IRBB52群体挑选出2个在GS3和qSWS/GW5/GSE5区间纯合的F7剩余杂合体，自交衍生2个S1群体，分别称为Ti52-2和Ti52-3。Ti52-2含251个单株，在13个区间分离，分离区间共覆盖约84.0Mb;Ti52-3含250个单株，在17个区间分离，分离区间共覆盖约102.3Mb。两个群体的S1∶2和S1∶3家系分别种植于浙江杭州和海南陵水，测定千粒重、粒长和粒宽。应用Windows QTL Cartographer2.5进行QTL分析。在Ti52-2群体共检测到22个QTL，分布于10条染色体的12个区间，其中，10个区间在两地均呈显著作用，2个区间仅在杭州呈显著作用;在Ti52-3群体共检测到23个QTL，分布于12条染色体的14个区间，其中，8个区间在两地均呈显著作用，6个区间仅在杭州呈显著作用。 (2)从Ti52-2群体筛选出1个单株，该单株在第6、8、10和12染色体的RM20731、RM22755-RM210、RM6100-RM7300和RM3246-RM511区间杂合，在其他区间纯合;这4个杂合区间均为Ti52-2群体中检测到QTL的区间。自交构建了1个含179个S1∶2家系的群体，称为ZC8，验证4个区间的效应。QTL分析结果显示，4个区间的效应均得到良好验证;与Ti52-2定位结果相比，性状和等位方向一致，对表型变异的贡献率普遍提高。 (3)从Ti52-3群体筛选出1个仅在第9染色体RM107区间杂合的单株，自交构建新的S1群体，经标记鉴定，从中筛选出35个特青纯合型和35个IRBB52纯合型单株，自交后获得1个近等基因系群体，验证RM107区间的效应。该近等基因系群体种植于杭州，测定千粒重、粒长、粒宽、长宽比和抽穗期。双因素方差分析结果表明，该群体存在粒宽、长宽比和抽穗期QTL的分离;IRBB52等位基因分别增加粒宽和抽穗期0.011mm和0.29d，降低长宽比0.009，贡献率依次为22.97％、5.86％和18.27％。本研究表明，排除主效QTL有利于提高微效粒重粒形QTL的检测功效;虽然微效QTL可能易受环境和遗传背景影响，但仍可具有稳定表现。这些结果为进一步开展粒重粒形QTL的精细定位、克隆和分子标记辅助选择提供了基础。收起

关键词 : 水稻数量性状座位定位粒重性状粒形性状

7. 玉米籽粒产量相关性状QTL qKW7的精细定位

[学位论文] 李鑫中国农业科学院 2015年硕士导师: 石云素共49页

摘要 : 玉米籽粒性状是决定玉米产量的重要因素。粒重作为产量的构成要素之一，与籽粒大小密切相关，因此研究粒重、粒形的遗传机制，对于高产分了设计育种及优良新品种的培育具有重要的理论参考价值。本研究以骨干玉米自交系掖478和黄早四构建的F2∶3家系和... 展开玉米籽粒性状是决定玉米产量的重要因素。粒重作为产量的构成要素之一，与籽粒大小密切相关，因此研究粒重、粒形的遗传机制，对于高产分了设计育种及优良新品种的培育具有重要的理论参考价值。本研究以骨干玉米自交系掖478和黄早四构建的F2∶3家系和重组自交系群体(RIL)的定位结果为基础，选取玉米粒重粒宽主效QTL qKW7为靶标，通过多代回交构建目标区段的人工作图群体，对其进行精细定位，同时利用含627份玉米自交系的关联分析群体进行区域性关联分析，发掘粒重、粒宽相关的候选基因。主要研究结果如下: 1.以掖478×黄早四构建的F2∶3及RIL群体的初定位结果为基础，选取在多环境下稳定表达的一致性主效粒重、粒宽QTL各7个，以掖478为供体亲本，黄早四为轮回亲本构建BC3F1群体对粒重、粒宽主效QTL进行验证。结果发现在7个粒重相关的主效QTL中，位于第7染色体的qKW7的贡献率最大，可解释的粒重表型变异为12.24％，同时qKW7对粒宽的贡献也较大，贡献率达6.18％。为了确定qKW7所在区段，利用第7染色体上的13个多态性SNP标记对RIL群体进行粒重、粒宽QTL定位，结果在标记MZA7374-161(85Mb)与MZA8541-27(120Mb)之间定位到一个同时与粒重、粒宽显著相关的QTL qKW7，LOD值分别为3.34和6.60，可解释的表型变异分别为10.77％和20.22％。 2.利用BC3F2群体，将qKW7定位到标记IDP872和7C-6之间大小为10Mb的区间内，该QTL可以解释粒宽变异的11.41％，其侧翼标记与粒重的显著P值分别为1.19×10-3和7.16×10-3。随后，利用BC3F3群体，qKW7被定位到标记7B-7和7B-6之间大小为5Mb的区段内，可解释粒重变异的15.55％，其侧翼标记与粒宽也极显著相关，显著P值分别为5.48×10-7和3.03×10-7。另外，在扩大的BC3F4群体中，采用一般线性模型(GLM)将qKW7缩小到2.1Mb的区间内，通过不同交换类型的比较分析，最终将qKW7定位到647Kb的范围内，该区段包含四个候选基因。 3.选用包含627份多样性玉米自交系的自然群体为材料，根据qKW7连锁分析的结果对粒重和粒宽进行区段关联分析。籽粒性状特征分析表明，百粒体积(HKV)与百粒重(HKW)存在极显著正相关关系，且HKV对HKW表型变异的贡献高达78％。针对不同杂种优势群的籽粒性状特征分析表明，粒宽(KW)对HKV的贡献率在瑞德、旅大红骨、兰卡斯特和P群中均为最人，贡献率在54％-71％。而在塘四平头类群中，粒厚(KT)和粒长(KL)的贡献率分别为45％和22％。候选区段关联分析结果显示，在P=0.001水平上，共检测到3个QTNs同时与粒重和粒宽极显著相关，其中最显著的SNP(PZE-107058976)与粒重的显著性P值为1.95×10-4，可解释表型变异的3.4％;与粒宽的显著性P值为1.63×10-7，可解释表型变异的4.2％。该QTN位于qKW7连锁分析的区间内，结合连锁不平衡(LD)分析和生物信息学分析结果鉴定出qKW7区段内存在的两个关键候选基因:GRMZM2G114706（编码膜锚定蛋白激酶）和GRMZM2G029153（编码糖载体蛋白A）。收起

关键词 : 玉米籽粒产量数量性状座位基因精细定位

8. 小麦抗麦红吸浆虫主效QTL定位及抗性位点来源分析

[学位论文] 张力菁河北农业大学 2020年硕士导师: 王睿辉共133页

摘要 : 麦红吸浆虫（Sitodiplosis mosellana Géhin）是影响小麦产量的重要害虫。选育抗虫品种是控制吸浆虫为害的最为经济、有效的措施。分子标记辅助选择(MAS)育种方法的出现可大幅提高小麦抗虫育种的效率，有利于实现小麦品种抗虫性与其他优良农艺性状的... 展开麦红吸浆虫（Sitodiplosis mosellana Géhin）是影响小麦产量的重要害虫。选育抗虫品种是控制吸浆虫为害的最为经济、有效的措施。分子标记辅助选择(MAS)育种方法的出现可大幅提高小麦抗虫育种的效率，有利于实现小麦品种抗虫性与其他优良农艺性状的聚合与同步改良。目前，国外对麦红吸浆虫的研究主要集中于对春小麦抗虫性基因的研究。在国内冬小麦品种中，本课题组发现了一些抗虫相关位点，但受标记数量和标记密度的制约，所开发的连锁标记在对小麦吸浆虫抗性的辅助选择的应用中还很有限，因此应该继续挖掘新的抗虫基因资源，开发有效的功能标记应用于育种。本研究以两个重组自交系群体为材料，以选择群体和完整群体结合SNP标记与SSR标记构建遗传图谱，定位小麦抗吸浆虫相关的主效QTL，筛选出与抗吸浆虫基因紧密连锁的分子标记用于分子育种，并根据抗虫品种的系谱，寻找抗虫区段的来源。主要的研究结果如下: 1.利用两个不同组合的RIL选择群体对小麦的吸浆虫抗性进行了QTL定位分析，共得到了7个与抗虫性相关的QTL位点，其中两个群体中4A染色体上的主效QTL位点效应值高、稳定性好，且在4A染色体上的物理区间存在重叠。经比较分析，将抗虫主效QTL位点定位于4A染色体长臂上SNP标记AX-109543456和AX-108942696之间，对应的物理区间为4.9Mb(703434395-70832730lbp)。根据基因功能注释，在该定位区间内存在9个可能与抗虫功能相关的基因。 2.利用完整群体对小麦吸浆虫抗性基因进行QTL定位分析，也同样检测到了位于4A染色体上的主效QTL，位于EST和SSR标记E1-2和hs270之间共2.8Mb(704444188-707248000bp)的区间内，该区间包含于选择群体中定位到的4.9Mb抗虫区间内，因此利用选择群体和完整群体都可以对主效QTL进行定位，而且选择群体所需成本低。 3.通过对65个系谱品种进行系谱和遗传分析，发现抗虫亲本河农215和冀麦24的抗虫基因是相似的，且这两个品种中的抗虫基因很大程度上是来自品种西农6028。另外，西农6028、南大2419和洛夫林10号在QTL区间内含有相似的抗虫位点，物理区间（704444188bp-707831859bp）内的抗虫位点传递能力强。综上，本研究通过对两个选择群体和一个完整群体进行抗虫QTL定位分析，分别检测到7个和6个抗虫性QTL，并将主效QTL定位于4A染色体长臂4.9Mb(703434395-70832730lbp)的区间内，通过对区间内的基因进行功能注释分析，发现9个基因可能与抗虫性相关;通过系谱分析发现两个抗虫亲本(河农215和冀麦24)的抗虫性位点是相似的，抗虫位点很可能来源于西农6028。收起

关键词 : 小麦抗性育种麦红吸浆虫数量性状座位定位

9. 甘蓝主要叶球性状遗传效应与关联分析及QTL定位

[学位论文] 孙朋朋南京农业大学 2014年硕士导师: 龚义勤；庄木共83页

摘要 : 甘蓝(Brassica oleracea var.capitataL)是我国各地广泛栽培的一种主要蔬菜作物。甘蓝的食用部位为叶球，其性状主要包括球宽、球高、中心柱长、单球重，以及由它们组合而成的叶球紧实度和中心柱长/球高等6个主要农艺性状，均易受到环境影响，表现为连... 展开甘蓝(Brassica oleracea var.capitataL)是我国各地广泛栽培的一种主要蔬菜作物。甘蓝的食用部位为叶球，其性状主要包括球宽、球高、中心柱长、单球重，以及由它们组合而成的叶球紧实度和中心柱长/球高等6个主要农艺性状，均易受到环境影响，表现为连续性变异的数量性状，传统的选育进程十分缓慢。其中，中心柱长是甘蓝品种的重要品质性状，但由于该性状难以通过目测选择，且没有无损伤检测手段，致使选育短中心柱材料的育种进程更为缓慢。为了开发实用的分子标记，实现甘蓝叶球性状（尤其是中心柱长）的标记辅助选择以加速育种进程，本研究利用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型对甘蓝叶球性状进行遗传效应分析，并利用自交系组成的自然群体对叶球性状与EST-SSR标记进行关联分析，以及通过构建遗传连锁图谱对叶球性状进行QTL定位。主要结果如下: 1.利用甘蓝高代自交系96-100（短中心柱≤1/3）与11-710（长中心柱≥2/3）杂交获得F1，然后配制六个联合世代组合(P1、P2、F1、B1、B2和F2)群体，采用主基因+多基因混合遗传模型对甘蓝球宽、球高、中心柱长、单球重、叶球紧实度和中心柱长/球高等6个主要叶球性状进行遗传效应分析。分析结果表明，除叶球紧实度受1对主基因+多基因控制外，其他5个农艺性状均受多基因控制。 2.利用40个多态性EST-SSR标记，在对100份甘蓝自交系组成的自然群体进行遗传结构分析的基础上，采用TASSEL3.0软件的GLM(general linear model)和MLM(mixed linear model)模型，对甘蓝球宽、球高、中心柱长、单球重、叶球紧实度和中心柱长/球高等6个主要叶球性状进行关联分析。结果显示供试材料可分为3个亚群;EST-SSR位点间有较高的多态性和一定程度的连锁不平衡;以GLM模型分析，共检测出7个标记的9个位点与球宽性状相关联，6个标记的7个位点与球高状相关联，5个标记的7个位点与中心柱长性状相关联，4个标记的4个位点与单球重性状相关联，9个标记的14个位点与叶球紧实度性状相关联，2个标记的3个位点与中心柱长/球高性状相关联;以MLM模型分析，共检测出3个标记的3个位点与球宽性状相关联，4个标记的7个位点与球高性状相关联，3个标记的4个位点与中心柱长性状相关联，1个标记的1个位点与单球重性状相关联，4个标记的5个位点与叶球紧实度性状相关联,1个标记的2个位点与中心柱长/球高性状相关联。GLM和MLM两种模型同时检测到了与球宽性状相关联的3个标记的3个位点，与球高性状相关联的3个标记的4个位点，与中心柱长性状相关联的3个标记的4个位点，与单球重性状相关联的1个标记的1个位点，与叶球紧实度性状相关联的3个标记的4个位点，与中心柱长/球高相关联的1个标记的2个位点。 3.以甘蓝高代自交系11-795（长中心柱≥2/3）与10-344（短中心柱≤1/3）为亲本，杂交获得包含188个单株的F2群体作为作图群体，利用SSR和InDel标记，通过JoinMap4.0软件构建了一张包含9个连锁群，227个标记，覆盖基因组总长度为795.25cM的甘蓝遗传图谱。利用QTL IciMapping3.3软件进行QTL定位分析，当LOD值设为2.5时，在F2群体中检测到与6个叶球性状相关的QTL共47个，贡献率大于10％的QTL有8个，占总QTL的17.02％;在F2∶3群体中检测到34个QTL与6个叶球性状相关，贡献率大于10％的QTL有20个，占总QTL的58.82％。结合两年性状调查分析，共检测到了76个控制6个叶球性状的QTL，其中5个QTL在两年内重复检测到。综合关联分析与QTL定位结果，进行基因组在线Blast比对表明，位于甘蓝9号染色体上的Hs6.1（物理距离为1975115-4273803bp）和与叶球紧实度显著关联的BoE691（物理距离为37680403-37680630 bp）交叉;与中心柱相关性状（中心柱长、中心柱长/球高）交叉于位于8号染色体的BoE974(物理距离为35913297-35913456bp)，控制中心柱长的主效基因可能存在此区域。收起

关键词 : 甘蓝叶球性状遗传效应数量性状座位定位

10. 小麦农家品种抗叶锈基因检测及W014204成株抗叶锈和条锈QTL分析

[学位论文] 徐新玉河北农业大学 2020年硕士导师: 姚占军共81页

摘要 : 小麦锈病是危害我国小麦产量的主要病害之一。自建国以来，小麦叶锈病与条锈病均发生过多次病害流行，造成了严重的经济损失。目前，防治该病害最为经济、健康和有效的方式是种植抗病品种。本研究主要包括小麦农家品种抗叶锈性基因鉴定和小麦品种W014... 展开小麦锈病是危害我国小麦产量的主要病害之一。自建国以来，小麦叶锈病与条锈病均发生过多次病害流行，造成了严重的经济损失。目前，防治该病害最为经济、健康和有效的方式是种植抗病品种。本研究主要包括小麦农家品种抗叶锈性基因鉴定和小麦品种W014204成株抗叶锈病、条锈病QTL分析两个部分: 第一部分，在苗期利用19个不同毒力的叶锈菌生理小种，接种36个含有已知抗叶锈基因载体品种和待测小麦品种，根据载体品种对不同叶锈菌生理小种的反应型，推导待测品种中可能含有的抗叶锈病基因。同时利用与已知抗叶锈病基因紧密连锁的分子标记，验证基因推导结果。成株期接种强毒力的叶锈菌混合生理小种，田间调查严重度与普遍率，根据国家行业标准筛选出慢锈性品种。综合基因推导与分子标记检测两种方法，在71份小麦农家品种中共检测到8个抗叶锈病基因。其中，5个品种含有Lr1;1个品种含有Lr10;1个品种含有Lr13;1个品种含有Lr14b;8个品种含有Lr26;17个品种含有Lr34;5个品种含有Lr37;20个品种含有Lr46。综合两年田间调查数据，共筛选到27份慢锈性品种。第二部分，W014204为CIMMYT引进品种，在田间对小麦叶锈病与条锈病均有良好的抗性，因此推测该品种中含有成株抗锈性基因，并对其进行抗锈性QTL定位将以W014204为母本，感病品种郑州5389为父本，采用单粒传法构建的含有214个家系的RIL群体，分别于2015-2016年度、2016-2017年度种植于河北保定及四川绵阳试验田，以及2018-2019年度种植于四川绵阳试验田，人工接种条锈菌混合生理小种，并调查最终严重度。另一方面于2018-2019年度种植于河北保定和河南周口试验田，人工接种叶锈菌混合生理小种并调查最终严重度。利用SSR标记与SNP技术对整个群体进行基因分型，结合田间数据，利用Map Manager QTXb20和QTL Icimapping4.0软件进行遗传图谱的构建与QTL分析。本研究共定位剑5个QTL位点，其中位于IBL上的QTL位点兼抗叶锈病与条锈病，解释了9.7％-16.2％的表型变异，经检测该位点为Lr46/Yr29;位于2A染色体上的抗条锈QTL位点，在3个条锈环境中检测到，解释了6.4％-7.6％的表型变异，经分析可得该位点为新的成株抗条锈QTL位点;位于2BS染色体上的抗叶锈QTL位点，在2个叶锈环境中检测到，解释了8.8％-14.2％的表型变异，经分析可得该位点为Lr48;位于SBL染色体上抗条锈QTL位点，任3个条锈环境中检测到，解释了6.7％-7.2％的表型变异，该位点是否为新的抗条锈QTL位点需进一步验证;位于5BL染色体上抗叶锈QTL位点，在2个叶锈环境中检测到，解释了8.4％-9.7％的表型变异，经分析可得该位点为新的成株抗叶锈QTL位点。综上，本研究在71份小麦农家品种中共检测到8个已知抗叶锈病基因，筛选得到27份慢锈性品种，可为今后抗源的选择和利用提供依据;在W014204/郑州5389RIL群体中定位到5个成株抗叶锈和条锈QTL位点。经分析，有2个为新的成株抗锈性QTL位点，可为今后精细定位与图位克降奠定基础。收起

关键词 : 小麦抗锈病基因基因鉴定数量性状座位定位