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小麦重要农艺性状的QTL定位与候选基因分析
1
作者 弓正威 郝明 +3 位作者 李云 曹东 张怀刚 刘宝龙 《广西植物》 北大核心 2025年第7期1216-1228,共13页
小麦是世界三大主粮之一,重要农艺性状的QTL定位和候选基因分析有利于高产稳产新品种培育。为进一步揭示小麦农艺性状变异及育种改良,该研究选用小麦品种‘蜀麦969’与‘蜀麦830’构建了包含89个株系的重组自交系(F7)群体,利用简化基因... 小麦是世界三大主粮之一,重要农艺性状的QTL定位和候选基因分析有利于高产稳产新品种培育。为进一步揭示小麦农艺性状变异及育种改良,该研究选用小麦品种‘蜀麦969’与‘蜀麦830’构建了包含89个株系的重组自交系(F7)群体,利用简化基因组测序技术对重组自交系及其亲本进行了基因分型,结合农艺性状表型数据,采用完备区间作图方法鉴定了控制株高、穗下节长、芒长、穗长、旗叶长、旗叶宽、分蘖数、有效分蘖数和千粒重、粒长、粒宽、籽粒表面积的QTL位点。结果表明:(1)鉴定到27个农艺性状相关的QTL,分布在13个染色体上,可解释表型变异的3.74%~26.70%,其中,7B染色体608.58~609.12 Mb区间的QTL位点同时控制株高和穗下节长,这一位点在2个年份均被检测到;5A染色体519.94~528.83 Mb区间的QTL同时控制分蘖数和有效分蘖数,而5D染色体437.38~439.30 Mb区间的QTL同时控制千粒重和籽粒表面积;7个QTL位点与前人报道的位置相同。(2)在QTL定位区间开展功能基因预测,成功预测2个株高、4个分蘖和3个千粒重的候选基因,其中2个株高候选基因分别是编码富含亮氨酸重复序列受体样蛋白激酶家族蛋白和赤霉素2-氧化酶的基因;4个分蘖候选基因分别是编码生长素反应蛋白、RING/U-box超家族蛋白和2个F-box蛋白的基因;3个千粒重候选基因分别是编码富含亮氨酸重复序列受体样蛋白激酶家族蛋白、蛋白激酶家族蛋白和叶绿素a-b结合蛋白的基因。该研究鉴定的小麦重要农艺性状QTL位点,既为候选基因精细定位及克隆提供了依据,也可助力小麦新品种培育。 展开更多
关键词 小麦 农艺性状 遗传连锁图谱 QTL定位 候选基因分析
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小麦新种质“普冰3228”穗下节长度QTL定位与候选基因分析
2
作者 王健胜 王二伟 +1 位作者 马爱锄 程世平 《西南农业学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期250-257,共8页
【目的】挖掘小麦新种质“普冰3228”穗下节的有效位点/基因,探讨其穗下节分子遗传机制。【方法】以“普冰3228”ד京4839”杂交产生的210个小麦重组自交系群体为材料,利用55K SNP芯片构建该群体高密度分子遗传连锁图谱,采用完备... 【目的】挖掘小麦新种质“普冰3228”穗下节的有效位点/基因,探讨其穗下节分子遗传机制。【方法】以“普冰3228”ד京4839”杂交产生的210个小麦重组自交系群体为材料,利用55K SNP芯片构建该群体高密度分子遗传连锁图谱,采用完备区间作图法(ICIM⁃ADD)对穗下节长度进行QTL定位分析,并基于QTL定位结果对穗下节长度候选基因进行预测分析。【结果】研究发现210个小麦重组自交系遗传群体穗下节长度存在丰富的遗传差异,分布于16.00~117.50 cm。共检测到6个与小麦穗下节相关的QTL,该QTL主要分布于2B、4B、4D、5B和6D染色体上,其LOD值介于2.55~7.88,解释变异率分布于3.43%~15.84%,且绝大多数QTL均来自母本“普冰3228”。定位于4B染色体上AX⁃109373490~AX⁃111540511区间的QUIL⁃4B.e1和定位于4D染色体上AX⁃110984743~AX⁃109230716区间的QUIL⁃4D.e1为穗下节长度主效QTL,可在2种环境下均被检测到的QUIL⁃4D为穗下节长度稳定QTL。进一步分析发现15个与穗下节长度相关的候选基因。该候选基因主要编码一些相关蛋白及功能酶,通过调节或影响植物代谢活动进而对小麦穗下节长度产生影响。例如TraesCS4D01G039200可能编码一种原纤维家族蛋白,直接影响小麦穗下节长度,TraesCS4D01G040300可能编码代谢产物转运蛋白,通过调节代谢产物在穗下节区域的分配影响穗下节的长度。【结论】研究共检测到与小麦穗下节长度相关QTL 6个,预测到与穗下节相关候选基因15个,研究结果有助于小麦穗下节遗传机制解析,并为穗下节遗传改良提供新种质。 展开更多
关键词 “普冰3228” 穗下节长度 QTL定位 候选基因分析
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水稻明恢826光身基因GL826的精细定位与候选基因分析
3
作者 韦新宇 张文静 +4 位作者 曾跃辉 肖长春 张锐 黄建鸿 许旭明 《核农学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期413-423,共11页
光身稻是一种重要的种质资源,在杂交水稻育种中具有重要的利用价值,其中明恢826(MH826)是自主选育的优良光身稻恢复系。为探究MH826光身基因功能和分子机制,本研究对MH826光身表型进行鉴定、对光身基因进行精细定位和候选基因分析。扫... 光身稻是一种重要的种质资源,在杂交水稻育种中具有重要的利用价值,其中明恢826(MH826)是自主选育的优良光身稻恢复系。为探究MH826光身基因功能和分子机制,本研究对MH826光身表型进行鉴定、对光身基因进行精细定位和候选基因分析。扫描电镜分析结果发现,其叶片和籽粒颖壳表现为表面光滑,未观察到明显的尖刺状表皮毛特征。利用MH826分别与具有明显表皮毛特性的水稻品种华占、明恢2155和9311杂交构建的F1和F2代分离群体对MH826光身基因进行遗传学分析,结果表明,MH826的光身性状由单个细胞核隐性基因控制,并将其命名为GL826(Glabrous Leaf 826)。进一步应用MH826与华占杂交获得的F2分离群体,结合分离群体分析法(BSA)和隐性群体分析法(RCA),并通过Mapmaker/Exp3.0和MapDraw v2.1软件分析,将光身基因GL826精细定位在水稻第5号染色体短臂端,且位于分子标记InDel-70和InDel-11之间,相对遗传距离均为0.2 cM。区间物理距离为141.03 kb,共预测有23个开放阅读框,其中LOC_Os05g02730功能注释为已报道的和水稻表皮毛发育相关基因。测序分析结果发现,MH826中候选基因LOC_Os05g02730在编码区和启动子区均未存在DNA水平上的碱基变异。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析结果表明,LOC_Os05g02730在MH826不同生长发育阶段的叶片、茎和幼穗中的表达受到了严重抑制,表现为不同程度的下调。推测候选基因LOC_Os05g02730即为GL826。本研究结果为光身稻恢复系MH826及其光身基因GL826在杂交水稻育种上的进一步应用提供了理论基础。 展开更多
关键词 水稻 明恢826 光身基因 精细定位 候选基因分析
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谷子条纹叶突变体wsl2的鉴定及候选基因分析 被引量：8
4
作者 王秋兰 王智兰 +8 位作者 韩芳 杜晓芬 连世超 韩康妮 周雪 李慧娟 张林义 王军 郭二虎 《华北农学报》 CSCD 北大核心 2020年第1期214-221,共8页
谷子叶色突变体是探究叶绿体发育机制和C4光能利用率的理想材料之一。为了研究谷子叶色突变的分子机制,从谷子主推品种长农35号的甲基磺酸乙酯(EMS)诱变库中筛选鉴定到一个苗期条纹叶突变体wsl2,通过表型鉴定、遗传背景检测和遗传分析,... 谷子叶色突变体是探究叶绿体发育机制和C4光能利用率的理想材料之一。为了研究谷子叶色突变的分子机制,从谷子主推品种长农35号的甲基磺酸乙酯(EMS)诱变库中筛选鉴定到一个苗期条纹叶突变体wsl2,通过表型鉴定、遗传背景检测和遗传分析,同时利用MutMap方法快速精细定位突变基因,并根据突变位点开发共分离分子标记等方面对该突变体进行研究。结果表明,wsl2在苗期表现为条纹叶表型,但从拔节期开始恢复为正常叶片表型;wsl2与野生型遗传背景相同且wsl2受一个隐性核基因控制;MutMap精细定位的关联区间内包含9个非同义突变基因,其中,Seita.9G561800是一个编码与叶绿体相关的PsbP蛋白基因,含有6个外显子和5个内含子,在第1外显子77 bp处发生G/T碱基突变,导致一个精氨酸(R)突变成亮氨酸(L)。根据突变碱基设计了dCAPS标记MRI498-1(Cac8Ⅰ)和共分离标记MRI501-3,进一步验证了wsl2突变体的候选基因突变位点。研究鉴定了一个新的条纹叶突变体wsl2,对PsbP基因光合作用反应机制的进一步研究奠定了理论基础,丰富了谷子叶色突变体资源,同时验证了MutMap方法克隆谷子突变基因的有效性。 展开更多
关键词 谷子 条纹叶突变体wsl2 MutMap 候选基因分析
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玉米花丝颜色基因qSC10精细定位及候选基因分析 被引量：5
5
作者 代资举 张莹莹 +3 位作者 王新涛 杨青 王艳 李保全 《植物遗传资源学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1383-1393,共11页
为解析玉米花丝颜色性状的遗传机理,挖掘其候选基因及等位变异,本研究以郑58和昌7-2为亲本构建的重组自交系(RIL)群体为材料,对控制玉米花丝颜色QTL进行定位。利用郑58与控制玉米粉色花丝主效位点qSC10的近等基因系qSC10-NIL杂交构建F3... 为解析玉米花丝颜色性状的遗传机理,挖掘其候选基因及等位变异,本研究以郑58和昌7-2为亲本构建的重组自交系(RIL)群体为材料,对控制玉米花丝颜色QTL进行定位。利用郑58与控制玉米粉色花丝主效位点qSC10的近等基因系qSC10-NIL杂交构建F3作图群体,对主效位点qSC10进行精细定位,根据qSC10定位区间和NCBI数据库中B73RefGen-v4玉米参考基因组序列预测候选基因。结果表明,利用郑58和昌7-2构建的RIL群体共鉴定出4个控制玉米花色的主效QTL,分别位于第1、8、9、10染色体上,可解释3.34%~12.28%的表型变异。位于第10染色体上的主效显性位点qSC10精细定位在374.2 kb区间之内。参考B73基因组序列,在定位区间内包含13个预测基因,其中包括1个影响玉米种皮颜色基因R-S(GRMZM5G822829)。基因表达分析结果表明R-S基因在花丝、根、茎、叶和雄穗中均有表达,qSC10-NIL花丝中表达量极显著高于郑58,推测该基因可以正向调控花色素合成相关基因表达,影响花色素在玉米花丝中的积累。 展开更多
关键词 玉米 花丝颜色基因 QTL定位 精细定位 候选基因分析
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小麦种子活力相关性状的全基因组关联分析
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作者 董中东 孙丛苇 +4 位作者 张舒宇 陈永芳 裴丹 陈锋 赵磊 《麦类作物学报》 北大核心 2025年第8期1017-1024,共8页
种子活力是一个重要的小麦品质相关指标,与小麦种子发芽和穗发芽均有直接关系。为鉴定小麦种子活力相关性状的遗传位点并挖掘其相关候选基因,本研究以163份黄淮麦区小麦品种(系)构成的自然群体为材料,对其发芽率、发芽势和发芽指数3个... 种子活力是一个重要的小麦品质相关指标,与小麦种子发芽和穗发芽均有直接关系。为鉴定小麦种子活力相关性状的遗传位点并挖掘其相关候选基因,本研究以163份黄淮麦区小麦品种(系)构成的自然群体为材料,对其发芽率、发芽势和发芽指数3个种子活力相关性状进行调查,并结合90K SNP芯片进行全基因组关联分析。结果表明,供试小麦材料的种子发芽率、发芽势和发芽指数存在丰富的变异,变异系数范围为11.81%~25.58%。利用90K SNP芯片共鉴定到196个与3个种子活力性状相关的显著性SNPs,其中67个SNPs可以同时在3个性状中检测到;进一步通过基因表达模式和单倍型分析,推测TraesCS4B02G359600和TraesCS4A02G494700可能为调控小麦种子活力的重要候选基因。 展开更多
关键词 小麦 种子活力 全基因组关联分析 候选基因分析
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小麦茎部镉积累性状全基因组关联分析及优异位点挖掘
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作者 者理 周全 +8 位作者 符笑歌 赵玉娇 宋全昊 陈晓杰 贾汉忠 陈继平 廖晓勇 胡银岗 陈亮 《麦类作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期704-717,共14页
小麦镉(Cd)污染日益加重,严重威胁食品安全和人类健康,培育和应用低镉积累品种是降低镉污染小麦风险的最有效途径之一,通过分子标记辅助手段可加快低镉积累特性小麦的筛选和培育。本研究选用175份小麦种质材料,种植于陕西省镉中度污染农... 小麦镉(Cd)污染日益加重,严重威胁食品安全和人类健康,培育和应用低镉积累品种是降低镉污染小麦风险的最有效途径之一,通过分子标记辅助手段可加快低镉积累特性小麦的筛选和培育。本研究选用175份小麦种质材料,种植于陕西省镉中度污染农田,对灌浆初期小麦茎部镉含量、镉富集系数和转运系数进行聚类分析,筛选出10个低镉积累特性种质。同时利用小麦660K单核苷酸多态性(SNP)芯片,通过3种模型对茎部镉含量、生物富集系数和转运系数进行全基因组关联分析,共鉴定到33个相关遗传位点,其中28个是新的SNP位点。针对茎部镉含量和转运系数3A上的2个主效QTL,开发了KASP标记,并在验证群体中明确了其准确性和实用性。基于基因注释和同源基因比对,预测了10个基因可能直接参与小麦镉积累转运相关生物过程;其中TraesCS3A02G289200基因是一个热休克转录因子,它在水稻中的同源基因(OsHsfA4a)被验证能够提高水稻对镉的耐受性。10个低镉积累特性种质及相关基因可用于小麦耐镉污染育种及有效分子标记开发。 展开更多
关键词 小麦(Triticum aestivum) 镉积累 全基因组关联分析 候选基因分析
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水稻黄叶突变体yl的遗传分析与基因定位 被引量：2
8
作者 蒋悦 孙娟 +4 位作者 韩思迪 范磊 许凯文 江玲 王春明 《南京农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期889-897,共9页
[目的]水稻叶片作为重要的光合器官,是作物产量的形成基础。叶色突变体不仅可以作为育种标记,还是研究叶绿体发育和培育高光效水稻品种的先决条件之一。[方法]从籼稻品种‘9311’的^(60)Co-γ射线辐射诱变突变体库中筛选获得了1个水稻... [目的]水稻叶片作为重要的光合器官,是作物产量的形成基础。叶色突变体不仅可以作为育种标记,还是研究叶绿体发育和培育高光效水稻品种的先决条件之一。[方法]从籼稻品种‘9311’的^(60)Co-γ射线辐射诱变突变体库中筛选获得了1个水稻黄叶突变体yl。利用yl/‘宁粳4号’杂交的F2群体进行基因定位。[结果]与野生型相比,yl突变体的幼叶表现出明显的黄化,叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素的含量下降。突变体叶绿体中类囊体片层结构排列松散。与野生型相比,yl突变体的每穗粒数、结实率和千粒质量下降。该性状受1对隐性核基因控制。该基因初步定位于第9染色体长臂上,进一步开发分子标记把定位区间缩小在14.5 kb内,该区域包含3个候选基因。经测序比对分析发现,yl突变体的第3个ORF的第5外显子发生碱基突变(2131CTA→G),从而造成蛋白第233位氨基酸发生改变并导致翻译提前终止,形成了1个包含原有232个氨基酸和16个新形成氨基酸残基的蛋白,该基因与已报道的水稻黄叶基因YLC1是等位基因。[结论]本研究明确了YLC1参与叶绿素的合成,为叶绿体色素合成和叶绿体发育的研究提供了基础。 展开更多
关键词 水稻 黄叶突变体 基因定位 候选基因分析 叶绿体发育
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玉米ZmC2s基因家族鉴定及ZmC2-15耐热功能分析
9
作者 黄钰杰 张啸天 +2 位作者 陈会丽 王宏伟 丁双成 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期2331-2343,共13页
鉴定玉米ZmC2s基因家族成员,分析其遗传变异与玉米耐热性的关联性,为明确其在玉米耐热方面的功能和分子机制奠定基础。使用C2蛋白结构域PF00168,利用hmmsearch从玉米全基因组中搜索ZmC2s基因家族成员,分析其编码蛋白质等电点和分子量、... 鉴定玉米ZmC2s基因家族成员,分析其遗传变异与玉米耐热性的关联性,为明确其在玉米耐热方面的功能和分子机制奠定基础。使用C2蛋白结构域PF00168,利用hmmsearch从玉米全基因组中搜索ZmC2s基因家族成员,分析其编码蛋白质等电点和分子量、系统进化和基因家族复制。使用候选基因关联分析的方法,对ZmC2s基因自然变异位点与玉米苗期耐热性进行关联分析,发现玉米ZmC2s基因家族重要的耐热候选基因。使用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)的方法鉴定与玉米苗期耐热性最显著相关的ZmC2候选基因ZmC2-15在胁迫和激素处理下的基因相对表达水平,在玉米原生质体瞬时表达系统中鉴定ZmC2-15-GFP的亚细胞表达部位,以及获得过表达ZmC2-15的转基因拟南芥并分析其耐热性。从玉米参考基因组B73中共鉴定出95个玉米ZmC2s基因,根据其物理坐标的先后顺序,将95个玉米ZmC2s基因命名为ZmC2-1~ZmC2-95。其蛋白长度为130~2141,等电点为4.1~10.8,分子量为14.1~230.1。通过构建玉米、水稻和高粱基因组C2基因的进化树,发现C2基因可以分为3个大的聚类分支,每个聚类分支又可以细分为2个小的聚类分支。分析玉米、水稻和玉米、高粱的全基因组共线性数据,发现了59个ZmC2s基因在水稻和高粱基因组均有一一对应的复制基因。ZmC2s基因家族关联分析表明ZmC2-15/60/91是重要的玉米耐热候选基因(P≤0.001,MLM),其中ZmC2-15与玉米苗期耐热性最显著相关(P≤0.000,01,MLM),且该基因的表达量在多种逆境胁迫处理下上调表达。亚细胞定位分析表明ZmC2-15表达定位于细胞质、核膜和内质网。过表达ZmC2-15的转基因拟南芥提高了植物耐热性。ZmC2-15可作为调控玉米耐热性的重要候选基因。 展开更多
关键词 玉米 耐热 C2基因家族 候选基因关联分析 亚细胞定位
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