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基于混池测序及遗传图谱定位玉米雄穗分枝数基因 被引量:1
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作者 周步进 韦绍丽 +5 位作者 何静丹 覃嘉明 郑加兴 黄安霞 时成俏 王兵伟 《南方农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1249-1258,共10页
【目的】构建玉米雄穗分枝数极端混池和分子遗传图谱,对雄穗分枝数进行QTL定位,为探究玉米雄穗分枝数的发育机制及选育雄穗分枝数少的品种提供理论参考。【方法】将雄穗分枝少的自交系SNM131与雄穗分枝多的自交系HY813组配F_(2)代群体,... 【目的】构建玉米雄穗分枝数极端混池和分子遗传图谱,对雄穗分枝数进行QTL定位,为探究玉米雄穗分枝数的发育机制及选育雄穗分枝数少的品种提供理论参考。【方法】将雄穗分枝少的自交系SNM131与雄穗分枝多的自交系HY813组配F_(2)代群体,统计群体各单株的雄穗分枝数,分析其遗传模式。从F_(2)代群体中分别挑选33个雄穗分株少的单株和38个雄穗分枝多的单株构建混池,对2个亲本和2个子代混池分别展开30×、17×和28×覆盖度的全基因组重测序,对测序数据进行关联分析,获得雄穗分枝数性状的定位区间。利用10K芯片对F_(2)代群体276个单株进行单核苷酸多态性(SNP)标记分型,所得数据用于构建遗传连锁图谱,并结合雄穗分枝数表型数据,利用全基因组复合区间作图法(GCIM)进行QTL定位。最后根据定位区间对应的B73参考基因组的物理区段上的基因注释信息,预测调控雄穗分枝数的候选基因。【结果】F_(2)代群体雄穗分枝数平均7.6个,F_(2)代群体在雄穗分枝数性状上偏向母本SNM131,以少雄穗分枝为主。全基因组重测序共获得1812886个SNP标记和24714个插入缺失标记(InDel),并基于混合分组分析法(BSA)进行雄穗分枝数性状分析,最终共获得6个显著关联区间,分布于玉米5、8和10号染色体。其中,10号染色体上一个峰值最高的关联区间(物理位置127.61~129.46 Mb),推测为控制雄穗分枝数性状的主效位点。构建的遗传连锁图谱包含2944个SNP标记,总图距3684.3 cM。基于遗传连锁图谱,利用GCIM法共定位到5个QTL,分别分布于1、4、6和10号染色体,单个QTL可解释1.9%~9.9%的表型变异。主效QTL被定位在10号染色体约0.56 Mb的物理区间(127.81~128.37 Mb),关联区间包含有15个有中、高功能变异位点的候选基因,其中TBN-S基因编码磷脂酰乙醇胺结合蛋白(PEBP),属于TFL1类基因,与花序分生和雄穗分枝数发育密切相关。【结论】通过田间表型鉴定、遗传连锁图谱构建和SNP标记定位,将控制玉米雄穗分枝数的主效QTL定位在10号染色体长臂约0.56 Mb物理区间内,包含15个中、高变异度的基因,预测TBN-S为候选基因。 展开更多
关键词 玉米 雄穗分枝数 混池测序 QTL定位 候选基因
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大豆矮化突变体df1的候选基因鉴定
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作者 刘锦宇 吴士浩 +3 位作者 仲威宇 张文韬 朱晓斌 夏正俊 《土壤与作物》 2025年第2期207-216,共10页
植物在外界物理与化学因素的胁迫下会产生基因突变。这种染色体基因组的变化不但能创造新的遗传变异材料,为植物遗传改良与育种服务,同时也是研究基因功能的重要技术手段。本研究对我国东北地区的大豆主栽品种黑河43进行伽玛射线诱变,... 植物在外界物理与化学因素的胁迫下会产生基因突变。这种染色体基因组的变化不但能创造新的遗传变异材料,为植物遗传改良与育种服务,同时也是研究基因功能的重要技术手段。本研究对我国东北地区的大豆主栽品种黑河43进行伽玛射线诱变,获得极度矮化突变体df1。遗传分析显示,df1突变为隐性单基因遗传。对杂合型衍生的df1突变型与正常野生型进行混池测序后,利用鉴定基因的BVF-IGV流程,确定了位于1号染色体上包含69个基因的大片段缺失是引起df1突变的遗传因子。缺失区域序列开发的分子标记与表型间进行连锁分析及野生型与突变型混池的转录组分析结果,佐证了上述结论。根据本研究中野生型与突变型的基因表达谱以及公共资源中5000多份品种的转录组数据分析结果,最终确定Glyma.01G066600等26个基因为候选基因。研究结果为进一步通过精细定位克隆df1的功能基因以及明确其调控大豆生长发育的分子机理奠定了基础。 展开更多
关键词 大豆 矮化突变 大片段缺失 BVF-IGA 混池测序
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控制玉米株高基因PHR1的基因克隆 被引量:3
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作者 杨晨曦 周文期 +8 位作者 周香艳 刘忠祥 周玉乾 刘芥杉 杨彦忠 何海军 王晓娟 连晓荣 李永生 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期55-66,共12页
株高属于玉米理想株型育种的一个重要指标,不但影响玉米机械化收获,更与玉米的倒伏性和生物产量密切相关。本研究以低剂量快中子(4.19 Gy)辐照诱变玉米自交系KWS39获得的矮秆低穗位突变体为研究对象,该突变体命名为plant height reducin... 株高属于玉米理想株型育种的一个重要指标,不但影响玉米机械化收获,更与玉米的倒伏性和生物产量密切相关。本研究以低剂量快中子(4.19 Gy)辐照诱变玉米自交系KWS39获得的矮秆低穗位突变体为研究对象,该突变体命名为plant height reducing mutant-1(phr-1),开展了表型性状的田间调查分析,并利用phr-1×B73获得的F2分离群体,借助极端性状混池测序分析法(BSA-seq)及目标区段重组交换鉴定的方法,基于B73参考基因组对目标区段内的基因进行挖掘和功能注释,定位候选基因。研究结果表明,在1号染色体Bin1.06区间可能存在变异位点,进而利用大的分离群体结合目标区段多态性标记开发,将目标区段精细定位分子标记到Umc1122和Umc1583a两个标记之间约600 kb区间,该区段内存在一个控制株高的已知基因Brachytic2(BR2),BR2编码一个调控玉米茎秆中生长素极性运输的糖蛋白。候选基因测序结果表明,phr-1是BR2基因在第4个外显子处插入了165 bp的序列,导致第547位氨基酸变为终止子,蛋白翻译提前终止。phr-1的基因突变位点和变异方式与已报道的br2-1单个碱基发生变异位点完全不同,通过等位杂交实验证明了phr-1突变体就是br2-1的一个新等位突变体,候选基因就是BR2基因。本研究为玉米BR2基因在玉米株高遗传改良中提供了新的种质资源。 展开更多
关键词 玉米 株高 穗位高 BSA混池测序 基因定位 功能分析
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小尾寒羊线粒体基因组遗传变异分析 被引量:4
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作者 陈晓勇 孙洪新 敦伟涛 《中国畜牧兽医》 CAS 北大核心 2015年第1期185-191,共7页
本试验旨在利用基因组扫描策略和DNA混池测序技术分析小尾寒羊线粒体基因组遗传变异。结果表明,小尾寒羊线粒体基因组编码区共有95个变异位点,多肽编码区除ATPase8基因无突变外,其余12个多肽编码基因均有突变位点,变异位点总数为83个,... 本试验旨在利用基因组扫描策略和DNA混池测序技术分析小尾寒羊线粒体基因组遗传变异。结果表明,小尾寒羊线粒体基因组编码区共有95个变异位点,多肽编码区除ATPase8基因无突变外,其余12个多肽编码基因均有突变位点,变异位点总数为83个,错义突变为19个,分别为:T3544A、T4209C、C7501A、A8040G、G8265C、A9376G、C9975T、G10119A、G10938A、G11046A、G12571C、G13041A、C13576T、T13588C、C13777T、C13789T、T13837C、T13855C、A13876G。12SrRNA区域有3个变异位点,分别为:T281C、C291T、A538G;16SrRNA区域有5个变异位点,分别为:A1099T、T1112C、T2200C、C2444T、T2635C;tRNA区域有4个突变位点,分别为:tRNA-Tyr(G5295A)、tRNA-Lys(T7720G)、tRNA-His(C11607T)、tRNA-Ser(G11669A)。由此可知,小尾寒羊线粒体基因组编码区多态性较丰富,该试验结果为核外遗传效应研究提供了分子生物学基础。 展开更多
关键词 线粒体基因组 遗传变异 混池测序 小尾寒羊
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基于BSA-Seq技术挖掘大豆中黄622的多小叶基因 被引量:15
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作者 张之昊 王俊 +1 位作者 刘章雄 邱丽娟 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期1839-1849,共11页
栽培大豆(Glycine max)叶片一般为三出复叶,也有个别品种或植株突变体产生4~7个小叶,为多小叶。复叶的形成使植物对外界环境的适应能力增强,对大豆多小叶相关基因的挖掘和研究有助于改善大豆农艺性状和产量表现。本研究从大豆栽培品种中... 栽培大豆(Glycine max)叶片一般为三出复叶,也有个别品种或植株突变体产生4~7个小叶,为多小叶。复叶的形成使植物对外界环境的适应能力增强,对大豆多小叶相关基因的挖掘和研究有助于改善大豆农艺性状和产量表现。本研究从大豆栽培品种中品661的突变体库中鉴定出一个多小叶突变体——中黄622,每个复叶有4~9个小叶。利用该突变体与中品661配制组合,分别于北京和海南调查F_2和F_(2:3)植株叶片表型,结果表明,多小叶性状受1对不完全显性基因控制。采用BSA-seq方法进行定位,利用F2正常三出复叶和多小叶个体分别构建混池,测序结果与参考基因组平均比对效率为98.83%,平均覆盖深度为32.75×,基因组覆盖度为99.22%。ED方法关联分析发现,在11号染色体定位到2个区域,总长度为5.29 Mb,共包含1103个基因。根据SNP-index方法关联分析,当置信度为0.99时,在11号染色体鉴定出3个区域,总长度为3.42 Mb,共包含701个基因。2种关联分析方法同时定位的基因有690个,亲本之间存在SNP的基因有6个。本研究结果为大豆多小叶基因图位克隆奠定了基础。 展开更多
关键词 大豆 突变体 混池测序
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基于BSA-seq技术挖掘芝麻株高相关候选基因 被引量:2
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作者 崔彦芹 郭元章 +3 位作者 侯少锋 李思达 关中波 徐桂真 《华北农学报》 CSCD 北大核心 2021年第S01期8-15,共8页
为了进一步挖掘芝麻株高相关基因,为适机收芝麻新品种选育提供理论指导,以冀航芝1号和DW607为亲本构建F 2群体,并构建以株高为目标性状的极端混池,利用BSA-seq技术,采用ED和Δ(SNP-index或InDel-index)2种方法挖掘株高相关的染色体区段... 为了进一步挖掘芝麻株高相关基因,为适机收芝麻新品种选育提供理论指导,以冀航芝1号和DW607为亲本构建F 2群体,并构建以株高为目标性状的极端混池,利用BSA-seq技术,采用ED和Δ(SNP-index或InDel-index)2种方法挖掘株高相关的染色体区段,注释区段内的基因信息,利用GO和KEGG等数据库分析注释基因的功能。结果发现,亲本之间共获得298634个SNP和76360个InDel,混池之间共获得24048个SNP和9630个InDel;基于SNP标记的ED方法关联到5个染色体区段,ΔSNP-index方法关联到3个染色体区段,两者的交集有3个;基于InDel标记的ED方法关联到5个染色体区段,ΔInDel-index方法关联到8个染色体区段,两者的交集有8个;4个染色体区段同时被SNP和InDel标记关联到,共注释到330个基因,比对到的前20个KEGG通路主要包括植物激素信号转导和能量代谢;GO富集结果表明,有18个基因参与生长素响应,可能是参与株高调控的关键基因。 展开更多
关键词 芝麻 株高 混池测序 候选基因
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四倍体马铃薯块茎蛋白含量分子标记的开发与验证 被引量:6
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作者 单洪波 史佳文 石瑛 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第7期1095-1102,共8页
块茎蛋白含量是马铃薯的重要品质性状之一,相关分子标记的开发研究较少。本研究以马铃薯高蛋白品种大西洋、低蛋白品种定薯1号及包含173份子代的蛋白含量分离群体为材料,通过高通量简化基因组测序技术与集群分离分析(BSA)相结合,开发了S... 块茎蛋白含量是马铃薯的重要品质性状之一,相关分子标记的开发研究较少。本研究以马铃薯高蛋白品种大西洋、低蛋白品种定薯1号及包含173份子代的蛋白含量分离群体为材料,通过高通量简化基因组测序技术与集群分离分析(BSA)相结合,开发了SCAR8-107标记,并以此标记对分离群体的74份高蛋白、42份低蛋白子代及54个四倍体马铃薯品种验证表明,SCAR8-107标记在后代分离群体和四倍体马铃薯品种中的检测结果与表型蛋白含量的对应度分别达到了90.51%和72.97%,经过Pearson’s双侧相关性分析,相关性均达到了极显著水平。SCAR8-107的开发对于四倍体马铃薯块茎蛋白含量标记辅助选择与加速马铃薯品质育种具有重要意义。 展开更多
关键词 马铃薯蛋白 标记开发 BSA混池测序 分子标记辅助育种
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与小麦抗白粉病基因Pm48紧密连锁分子标记的开发 被引量:6
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作者 付必胜 刘颖 +5 位作者 张巧凤 吴小有 高海东 蔡士宾 戴廷波 吴纪中 《作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期307-312,共6页
Pm48为本实验室鉴定的一个抗白粉病新基因。为精细定位该基因,利用混池ddRAD测序鉴定了81个与该基因关联的序列,开发了STS标记Xmp931,转化了CAPS标记Xmp928、Xmp930和Xmp936;同时,利用粗山羊草基因组序列开发了71个基因组SSR标记,定位... Pm48为本实验室鉴定的一个抗白粉病新基因。为精细定位该基因,利用混池ddRAD测序鉴定了81个与该基因关联的序列,开发了STS标记Xmp931,转化了CAPS标记Xmp928、Xmp930和Xmp936;同时,利用粗山羊草基因组序列开发了71个基因组SSR标记,定位了其中的Xmp1089和Xmp1112。在115个宁糯麦1号′Tabasco衍生的F2:3家系中,Xmp928与目的基因共分离,Xmp1112位于近着丝粒方向处距抗病基因3.1 c M。在671个纯合感病家系中,标记Xmp928仍与目的基因共分离。利用3个中国春5DS缺失系,最终将Pm48定位在小麦5DS上0.63–0.67的臂区段中。 展开更多
关键词 小麦 抗白粉病基因 分子标记 ddRAD
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小麦贵协3号成株期抗条锈病基因的遗传定位 被引量:1
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作者 高旭 程斌 +5 位作者 高煜 葛昌斌 丁延庆 曹宁 辛智海 张立异 《麦类作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期948-957,共10页
贵协3号对当前的条锈病流行小种表现为近免疫或高抗。为更好地利用贵协3号,拓宽小麦抗性育种资源,以Avocet S(来自澳大利亚的高感条锈病小麦品种)为母本、贵协3号为父本构建的F_(2:7)代重组自交系(RIL)群体为材料,运用集群分离分析法(B... 贵协3号对当前的条锈病流行小种表现为近免疫或高抗。为更好地利用贵协3号,拓宽小麦抗性育种资源,以Avocet S(来自澳大利亚的高感条锈病小麦品种)为母本、贵协3号为父本构建的F_(2:7)代重组自交系(RIL)群体为材料,运用集群分离分析法(BSA)并结合转录组测序(BSR-Seq)和小麦55K SNP芯片技术对抗条锈病QTL进行遗传定位。结果表明,共检测到有7个抗条锈病QTL,分别位于小麦1B(1)、2A(2)、2D(1)、5A(2)和6B(1)染色体上。其中位于2AS染色体上的Qyr.gaas.2A在三个环境中均被检测到,置信区间为AX-108824773~AX-111675237(0~2.5 cM),对应的物理区间为15.87~31.89 Mb(16.02 Mb),可解释17.07%~34.59%的表型变异。为了进一步提高该QTL的定位精度,在2AS染色体目标区段内设计了103对SSR标记引物,并选择2AS染色体上已报道的22个SSR标记,在双亲、抗感池和RIL群体中进行筛选和验证。最终筛选出6个多态性标记(Xcfd36、Xwmc382、hls-2A-04、hls-2A-17、hls-2A-18和hls-2A-103)可将Qyr.gaas.2A缩小到3.04 Mb的物理区间(15.87~18.91 Mb)内。在该目标区间共预测到13个候选基因,将在下一步的研究中进行分析验证。 展开更多
关键词 小麦 条锈病 转录组 55K SNP芯片 基因定位
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