[目的]解析甘蓝型油菜种子硫代葡萄糖苷性状的重要遗传位点及候选基因,为甘蓝型油菜硫苷基因克隆和品种品质改良奠定基础.[方法]以甘蓝型油菜KN DH群体种子为材料,对在4个种植环境的种子硫苷含量进行QTL定位和候选基因分析.[结果](1)甘蓝型油菜种子硫苷含量变异系数较高且较为稳定,服从数量性状的遗传特点.(2)7 个一致性 QTL(cqGC.A9-5、cqGC.A9-7、cqGC.A9-9、cqGC.C2-9、cqGC.C2-10、cqGC.C9-5 和 cqGC.C9-6)为环境稳定表达 QTL,包括 3 个主效 QTLcqGC.A9-5、cqGC.C2-10 和 cqGC.C9-5).(3)在主效 QTL cqGC.A9-5 和 cqGC.C9-5 鉴定到 3 个候选基因(BnaA09g05480D、BnaC09g05620D 和 BnaC09g05810D),主要涉及硫苷生物合成途径中吲哚-3-乙醛肟、3-烷基-苹果酸的合成及硫苷的转运与分配.[结论]甘蓝型油菜种子硫苷含量为数量性状.3个甘蓝型油菜硫苷含量主效QTL被鉴定到,其置信区间候选基因的拟南芥同源基因参与硫苷合成途径中间产物合成及促进硫苷的转运与分配.

本实验室前期以东乡普通野生稻和日本晴为亲本创制了强耐盐染色体片段置换系CSSL91,本研究将其与日本晴和强耐盐种质Pokkati比较,结果显示CSSL91耐盐性与Pokkali相当.以CSSL91与日本晴构建的F2∶3群体为试验材料,日本晴和CSSL91为对照,以耐盐等级和幼苗存活率为指标.结果表明2个指标均成正态分布,QTL连锁定位分析共检测到5个耐盐相关QTL,分别分布于第4、9、10号染色体上,LOD值介于2.95～3.97,表型贡献率为9.83％～18.48％;其中耐盐等级QTL-qST4的表型贡献率最高,其定位在第4号染色体DX-C4-1～DX-S4-16标记间.分离群体分组分析法(BSA,bulked segregation analysis)分析检测到第4号染色体0～5.0 Mb区间有一个超过阈值的QTL,该区间与QTL-qST4重合,QTL连锁分析方法和BSA方法均在第4号染色体的0～5.0 Mb区间定位到耐盐等级QTL,说明QTL-qST4是可靠的耐盐位点;耐盐等级QTL-qST4-1和幼苗存活率QTL-qSSR4均定位在第4号染色体DX-C4-12和DX-C4-13标记间,LOD值分别为3.36和3.92,表型贡献率分别为13.97％和9.49％;在第9号、10号染色体还定位到两个耐盐等级QTL-qST9和QTL-qST10;其中QTL-qST4-1、QTL-qSSR4和QTL-qST10是本研究新定位的耐盐性QTL.本研究结果将为水稻耐盐性相关基因克隆和分子标记辅助改良水稻品种的耐盐性奠定基础.

研究对前期建立的青鱼(Mylopharyngodon piceus)家系高密度遗传连锁图谱及体长QTL的定位结果进行深入分析,在10号连锁群上识别到与体长相关的QTL区域,存在2个与体长强烈相关的紧密连锁SNP位点.研究利用特异性标记判定青鱼遗传性别,对SNP位点侧翼序列PCR扩增子进行sanger测序.得到准确的SNP位点基因型信息后,研究对紧密连锁SNP位点不同基因型与邗江青鱼群体生长性状进行了细致的关联分析.结果表明,在563尾邗江青鱼群体中,雌鱼290尾,雄鱼273尾,雌雄比约为1.06:1.遗传分析显示,SNP7957G＞C和SNP9802T＞A有效等位基因数(Ne)分别为1.754和1.399,观测杂合度(Ho)分别为0.384和0.266,期望杂合度(He)分别为0.430和0.285,多态信息含量分别(PIC)为0.508和0.378.相比雄鱼,雌鱼生长速度更快,但是变异系数更高,说明雌鱼生长性状离散程度更大.SNP7957G＞C和SNP9802T＞A不同基因型在群体体长性状中存在显著差异.SNP7957G＞C位点的GG基因型在雄鱼体长性状中具有显著优势(P＜0.05),SNP7957G＞C和SNP9802T＞A单标记其他基因型与生长性状之间存在差异,但未达到统计学差异.在SNP位点不同基因型构建的二倍型中,雌雄个体表现出一定的生长差异,D8(GGTA)在生长方面具有显著优势(P＜0.05),具有一定育种价值.研究结果可为选育快速生长青鱼新品种提供分子标记,为未来青鱼遗传改良和分子标记辅助育种策略提供科学依据.

籽粒性状直接影响水稻的产量和品质,因此,解析水稻籽粒性状的遗传机制对提高水稻产量和品质至关重要.本研究以籽粒性状差异较大的稽稻和广百香占为亲本构建定位群体,利用水稻1K mGPS SNP芯片对定位群体进行基因分型,构建了包含770个Bin标记的高密度遗传图谱,通过QTL定位分析,最终鉴定出17个调控籽粒性状的QTLs,其中粒长QTL4个,粒宽QTL3个,粒厚QTL3个,长宽比QTL2个,千粒重QTL5个,LOD值介于2.55～42.44之间,表型贡献率介于4.73％～29.63％之间.在这17个QTLs中,9个为已知粒型基因位点,8个可能是新鉴定位点,分别为粒长qGL6,粒宽qGW5、qGW10和qGW12,粒厚qGT10,长宽比qGLWR5-2,千粒重qTGW10和qTGW11.根据新发现粒宽QTL(qGW5)定位区间内的基因注释、与拟南芥的同源基因比对、时空表达分析、激素响应分析和序列分析,最终筛选到1个编码CCCH类锌指蛋白的调控水稻粒宽的候选基因Os05g0195101.本研究为进一步开展水稻籽粒性状基因的克隆和遗传调控的解析奠定了基础.

开花时间是被子植物生活史中的关键节点.十字花科植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)广布于世界各地,在海拔4 000 m以上的青藏高原也发现了该物种的自然居群,高原独特的环境塑造了其生活史的独特表型,在开花时间上表现为中等程度早花.该研究构建了西藏拟南芥Lhasa居群的F2代作图群体,基于全基因组测序的QTL-seq定位分析,在该居群中定位到主效基因FLC,并且鉴定到其第1个内含子中存在2 307 bp的缺失,这种单倍型只存在于西藏拟南芥居群.利用CRISPR-Cas9技术构建了Lhasa背景的flc-/-突变体,表现为开花时间显著提前.研究结果表明,西藏拟南芥开花时间改变的主要原因是FLC第1个内含子缺失,该变异并未使其丧失全部功能,这可能有利于西藏拟南芥适应青藏高原独特的气候环境.

[目的]葡萄是重要的经济作物之一,香气是构成葡萄果实品质的重要组分之一.葡萄香气复杂,由包括萜烯类化合物、挥发性脂肪族化合物、芳香族化合物、吡嗪类化合物以及含硫化合物等多种化合物构成,同时受多因素影响.遗传是影响其香气分布的主要因素,选育不同香气类型的葡萄品种是目前重要的育种目标之一,因此分析葡萄香气物质遗传模式是实现育种目标的基础.[评论]文章在综述葡萄香气测定方法的基础上,对葡萄果实香气性状遗传规律、香气性状的QTL定位研究进行归纳与分析.[展望]以期为解析葡萄香气遗传规律奠定理论支撑,为葡萄香气性状定向育种提供参考.

水稻(Oryza sativa)穗部性状与产量直接相关,其相关基因的挖掘与功能解析对于保障国家粮食安全意义重大.以籼稻华占(HZ)和粳稻热研2号(Nekken2)及构建的120个重组自交系(RILs)为实验材料,测定了穗长、每穗粒数、结实率、柱头外露率及一次枝梗数等穗部性状.结合高密度分子遗传图谱进行QTL定位,结果共检测到31个QTLs,分别位于第1、2、3、4、5、6、10和11号染色体上,其中2个位点的LOD值分别高达5.45与5.28.通过分析筛选QTL区间内可能影响穗部性状的相关基因,并利用qRT-PCR进行基因表达检测,发现LOC_Os05g05490、LOC_Os05g06150、LOC_Os03g11700、LOC_Os03g12430、LOC_Os05g28720、LOC_Os05g30890、LOC_Os05g31740和LOC_Os02g17880在双亲间的表达水平差异显著.其中,前5个基因编码三角状五肽重复蛋白,而后3个基因编码糖基转移酶.研究挖掘到31个与穗部性状相关的QTLs,为进一步定位和克隆相关基因,从而选育高产水稻新品种奠定理论基础.

倒伏是严重降低油菜产量、品质和影响机械化生产的重要影响因素之一.培育和应用抗倒伏性强的油菜品种是实现油菜机械化生产和高产的重要措施,而提高抗倒伏能力的重点是提高茎秆强度.因此,本研究以包含197个芥菜型油菜株系的重组自交系(RILs,recombinant inbred lines)群体为研究材料,2023年分别在贵阳和贵定两个环境条件下测定了该群体的茎粗、茎秆鲜干比、茎秆充实度、茎秆密度、茎秆抗折力和茎秆抗折强度等6个性状,6个性状均表现出较大的变异,变异系数为14.29％～41.35％,且符合正态分布.相关性分析显示,两个环境条件下,茎秆充实度与茎秆密度、抗折强度二者之间均呈极显著正相关.进一步对茎秆抗折强度表现为高中低的3类材料进行茎秆微观结构观察,相比较于低抗倒材料,高抗倒材料的皮层更厚、维管束个数更多、维管束排列更紧密与维管束面积占比更大.QTL初定位检测到4个QTL与茎秆茎粗有关;2个QTL与茎秆鲜干比有关;2个QTL与茎秆充实度有关;2个QTL与茎秆密度有关;4个QTL与茎秆抗折力有关,可解释的表型变异为4.1％～5.1％;9个QTL与茎秆抗折强度有关,可解释的表型变异为7.5％～11.0％.本研究的开展可为后续芥菜型油菜抗倒伏相关基因的克隆提供基础数据信息,并对油菜抗倒伏育种有一定参考价值.

准确而有效的QTL定位是克隆目的基因、开展分子育种的前提和基础.植物生长发育随外界环境因子变化而变化,其动态发育的不同时期表型是不同主效基因/QTL动态表达的结果,基于生长停滞期表型数据的传统主效基因/QTL分析只能估算QTL在多个时期的累积效应,并不能充分反映该基因位点在发育过程中的真实作用模式及效应,不能真实反映QTL在不同发育时期的动态表达模式,无法获取数量性状的动态信息.全生长周期的动态QTL分析为在分子水平上研究植物生长发育动态的遗传机制、鉴定主效基因提供了良好策略.本文总结了动态QTL分析的遗传模型、分析方法及其在植物发育数量性状定位中的研究进展,并对当前动态QTL分析存在的问题和发展趋势进行了展望,以期为植物生长发育动态QTL解析及分子标记辅助选育提供参考.

玉米穗长通过影响穗粒数,进而影响产量,是育种改良的重要目标性状之一.发掘与穗长性状相关QTL和基因对穗长性状的遗传改良具有重要意义.本研究以一对穗长具有显著差异的高世代姊妹系为亲本,构建F2群体并自交得到F2∶3,利用Maize6H-60K基因芯片分别对亲本及F2群体进行基因型分析,并通过ICIM、GCIM和dQTGseq 3种方法对F2和F2∶3群体的穗长进行QTL定位.结果表明,3种方法共定位到7个与穗长相关QTL位点和43个QTNs,解释了 2.04％～10.24％的表型变异.交叉分析不同方法得出的定位结果,在6号染色体上发现一个调控穗长的稳定QTLqEL6.01.根据定位区间内基因注释的结果,并结合参考基因的表达谱数据,共筛选出5个在雌穗中表达的候选基因:Zm00001d035514、Zm00001d035526、Zm00001d035537、Zm00001d035553和Zm00001d035535.本研究结果为玉米穗长基因的克隆及育种改良奠定了基础.