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[期刊论文] 施璇 李磊 郑彤 骆孟 李韬
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CSTPCD 北大核心
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摘要:小麦类过敏反应(hypersensitive reaction-like,HRL)是一类在没有病原物侵染情况下就能自发产生类似病原菌侵染后的过敏反应症状,这类突变往往导致小麦的抗病性增强和防御相关基因的组成性表达.本实验以携带HRL性状的宁7840为材料,对其进行EMS诱变和连续选择,筛选到14个比野生型的HRL表型更为明显的突变体.同时,对这14个突变体和野生型进行四个不同氮素水平处理(每盆分别施尿素0、3、6和9 g),结果表明,宁7840野生型在低氮(施每盆0g和3 g尿素)条件下,能够诱导HRL性状的提早表达,随着施氮量的增加,HRL性状延迟显现并逐渐消失(non-HRL),白粉病也随之加重,表现为氮依赖型;但在高氮(每盆施6 g和9 g尿素)条件下,有2个突变体(NMu-HRL-1和NMu-HRL-2)依旧表现HRL性状,为非氮依赖型.通过比较13个氮依赖型(包括宁7840野生型)和2个非氮依赖型的HRL突变体氮肥吸收利用情况,发现两种类型突变体的氮肥吸收利用效率与施氮量都呈负相关,同一氮肥水平下,非氮依赖型突变体穗部的氮含量和氮素吸收利用效率都显著高于氮依赖型突变体.低氮条件下,非氮依赖型突变体的叶绿素含量显著低于氮依赖型突变体;高氮条件下,两种类型突变体植株内叶绿素含量差异不显著.在同一氮肥水平下,这两种类型的突变体之间白粉病严重度存在极显著差异,氮依赖型突变体在高氮条件下白粉病严重度极显著高于非氮依赖型突变体,非氮依赖型突变体在高氮条件下仍然高抗白粉病....
摘要:突变体对增加小麦资源的遗传多样性,克隆和解析重要农艺、产量和抗性相关基因具有重要的意义.本研究以高抗赤霉病小麦品种黄方柱(HFZ)及其11个甲磺酸乙酯(EMS)诱导的纯合突变体(F2~F12,Mu4),以及海盐种(HYZ)及其12个EMS纯合突变体(Y2~Y13,Mu4)为材料,在扬花期利用单花滴注鉴定赤霉病扩展抗性,灌浆期测定了分蘖数、株高、旗叶长、旗叶宽、叶绿素含量,收获后测定千粒重、粒长、粒宽、每穗小穗数和每穗粒数共计11个性状.每一个突变体至少在一个性状上与野生型存在显著差异.黄方柱突变系F6、F9和F12以及海盐种突变系Y6、Y7和Y9病小穗率均显著高于相应野生型,达中感或高感水平,因此,这6个突变体是研究赤霉病扩展抗性的理想材料.此外,海盐种突变体株高、千粒重、每穗粒数和粒宽均低于或显著低于野生型.对野生型和突变体采用了基于最小组内平方和距离的动态聚类分析方法,综合评价了野生型与突变体以及突变体相互之间的相似情况.株高等农艺性状显著优于野生型但赤霉病抗性与野生型类似的突变体(如F2、F7、Y2、Y3、Y4、Y8、Y10和Y12)可为农艺性状的遗传研究和抗赤育种亲本选配提供重要的资源....
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北大核心 CSTPCD CSCD AJ CA CBST
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摘要:为了解突变体与野生型小麦的农艺性状、产量和抗性差异,以高抗赤霉病小麦品种宁7840及其23个甲磺酸乙酯(EMS)诱导的纯合突变体(Mu4)作为材料,研究其分蘖数、株高、叶绿素含量、千粒重、小穗数、穗粒数及赤霉病抗性等12个指标的差异.结果表明,除叶长、分蘖数和小穗数在突变体与野生型之间无显著差异外,其余9个性状在野生型与部分突变体之间有显著差异.N8和N16两个突变体表现高感赤霉病;N16突变体的叶宽、SPAD值、千粒重和粒宽显著优于野生型,其株高显著低于野生型.赤霉病病小穗率与叶长显著负相关,叶长可作为筛选小麦赤霉病抗性品系的间接指标;叶宽和粒宽可作为筛选小麦产量性状的重要指标.基于12个性状的聚类分析,将24个小麦材料聚为3类,其中第Ⅰ类在产量性状方面优于其他两类....
摘要:以高抗赤霉病小麦品种宁7840经60Co辐射诱导产生的编号为N16的单株衍生的Mu6突变体群体为材料,在扬花期利用单花滴注法接种鉴定赤霉病扩展抗性,在花后10d测定剑叶长、剑叶宽、株高、单株成穗数及每穗小穗数,收获后测定粒长、粒宽及千粒重共计9个性状,研究其突变后代赤霉病抗性与农艺、产量性状关系.结果表明:突变体群体中赤霉病抗性从高感到高抗均有分布;突变体的株高均低于或显著低于野生型,但株高与赤霉病抗性之间并无显著相关性;农艺和产量性状优于野生型的突变系中,赤霉病从中抗到高感均有分布,其中5个株系综合农艺和产量性状优于野生型但中抗赤霉病,与野生型赤霉病抗性类似的品种其综合农艺和产量性状大多劣于野生型,表明赤霉病抗性和关键农艺及其产量性状位点均发生突变.基于马氏距离的聚类分析方法,综合评价了野生型和突变体之间的相似性,将野生型及其74个突变系聚为两类....
[硕士论文] 骆孟
作物遗传育种 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:全基因组关联研究(GWASs)已被成功鉴定了与人类、动物和植物复杂性状相关联的数以千计的遗传变异。少数的GWAS结果则能够完全确定影响复杂性状的所有遗传因素,而这些遗传因素是由多种遗传和环境因素相结合引起的。但使用当前的分析技术大都存在遗传力丢失(missing heritability)即解释能力低下的窘境。通常,GWAS方法依赖混合模型进行群体结构校正,以避免性状与遗传标记之间的虚假关联。而多数单位点分析难于应对复杂性状多基因共同协同作用(包括上位性)的本质。因此,进一步研究基因相互作用可能有助于检测到不能从单变量方法检测到的遗传变异。提出和开发能够同时检测加性效应及上位性效应模型的新方法很有必要。然而除了发现与性状相关的遗传变异位点外,人们越来越感兴趣的是从植物育种、动物育种和人群的个体基因型数据中预测复杂性状的表型。这些预测是基于SNPs的选择,并估计他们在样本中的效应大小,然后在具有已知表型的独立样本中进行验证并且最终应用于未知表型的样本。本研究提出了一种新的统计分析方法—重复筛选法(Iterative screen regression,ISR)。它首先建立新的模型选择标准RIC(回归信息标准),然后用特殊的变量筛选过程,使RIC最优化从而实现遗传效应解析的最优化。主要将其运用在检测上位性和加性效应的全基因组关联分析(GWAS)和基因组选择(GS),研究内容包括以下三部分:
  (1)所有常见的全基因组关联(GWA)方法都依赖于群体结构校正,以避免错误的基因型与表型的相关联。然而,群体结构校正是一种严厉的惩罚措施,这也阻碍了对真实关联的鉴定。使用重复筛选法(ISR),可实现同时将多个标记加到模型中,能够适当地矫正了GWAS中个体间的群体结构和潜在的亲缘关系。模拟实验的结果表明,重复筛选法(ISR)在统计功效(敏感度)与假发现率(FDR)和特异度优于现有的多位点线性(混合)模型和单位点线性(混合)模型,并且估计线性效应具有更高精度。还通过将其应用于水稻,远缘杂种小鼠和拟南芥数据来展示它的实用性。结果表明它可以多定位到了其他方法无法检测到的新关联位点。我们的ISR方法为多位点GWAS提供了一种新的选择,它不仅计算速度快,而且也可以有效地分析大型数据集(n>100000)。
  (2)基因与基因的相互作用,也称为上位性,其调控着不同物种的许多复杂性状。随着低成本基因分型的可用性,现在可以在全基因组范围内研究上位性。然而,鉴定全基因组上位性是一种超饱和多元回归问题,难度较大、效果不佳。ISR方法则可以适用于此类问题的复杂性状的遗传效应解析。通过两套真实基因型模拟表型数据(人类与水稻),另外还选择了植物中最常用的群体IMF2(水稻)、MAGIC(大麦),用ISR方法来进行解析相关复杂性状的遗传效应。模拟表明,就检测功效和一类型错误而言,该方法显著优于常用的穷举搜索方法(PLINK)。在水稻RIL群体中,QTL全模型包括1619个标记的加性和显性以及所有的成对互作,总共超过500万个效应项。QTL关联分析在两年内分别确定了42、45、38和48个与四种性状,即单株穗数,每穗粒数,粒重和单株产量显著关联的QTLs。大多数鉴定的QTL都是二基因的相互作用。在大麦MAGIC群体中,全模型包括3413个标记包含互作效应在内所有效应项超过500多万。QTL关联作图鉴定了与大麦开花期(FT)性状显著关联的21个QTLs。还观察到,检测结果(关联的主效和上位性效应的基因组区域)与已报道的与水稻和大麦及其密切相关物种的复杂性状的已知候选基因是一致的。研究结果表明,ISR是一种用于检测多位点模型中的位点间相互作用的有效方法。
  (3)尽管全基因组关联研究已经鉴定出与各种复杂性状和疾病相关的遗传标记,大多数预测表型的能力任有限,这些关联的基因位点只是解释了表型变异的一小部分。利用基因型数据对复杂性状进行准确的遗传预测可以促进动物和植物育种计划中的基因组选择。由于大多数复杂性状具有多基因结构,因此准确的基因组预测通常需要通过多基因方法一起模拟所有遗传变异。在此,同样还运用ISR方法来进行基因组模拟及表型预测。并应用ISR对牛、水稻、小麦和小鼠四种物种在内的12个性状全基因组预测。研究结果表明,ISR方法预测力比几种常用的多基因预测方法高(如,rrBLUP、BSLMM和BayesC等)及稳定。
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