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全基因组关联分析(genome-wide association studies,GWAS)是近几年发展起来的解析作物表型多样性遗传基础的有效分析手段。GWAS以连锁不平衡为基础鉴定某一作物群体内农艺性状即表型数据与全基因组基因型数据或候选基因间的具体关系,具有高通量(即在全基因组范围有效检测性状与基因位点的关联性)、精度高和花费时间少等显著优点,其在作物遗传育种中的作用日益凸显。本综述在系统介绍GWAS这种方法的基础上,详尽总结了其在油菜遗传育种中的应用和研究进展、存在的潜在问题及解决途径,以期为进一步利用GWAS进行油菜各种性状遗传基础的研究提供依据和参考。 相似文献
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植物性状-标记关联分析研究进展 总被引：7，自引：0，他引：7
要对植物改良和复杂性状进行解析,首先需要对种质多样性及其性状遗传基础进行了解.随着基因组学的发展和生物统计软件的完善,特别是分子标记技术在植物遗传育种领域的广泛应用,以连锁不平衡(LD)为基础的关联分析方法的出现为植物数量性状遗传的研究提供了新途径,也为植物的分子设计育种提供了新的思路.本文在介绍关联分析方法的基础上,综述了关联分析在植物方面的研究进展,并讨论了关联分析在植物中应用的前景. 相似文献
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限制性两阶段多位点全基因组关联分析方法的特点与计算程序 总被引：4，自引：0，他引：4
全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)的理论及应用是近十几年来国内外数量性状研究的热点, 但是以往GWAS方法注重于个别主要QTL/基因的检测与发掘。为了相对全面地解析全基因组QTL及其等位基因构成, 本研究提出了限制性两阶段多位点GWAS方法(RTM-GWAS, https://github.com/njau-sri/rtm-gwas)。RTM-GWAS首先将多个相邻且紧密连锁的SNP分组, 成为具有多个单倍型(复等位变异)的连锁不平衡区段(SNPLDB)标记, 然后采用两阶段分析策略, 基于多位点复等位变异遗传模型, 在节省计算空间的条件下保障全基因组QTL及其复等位变异检出的精确度。和以往GWAS方法相比, RTM-GWAS以性状遗传率为上限, 能够较充分地检测出QTL及其相应的复等位变异并能有效地控制假阳性的膨胀。由其结果建立的QTL-allele矩阵代表了群体中所研究性状的全部遗传组成。依据这种QTL-allele矩阵的信息, 可以设计最优基因型的遗传组成, 预测群体中最优化的杂交组合, 并用以进行群体遗传和特有与新生等位变异的研究。本研究首先对RTM-GWAS方法的特点和计算程序功能进行说明, 然后通过大豆试验数据说明RTM-GWAS计算程序的使用方法。 相似文献
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甘蔗是多倍体植物,遗传性复杂,主要经济性状,如蔗糖份、产量等属数量遗传,受微效多基因控制,起累加效应。受环境影响也大。有利基因与不利基因在染色体上的位点常是相连或相邻,形成连锁群,很难分离,甚至完全不能分离。染色体配对不规 相似文献
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用全基因组关联作图和共表达网络分析鉴定油菜种子硫苷含量的候选基因 总被引：1，自引：0，他引：1
油菜籽饼粕是畜禽养殖中重要的蛋白原料, 但饼粕中的硫苷是一种抗营养物质, 食用过多会对禽畜产生毒害, 因此挖掘油菜籽粒硫苷含量的候选基因对油菜种子低硫苷育种具有重要现实意义。本研究连续4年种植1个含157份材料的油菜自然群体, 结合重测序数据对种子硫苷含量进行全基因组关联分析(GWAS), 并对15份低硫苷和15份高硫苷材料进行种子发育早期的转录组测序, 通过权重基因共表达网络分析(WGCNA)鉴定种子硫苷含量的候选基因。用GWAS共检测到45个与种子硫苷含量显著相关的SNP, 单个位点解释的表型变异为13.5%~23.3%, 主要分布在A09、C02和C09染色体的3个区间中, 覆盖5个已知的硫苷代谢基因。用WGCNA分析发现高、低硫苷材料之间的2275个差异表达基因, 可分为12个基因模块, 其中1个模块的基因显著富集在已知的硫苷生物合成途径, 对该模块内163个基因的权重分析得到13个候选基因。经检测, GWAS和WGCNA共得到的18个候选基因中, 有14个候选基因的表达量与种子硫苷含量显著相关(r = 0.376~0.638, P<0.05)。用两种方法鉴定到1个共同的候选基因BnaC02g41790D (基因名MAM1), 与该基因连锁的5个SNP构成5种单体型, 等位基因效应分析发现, 自然群体中63%的材料(99/157)为Hap 5, 平均硫苷含量为50.79 μmol g-1, 与另外4种单体型(95.04~110.28 μmol g-1)存在极显著差异(P<0.01)。本研究结合GWAS和WGCNA两种方法鉴定了油菜种子硫苷含量的候选基因, 可为复杂性状候选基因的筛选提供参考。 相似文献
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华南型黄瓜维生素C含量的遗传分析 总被引：1，自引：0，他引：1
探讨筛选组合(Ma7×W15)维生素C(Vc)含量的遗传机制。以相对低维生素C含量的自交系Ma7(p1)和相对高维生素C含量的自交系W15(p2)为亲本,构建6个世代群体材料,利用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型多世代联合分析方法分析华南型黄瓜中维生素C含量的遗传机制。结果表明,维生素C含量的最适遗传模型为一对加性主基因+加性-显性多基因混合遗传模型。在分离世代中主基因遗传率在B1、B2、和F2群体中分别为47.47%,36.34%,52.59%;多基因的遗传率分别为18.47%,0,21.63%;环境方差占表型方差的范围为25.78%～63.66%,环境对维生素C含量的遗传有较大的影响,说明在黄瓜维生素C含量的遗传体系中,微效多基因具有重要作用,这一性状适于高代选择。 相似文献
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玉米种子萌发相关性状的全基因组关联分析 总被引：1，自引：0，他引：1
种子萌发是出苗的前提, 对玉米产量影响重大。为了解玉米种子萌发相关性状的遗传机制, 本研究对476份玉米自交系种子萌发相关的6个性状进行调查, 结合125万个(1.25M) SNP标记, 利用3种统计模型(Q, K, Q+K)进行全基因关联分析(GWAS)。结果表明K模型能够较好地评价吸胀前重量、吸胀前体积、吸胀后重量、吸胀后体积和吸胀体积5个性状; Q+K模型能更好地评价吸胀重量性状。基于这6个性状的最优模型的GWAS结果, 共检测到15个种子萌发相关性状的显著SNP, 15个SNP对应6个QTL, 集中分布在玉米第3、第6、第7和第10染色体上, QTL内单个SNP能解释的表型变异为5.09%~7.85%。其中5个QTL可在多个生物学重复中被检测到。以最显著SNP所在基因或附近基因作为QTL的候选基因, 共筛选到6个最可能的候选基因。GRMZM2G148411是吸胀后重量、吸胀重量和吸胀体积3个性状共同鉴定到的QTL候选基因, 根据基因的功能注释, 该基因编码一个包含TLD-domain的钙离子结合蛋白, 可能是一种调控种子休眠与萌发的信号分子。本研究鉴定的QTL为解析玉米种子萌发的遗传机制和相应功能标记的开发奠定了基础。 相似文献
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柄蔓夹角是甜瓜株型重要性状之一,通过对甜瓜柄蔓夹角的遗传特性进行研究,以期为甜瓜株型改良育种提供理论基础。本研究以柄蔓夹角小的紧凑型甜瓜材料B103和柄蔓夹角大的疏散型甜瓜材料B297为亲本,构建四世代群体(P1、P2、F1和F2),应用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型多世代联合分析方法,对甜瓜柄蔓夹角进行遗传分析。两年的研究结果显示,甜瓜柄蔓夹角性状表现为数量性状,不同年份柄蔓夹角的最适遗传模型均为E-1模型,即柄蔓夹角由两对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因控制。2015年秋,F2分离世代主基因遗传率是72.28%,多基因遗传率是0;2016年春,F2分离世代主基因遗传率为52.06%,多基因遗传率为0。结果表明甜瓜柄蔓夹角的遗传符合两对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因遗传模型(E-1),这一性状由主基因控制,同时受环境影响。 相似文献
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植物关联分析方法的研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
关联分析在人类和动植物遗传研究中的应用日益广泛,新方法及其软件包不断涌现。为对其更好选择和应用,本文综述了关联分析的主要方法及其软件包。首先,介绍了群体结构对关联分析的影响;其次,重点介绍了单位点关联分析、多位点关联分析、上位性和多性状关联分析方法及其软件包;最后,展望了关联分析的发展动向。应当指出,基于群体结构和多基因整体背景控制的全基因组单标记快速扫描算法在目前的实际资料分析中应用较广泛,与其结果互补的是假阳性率较高的非参数方法。但是,今后的方法应当是以多位点模型、环境互作、上位性检验和多个相关性状联合分析为主。这为今后的理论与应用研究提供了有益信息。 相似文献
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棉花功能基因组研究进展 总被引：1，自引：1，他引：0
棉花是重要的经济作物。近年来棉花功能基因组研究发展迅速,高通量测序技术应用于棉花研究,二倍体和四倍体棉花基因组测序陆续完成,棉花全基因组重测序及关联分析相继涌现,大量的棉花功能基因被分离鉴定。本文回顾了棉花功能基因组研究的历程,重点介绍了棉花基因组测序和棉花栽培品种全基因组关联分析相关研究成果,并总结了棉花纤维和腺体发育中的关键功能基因及棉花抗旱、抗盐碱等功能基因研究进展,为全面了解棉花重要农艺性状形成的遗传基础和棉花遗传改良提供理论参考。 相似文献
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Renganathan Vellaichamy Gandhimeyyan Vanniarajan Chockalingam Raveendran Muthurajan Renuka Raman 《Plant Breeding》2023,142(4):389-406
Millets are known for their resilience and nutritional benefits and hence believed to have a promising role in ensuring food and nutritional security under changing climatic conditions. Research on millets has intensified in recent years, especially in dissecting the genetic components of yield, stress tolerance and nutritional quality traits. Recent advances in next-generation sequencing, bioinformatics and associated statistical procedures for genome-wide association studies (GWAS) have provided wide opportunities to resolve the genetic complexity of polygenic traits by measuring historical and evolutionary recombination events in the natural population(s). During the past decade, GWAS has been successfully employed to identify key genes controlling growth, development, stress tolerance, nutrient use efficiency and nutritional quality traits in sorghum, pearl millet, foxtail millet and finger millet. However, progress in other minor millets is still in its infancy. Genetic dissection of these complex traits in millets may pave the way for genetic alteration of climate resilience, photosynthesis and nutrient accumulation in rice and wheat. In this review, progress in GWAS analysis in detecting QTLs underlying complex traits in sorghum and other millets is highlighted. 相似文献
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Crop salt tolerance (ST) is a complex trait affected by numerous genetic and non‐genetic factors, and its improvement via conventional breeding has been slow. Recent advancements in biotechnology have led to the development of more efficient selection tools to substitute phenotype‐based selection systems. Molecular markers associated with genes or quantitative trait loci (QTLs) affecting important traits are identified, which could be used as indirect selection criteria to improve breeding efficiency via marker‐assisted selection (MAS). While the use of MAS for manipulating simple traits has been streamlined in many plant breeding programmes, MAS for improving complex traits seems to be at infancy stage. Numerous QTLs have been reported for ST in different crop species; however, few commercial cultivars or breeding lines with improved ST have been developed via MAS. We review genes and QTLs identified with positive effects on ST in different plant species and discuss the prospects for developing crop ST via MAS. With the current advances in marker technology and a better handling of genotype by environment interaction effects, the utility of MAS for breeding for ST will gain momentum. 相似文献
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Kazuo Watanabe 《Breeding Science》2015,65(1):53-68
Potato has a variety of reproductive uniquenesses besides its clonal propagation by tubers. These traits are controlled by a different kind of genetic control. The reproductive information has been applied to enable interspecific hybridization to enhance valuable traits, such as disease and pest resistances, from the tuber-bearing Solanum gene pool. While progress has been made in potato breeding, many resources have been invested due to the requirements of large populations and long time frame. This is not only due to the general pitfalls in plant breeding, but also due to the complexity of polyploid genetics. Tetraploid genetics is the most prominent aspect associated with potato breeding. Genetic maps and markers have contributed to potato breeding, and genome information further elucidates questions in potato evolution and supports comprehensive potato breeding. Challenges yet remain on recognizing intellectual property rights to breeding and germplasm, and also on regulatory aspects to incorporate modern biotechnology for increasing genetic variation in potato breeding. 相似文献
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外源DNA直接导入技术以DNA片断杂交假说为理论基础，直接将目的基因或带有目的性状供体遗传物质（总DNA）通过花粉管通道法导入水稻植株，创造大量的变异材料，通过筛选获得目的性状的后代和新品种。由于简单、易行、不受受体植物种类的限制，已被越多的育种者所接受，在水稻的抗病、米质、丰产性上等各方面广为应用。介绍了外源DNA导入方法、外源基因导入类型、后代遗传变异特点及影响花粉管通道法导入的因素，优点、局限性进行了分析，同时提出了问题和展望。 相似文献
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As sustainability becomes a pivotal issue worldwide, biofuel from plants has been highlighted as an alternative to energy from fossil fuels. In the current review, we focused on improving the efficiency of lignocellulosic bioethanol production from high dry matter-producing Miscanthus and switchgrass species by understanding these species’ genetic traits and responses to various stresses. The most recent findings regarding biomass quality and bioethanol conversion processes are discussed in this review, including goals of current feedstock breeding programs, followed by up-to-date genetics and genomics resources to provide optimal breeding approaches for Miscanthus and switchgrass species. We revisited previous breeding approaches using bmr mutations, ethyl methanesulfonate (EMS), next generation sequencing (NGS), genome-wide association study (GWAS), and transgenic resources, which can be a basis for improving sustainable biomass and biofuel production through these two species. This review may provide background for researchers and breeders to further improve breeding approaches. 相似文献