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表型组学和基因组学在阐明小米复杂性状遗传基础中的作用
图 1 用于改良作物的植物育种的组学技术概述。表型组学代表使用几种高通量表型分析平台对植物表型表达的研究。基因组学识别和表征负责所需性状的基因，代谢组学代表对植物内一整套代谢物的研究，蛋白质组学和转录组学分别解释生物体表达的整套蛋白质，以及基因表达模式和通路分析。泛基因组学代表对整个基因组的系统研究，以便它可以呈现一个物种的整个基因库，包括核心基因和附属基因。离子组学是一门前沿科学学科，它采用高通量平台全面分析植物物种的元素组成。这种方法有助于促进具有改良营养成分的重要农业作物品种的开发。整合来自多种组学方法的数据使研究人员和育种者能够全面了解植物的生物学。这种综合知识可以促进改良作物品种的开发，提高产量、对环境压力的适应能力和营养含量。此外，它还可以实现精准育种策略，从而更有针对性、更有效地实现预期结果。使用 Adobe Photoshop 软件创建。
野生大豆（Glycine Soja）种子蛋白和油含量的定量性状基因座（QTL）分析
摘要：大豆种子由大约40％的蛋白质和20％的油组成，使其成为世界上最重要的栽培豆类之一。但是，这些化合物的水平彼此负相关，并由由多个基因控制的定量性状基因座（QTL）调节。在这项研究中，总共使用Daepung（Glycine Max）与GWS-1887（G. Soja，高蛋白质的来源）衍生的190 F 2和90 Bc 1 F 2植物，用于蛋白质和油含量的QTL分析。在F 2：3中，平均蛋白质和油含量分别为45.52％和11.59％。在Chr上的GM20_29512680上检测到与蛋白质水平相关的QTL。20的可能性（LOD）为9.57，R 2为17.2％。在Chr上的GM15_3621773上也检测到与石油水平相关的QTL。15（LOD：5.80; R 2：12.2％）。 在BC 1 F 2：3种群中，平均蛋白质和油含量分别为44.25％和12.14％。 在Chr上的GM20_27578013上检测到与蛋白质和油含量相关的QTL。 20（LOD：3.77和3.06; R 215（LOD：5.80; R 2：12.2％）。在BC 1 F 2：3种群中，平均蛋白质和油含量分别为44.25％和12.14％。在Chr上的GM20_27578013上检测到与蛋白质和油含量相关的QTL。20（LOD：3.77和3.06; R 2
识别和验证稳定的定量性状基因座，用于小麦中的产量成分特征
谷物的重量和晶粒数是小麦中重要的产量成分特征，而基础遗传基因座的识别有助于提高产量。在这里，我们确定了八个稳定的定量性状基因座（QTL）的产量成分性状，包括千粒重量（TGW）的五个基因座（TGW）和3个晶粒数（GNS）中的晶粒数（GNS），在四个环境中衍生出来自交叉Yangxiaomai/Zhongyou 9507的重组近交系数。由于晶粒尺寸是晶粒重量的主要决定因素，因此我们还将QTL绘制为晶粒长度（GL）和晶粒宽度（GW）。QTGW.CAAS-2D，QTGW.CAAS-3B，QTGW.CAAS-5A和QTGW.CAAS-7A.2用于与晶粒尺寸的tgw合作。QTGW.CAAS-2D在QGNS.CAAS-2D中也具有一致的遗传位置，这表明多效基因座是TGW和GNS之间权衡效应的调节剂。测序和链接映射表明TAGL3-5A和WAPO-A1分别是QTGW.CAAS-5A和QTGW.CAAS-7A.2的候选基因。我们开发了与稳定的QTL相关的特异性PCR（KASP）标记，用于产量成分性状，并在黄河河谷地区的多种小麦品种中验证了它们的遗传作用。基于KASP的基因分型分析进一步表明，所有稳定的QTL的上等位基因tgw而不是GNS都需要进行阳性选择，这表明该区域的产量在很大程度上取决于TGW的增加。对先前研究的比较分析表明，大多数QTL可以在不同的遗传背景中检测到，而QTGW.CAAS-7A.1可能是新的QTL。2022年中国作物科学学会和CAAS作物科学研究所。2022年中国作物科学学会和CAAS作物科学研究所。这些发现不仅提供了有价值的遗传信息，以提高产量，而且还提供了用于标记辅助选择的有用工具。代表Keai Communications Co.，Ltd.这是CC BY-NC-ND许可证（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）下的开放访问文章。
棘鱼个体发育过程中年龄相关的遗传结构
自然选择下性状的可遗传变异是进化反应的先决条件。虽然人们认识到性状的遗传性可能随性状表达的环境条件而随空间和时间的变化，但人们对导致给定性状预期选择反应的遗传变异在个体发育的不同阶段可能变化的可能性知之甚少。具体而言，尚不清楚不同的基因座是否在整个发育过程中影响性状的表达，从而为野外选择提供额外的变异来源。在这里，我们表明，在九刺鱼（Pungitius pungitius）的整个个体发育过程中，体型这一重要的生活史性状都是可遗传的。尽管如此，数量性状基因座分析和跨年龄遗传相关性分析都表明，不同的染色体/基因座在不同的个体发育时间点对这种遗传性有贡献。这表明，体型大小可以在个体发育的不同阶段对选择作出反应，但这种反应是由不同发育点的不同基因座决定的。因此，我们的研究为我们理解个体发育的遗传学提供了重要的结果，并为研究年龄特异性遗传结构作为非平行进化的来源开辟了一条有趣的研究途径。
在七个环境下，在重组培养花生的重组近交系种群中，在七个环境下为数百种子重量的定量性状基因座（QTL）绘制定量性状基因座（QTL）（Arachis hypogaea L.）
摘要：耕种的花生（Arachis hypogaea L.）是全球重要的油和现金作物。一百个烟和种子的重量是花生产量的重要组成部分。在当前的研究中，为了揭开一百个pod重量（HPW）和百分子重量（HSW）的遗传基础，从JH5（JH5，大豆荚和种子重量和种子重量）之间的十字架开发了一个重组近交系（RIL）人群，并使用M130（小荚和种子重量）（小荚和种子重量），并用来识别QTLS和HPW和HPW。使用SSR，AHTE，SRAP，TRAP和SNP标记构建了一个集成的遗传链接图。该地图由3130个遗传标记组成，分配给20个染色体，并覆盖1998.95 cm，平均距离为0.64 cm。在此基础上，HPW和HSW的31个QTL位于7个染色体上，每个QTL占表型方差的3.7–10.8％（PVE）。其中，在多个环境下检测到了七个QTL，并且在B04和B08上发现了两个主要的QTL。值得注意的是，染色体A08上的QTL热点在2.74 cm的遗传间隔内包含7个QTL，其中包括0.36 MB物理图，包括18个候选基因。Arahy.d52S1Z，Arahy.ibm9rl，Arahy.W18Y25，Arahy.cplc2w和Arahy.14H.14H可能在调节花生荚和种子重量中发挥作用。这些发现可以促进进一步研究培养花生中影响豆荚和种子重量的遗传机制。
对玉米中与内核大小相关特征的遗传结构和基因资源进行系统研究
摘要：谷物产量是玉米中最关键和最复杂的定量性状。内核长度（KL），内核宽度（kW），内核厚度（KT）和与核大小相关的数百 - 内核重量（HKW）是玉米中与产量相关性状的必不可少的组成部分。通过广泛使用定量性状基因座（QTL）映射和全基因组关联研究（GWAS）分析，已经发现了数千个QTL和定量性状核苷酸（QTN）来控制这些性状。但是，只有其中一些被克隆并成功地用于育种计划。在这项研究中，我们详尽地收集了与四个性状相关的基因，QTL和QTN，进行了QTL和QTN的聚类识别，然后将QTL和QTN簇合并以检测共识热点区域。总共确定了与内核大小相关性状的31个热点。他们的候选基因被预测与调节内核发展过程的众所周知的途径有关。可以进一步探索识别的热点，以进行细化和候选基因验证。最后，我们提供了高产和优质玉米的策略。这项研究不仅会促进因果基因的克隆，还可以指导玉米的繁殖实践。
从 QTL 到基因：秀丽隐杆线虫促进了自然变异遗传机制的发现
逐个基因探索性状变异机制 在过去二十年中，由于全基因组测序和数量遗传学中混合效应模型方法的进步，发现性状变异背后的基因和机制的速度加快了。研究已经确定了影响牲畜、农作物、模型物种和人类中测量的各种性状的基因座的数量和效应，但在任何物种中，只有少数基因和分子机制得到验证。存在这种限制是因为尽管有大量候选基因的有力证据，但很难（或不可能）通过实验验证基因在许多物种的数量性状中的作用。这些数据有助于阐明性状随时间变化的模型以及这些变化背后的进化原理。因此，对进化感兴趣的研究人员需要确定导致不同种群表型差异的基因和机制。然而，大多数物种都具有高度的遗传多样性，这使得许多小效应基因座的定位和特定基因的验证变得困难甚至不可能 [ 1 ]。此外，文献中充斥着大量已识别的数量性状基因座 (QTL)（见词汇表）的例子，但特定基因和等位基因尚未通过精确的基因组操作进行验证，最多只能推断性状变异猜测的分子机制。一些物种可以缓解这些限制，并发现基因和机制，为了解不同种群性状变异的原因做出重大进展。
全基因组关联研究 (GWAS) 揭示了与马铃薯种质花卉性状相关的遗传基础
摘要：马铃薯是一种重要的非谷类主食作物，是世界大量人口的食物来源。全基因组关联研究（GWAS）分析已成为一种有用的工具，通过揭示与感兴趣性状的显著关联来揭示重要植物性状的遗传基础。本研究旨在探索表型多样性并确定与重要花部性状相关的遗传基础。总共使用 237 个四倍体马铃薯基因型作为植物材料，并根据增强区组设计连续两年（2016 年、2017 年）进行田间试验。所研究的花部性状的方差分析反映了非常显著的基因型效应。两年的平均数据显示雌蕊长度（5.53 至 9.92 mm）、雄蕊长度（6.04 至 9.26 mm）和雄蕊上方雌蕊长度（1.31 至 4.47 mm）存在显著差异。 Pearson 相关性分析表明雌蕊长度与雄蕊长度 (r = 0.42) 以及雌蕊高于雄蕊的长度 (r = 0.28) 之间存在高度显著的正相关性。进行了主成分分析，认为前两个主成分共占 81.2% 的变异。星座图根据雄蕊和雌蕊长度将所研究的马铃薯组分为两个主要种群。总共使用了 12,720 个 SNP 标记进行标记-性状关联，发现两年内共有 15 个标记与所研究的性状显著相关。在两年内识别相同的标记有助于验证获得的标记-性状关联。所识别的显著标记反映了一些可能对马铃薯育种计划有益的假定候选基因。据我们所知，这是第一项确定重要花卉性状遗传基础的研究，可能对对这些性状的马铃薯标记辅助育种感兴趣的科学界有所帮助。
利用叶片光谱和偏最小二乘回归估计东亚森林树种的六个叶片性状
作者：Nakaji, Tatsuro;小熊，弘之；中村正宏；帕尼达姐妹；希望，路；马罗德，多克拉克；相叶正宏；黑川，弘子；小杉，Y；卡西姆，阿卜杜勒·拉赫曼；日浦津
墨西哥黑鲻表面和洞穴鱼染色体鳞片组装用于发现性状变异
生物体适应突然的极端环境变化的能力产生了一些最剧烈的快速表型进化的例子。墨西哥四眼鱼（Astyanax mexicanus）在墨西哥东北部的表层水域中数量丰富，但洞穴环境的反复殖民化导致几个种群的洞穴表型独立进化。在这里，我们展示了这个物种的三个染色体规模的组装，一个表面种群和两个洞穴种群，从而首次对独立进化的洞穴种群进行全基因组比较，以评估适应洞穴环境进化的遗传基础。我们的组装代表了最高质量的序列完整性，预测的蛋白质编码和非编码基因指标远远超过了之前的资源，并且据我们所知，超过了所有长读组装的硬骨鱼类基因组，包括斑马鱼。全基因组同源比对显示洞穴形式中的基因顺序高度保守，而与其他系统发育上近或远的硬骨鱼类物种相比，染色体重排的数量更多。通过系统发育评估羊膜动物远缘分支的单个基因直系同源性，我们发现了 A. mexicanus 独有的基因直系群。与代表性表面鱼类基因组相比，我们发现了大量的结构序列多样性，这里定义为插入和删除的数量和大小以及洞穴形态之间的扩展和收缩重复。这些新的更完整的基因组资源确保了更高的性状分辨率，可用于对物种内显著性状差异进行比较、功能、发育和遗传研究。