利用小麦F2代（SR3 X JN17）群体进行盐胁迫相关主效QTL的SSR及EST-SSR定位

论文摘要

世界上土壤盐渍化问题十分严重,而中国的土壤盐渍化更为突出。小麦是世界上重要的粮食作物,但它对盐渍环境敏感,土壤盐渍化已造成其产量和品质的大幅下降。因而,研究小麦耐盐机理、克隆小麦耐盐基因,并运用生物技术加快小麦育种进程、提高小麦产量、改善小麦品质显得格外重要。20世纪以来,各种DNA分子标记技术相继建立,并成功应用于基因图位克隆和分子标记辅助育种。但小麦是六倍体,基因组庞大,使得分子标记技术在小麦中的应用落后于大麦、玉米、水稻等作物。普通小麦起源的相对较近和它的多倍体性质既给其遗传研究带来了问题,同时也带来了特殊的机遇。本实验前期工作以耐盐的不对称体细胞杂交新品种山融3号为母本,盐敏感的常规品种济南17为父本,配置杂交组合,建立F2代分离群体,并利用SSR-BSA法初步将山融三号耐盐主效基因（QTL）定位于5A染色体长臂分子标记xgwm304与xgwm666之间。本研究通过两端分子标记辅助选择建池,并对更多的SSR、EST-SSR进行筛选及耐盐性相关分析,发现了6对差异引物,包括WMS410和Xcfa2141两个远端连锁引物。结合所有差异引物进行连锁分析,并整合到最新公布的小麦5A SSR连锁图谱,得出目的基因相对准确的位置,发现主效基因大致位于5A染色体长臂12-0.35-0.57缺失段处。利用区段内已知EST序列进行区段内差异STS引物的设计及筛选,分离出相关候选基因,以便于进一步研究。在本实验结果的基础上,可以继续从水稻、短柄草的对应EST开发设计引物,利用即将构建完成的重组自交系群体及回交群体,可对基因进行进一步精确定位,缩短耐盐相关分子标记与基因之间的距离,循环饱和目标区段直至逼近耐盐基因,最终期望完成耐盐主效基因的克隆。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 符号说明
• 第一章 前言
• 1. 研究背景
• 1.1 分子标记技术及其在小麦遗传育种研究中的重要作用
• 1.1.1 DNA分子标记技术的特点
• 1.1.2 常用的分子标记
• 1.1.3 分子标记技术在小麦中的应用
• 1.1.4 小麦分子遗传育种的问题与展望
• 1.2 QTL定位原理及其在小麦中的研究进展
• 1.2.1 作图群体的建立与选择依据
• 1.2.2 图谱构建原理及常用的计算机软件
• 1.2.3 小麦遗传图谱及利用图位克隆得到的相关基因
• 1.3 作物耐盐相关研究进展
• 1.3.1 作物耐盐机理及以分离鉴定的耐盐相关基因
• 1.3.2 小麦耐盐相关基因及QTL定位的研究进展
• 1.3.3 小麦耐盐性的遗传改良
• 1.4 实验目的和意义
• 第二章 材料与方法
• 2.1 材料与试剂
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 耐盐性鉴定
• 2.2.2 BSA（Bulked segregant analysis）法建池
• 2.2.3 植物总DNA的提取
• 2.2.4 SSR、EST-SSR及STS引物的设计与合成
• 2.2.5 PCR扩增体系
• 2.2.6 电泳及染色
• 2.2.7 数据统计
• 第三章 实验结果与分析
• 3.1 SSR/EST-SSR分子标记的筛选与耐盐基因的初步定位
• 3.1.1 耐盐性状的统计及遗传分析
• 3.1.2 标记基因型纯合子的筛选及耐盐/敏感池的建立
• 3.1.3 分子标记的筛选及耐盐基因初步缺失段定位
• 3.2 目的区段内STS引物的设计与初步筛选
• 3.2.1 区段内EST序列的搜集与STS引物的设计
• 3.2.2 STS引物耐盐相关性分析及候补基因的初步确定
• 3.3 结果讨论
• 3.3.1 耐盐性鉴定方法的改进
• 3.3.2 分子标记辅助建立目的性抗感池
• 3.3.3 利用更多耐盐相关分子标记将主效QTL定位目标区段
• 3.3.4 差异EST序列的分析比对及候补基因的确定
• 3.3.5 耐盐基因定位及遗传图谱的比较
• 3.4 总结及后续工作
• 3.4.1 从小麦及近缘物种发掘分子标记
• 3.4.2 精细作图群体的建立与应用
• 3.4.3 开展相关候补基因的功能研究
• 3.4.4 理论研究和分子育种相结合
• 附表
• 参考文献
• 致谢