甘蓝型油菜苗期耐湿性和抗旱性相关QTL分析

论文摘要

湿害和干旱是作物主要的逆境胁迫之一,也是我国油菜产区影响最终产量和品质的主要逆境因子之一。本研究利用具耐湿性和抗旱性差异的两份材料为双亲构建了一个由F1小孢子培养得到的150个DH系,通过两个环境下的田间试验,考察株高等5个性状,结合分子标记分析,对性状及耐湿系数和抗旱系数进行QTL定位,分析甘蓝型油菜苗期的耐湿性和抗旱性。主要结果如下:1、两亲本比较发现,母本（No2127-17×275B F4）比父本（沪油15×5900 F4）表现出更强的耐湿性和抗旱性。2、以183个SSR标记和157个AFLP标记构建了全长为1489.4 cM的遗传连锁图谱,标记间的平均距离为4.4 cM。采用共同的SSR标记,将本图谱与甘蓝型油菜通用图谱进行了初步对应。3、卡方测验表明,在DH群体中,86个标记（25.3%）表现显著偏分离（P＜0.01）,且大部分偏向父本。所有定位的340个位点的等位基因在DH群体中的分布为父本等位基因占52.7%,母本等位基因占47.3%,近似为1:1,略微偏向父本。4、DH群体各性状变异丰富,大部分表现出明显的超亲分离,同时表现为正态分布。5、应用复合区间作图法,对株高、根长、地上部干重、根干重和总干重5个性状进行了QTL定位。对照和湿害胁迫下总共检测到45个QTL,其中对照条件下检测到28个,湿害胁迫条件下共检测到26个,在对照和湿害胁迫下同时检测到的QTL有9个;另外,由耐湿系数（WTC）检测到11个QTL。6、应用复合区间作图法,对5个性状进行了QTL定位。对照和干旱胁迫下总共检测到50个QTL,其中对照条件下检测到28个,干旱胁迫条件下共检测到31个,在对照和干旱胁迫下同时检测到的QTL有9个;另外,由抗旱系数（DRC）检测到19个QTL。7、检测到的各性状QTL以及其耐湿系数QTL和抗旱系数QTL有重叠分布,说明耐湿性和抗旱性的遗传基础有着紧密联系,可以在育种上将二者加以聚合。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 文献综述
• 1.1 作物数量性状研究及应用
• 1.1.1 分子标记分类和特点
• 1.1.2 作物遗传作图、定位群体的构建和利用
• 1.1.2.1 初级群体的构建及利用
• 1.1.2.2 次级群体的构建及利用
• 1.1.3 遗传连锁图谱的构建
• 1.1.4 QTL定位原理和方法
• 1.1.5 QTL定位的应用
• 1.1.5.1 QTL的克隆
• 1.1.5.2 QTL的分子标记辅助选择
• 1.2 植物抗逆性及基本机理
• 1.3 作物耐湿涝性研究
• 1.3.1 湿涝害对作物的影响
• 1.3.1.1 湿涝害对作物的形态结构影响
• 1.3.1.2 湿涝害对作物的生理影响
• 1.3.1.3 湿涝害对作物的光合作用和产量影响
• 1.3.2 湿害形成的原因
• 1.3.2.1 无氧呼吸产物中毒假说
• 1.3.2.2 细胞质酸化假说
• 1.3.2.3 能源耗尽假说
• 1.3.2.4 自由基伤害假说
• 1.3.3 作物对湿涝害的适应性机制
• 1.3.4 作物耐湿涝性遗传研究及应用
• 1.4 作物抗旱性研究
• 1.4.1 作物抗旱性机制
• 1.4.1.1 作物形态结构与抗旱性
• 1.4.1.2 作物生理性状与抗旱性
• 1.4.2 作物抗旱性遗传研究及应用
• 1.4.2.1 作物抗旱性基因定位
• 1.4.2.2 作物抗旱相关基因克隆现状
• 1.5 本研究的目的意义
• 2 实验材料与方法
• 2.1 实验材料及群体构建
• 2.1.1 供试材料
• 2.1.2 DH群体构建
• 2.2 室外试验及性状考察
• 2.2.1 试验设计
• 2.2.2 性状调查
• 2.3 群体基因型分析
• 2.3.1 DNA样品制备
• 2.3.2 SSR分析
• 2.3.3 AFLP分析
• 2.3.3.1 总DNA的酶切与连接
• 2.3.3.2 预扩增
• 2.3.3.3 选择性扩增
• 2.3.3.4 扩增产物的电泳检测
• 2.3.4 基因型记载
• 2.4 数据统计分析
• 2.4.1 连锁图谱构建
• 2.4.2 群体表型分析
• 2.4.3 性状QTL定位
• 3 结果与分析
• 3.1 群体基因型分析和遗传连锁图谱
• 3.1.1 多态性引物筛选
• 3.1.2 分子标记连锁图谱构建
• 3.1.3 分子标记等位基因频率及偏分离
• 3.1.4 群体基因型组成
• 3.2 双亲及群体性状分析
• 3.2.1 湿害胁迫下考察性状分析
• 3.2.2 干旱胁迫下考察性状分析
• 3.2.3 湿害胁迫下考察性状相关分析
• 3.2.4 干旱胁迫下考察性状相关分析
• 3.3 QTL分析
• 3.3.1 耐湿性相关QTL定位和分析
• 3.3.1.1 各性状QTL在正常和湿害胁迫条件下一致性比较
• 3.3.1.2 各性状耐湿系数QTL分析
• 3.3.2 抗旱性相关QTL定位和分析
• 3.3.2.1 各性状QTL在正常和干旱胁迫条件下一致性比较
• 3.3.2.2 各性状抗旱系数QTL分析
• 3.3.3 QTL重叠
• 4 讨论
• 4.1 两亲本的表型特征
• 4.2 群体表现
• 4.3 本研究QTL特点
• 4.4 标记偏分离热点及其对 QTL定位的可能影响
• 4.5 甘蓝型油菜苗期耐湿性与抗旱性的遗传关联和差异
• 4.6 甘蓝型油菜苗期耐湿性和抗旱性QTL定位的发展方向
• 参考文献
• 致谢