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甘蓝型油菜A7-千粒重主效QTL的精细定位

2020-12-14阅读(1014)

甘蓝型油菜A7-千粒重主效QTL的精细定位

论文摘要

本课题组借助分子标记和QTL作图等生物学技术在9个环境中利用282个DH群体对甘蓝型油菜的19对染色体进行了千粒重的初定位,其中有7个环境都一致地在第7号染色体（A7）上相同的区域检测到一个效应值较大的QTL,这个QTL的LOD值范围大致在3.35到16.75之间,其遗传变异的贡献率达到4.90%～17.90%,加性效应在0.071-0.205之间,平均加性效应为0.148g；其QTL的标记区间在EST12a到ZAAS864之间,遗传距离有40.3cM。A7-千粒重QTL的初定位结果,为后续的精细定位和图位克隆打下了良好的基础。本研究在此基础上进行,通过对A7-目标QTL区间标记辅助选育,发展含供体目标基因组片段的近等基因系BC3F1/BC3F2和BC4F1/BC4F2世代,分别利用1138株BC3F1和594株BC4F1单株群体进行标记基因型分析,并用其相应单株以及自交后代株系（BC3F2和BC4F2）群体进行两重复的田间试验和千粒重表型测定。并借助白菜基因组第7连锁群的序列信息以及与拟南芥基因序列进行同源比对针对A7-千粒重QTL区间发展位置特异性标记。从而对A7-千粒重QTL进行确认和精细定位,主要结果如下：1.A7-目标QTL区间标记加密根据甘蓝型油菜A7-千粒重QTL的初定位结果,借助白菜A7连锁群基因组序列信息针对甘蓝型油菜A7-千粒重主效QTL区域发展了位置特异性标记上百个,其中定位上了44个。标记从原来的19个增加到现在的63个,并使其标记间平均距离由2.12cM减小到0.60cM。2.A7-目标QTL的确认利用1138株BC3F1世代的单株基因型和相应的自交后代BC3F2株系表现型对甘蓝型油菜A7-千粒重QTL进行确认和缩小区间。通过关联分析以及近等替换系间的比对分析,发现在A7-千粒重QTL区间内大粒和小粒等位基因间确实存在显著的差异（P=0.001）,其均值差为0.190g；QTL区间由初定位的40.3cM缩小到9.0cM,位于ESPSC2和ZAAS864之间。3.A7-目标QTL的精细定位利用594株BC4F1世代的单株和BC4F2株系对甘蓝型油菜A7-千粒重主效QTL进行精细定位。通过BC4F1世代单株基因型和BC4F2株系表型的关联分析以及其近等基因系间的比对分析之后,将A7-千粒重QTL区间进一步缩小到了sr0282R和ZAAS864两标记之间,其遗传距离为6.9cM。6.9cM的目标区域内含纯合大粒等位基因（Sollux）片段的株系对千粒重的贡献相对于含纯合小粒等位基因（Gaoyou）片段的株系平均要高0.231g,差异达到极显著（P=0.009）,说明A7上控制油菜千粒重的QTL很可能就位于这个6.9cM的QTL区间内。但是目前这个QTL区间的遗传距离还比较大,所以需要进一步加密区间标记以及培育更高世代的回交群体,才能进一步地缩小目标区间的遗传距离。本结果表明在A7-千粒重QTL目标区间内,当中国品种’Gaoyou"中控制小粒等位基因被欧洲品种’Sollux"中控制大粒等位基因纯合替代时,可显著提高千粒重约0.231g,所以有必要对A7-目标区间作更进一步的精细定位和图位克隆控制该QTL的关键基因。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 缩写词
  • 1 引言
  • 1.1 本研究的意义
  • 1.2 本研究的目的
  • 1.3 本研究的内容
  • 2 文献综述
  • 2.1 分子标记概述
  • 2.1.1 分子标记的发展
  • 2.1.2 基于PCR技术的分子标记
  • 2.1.3 分子标记技术在作物遗传育种中的应用
  • 2.2 QTL精细定位概述
  • 2.2.1 数量性状概述
  • 2.2.2 油菜数量性状研究现状
  • 2.2.3 根据QTL定位结果来进行的MAS育种
  • 2.2.4 QTL精细定位策略
  • 2.2.5 QTL精细定位群体
  • 2.2.6 油菜千粒重QTL定位研究进展
  • 3 材料和方法
  • 3.1 研究材料
  • 3.2 研究方法
  • 3.2.1 田间试验方法
  • 3.2.2 DNA的提取
  • 3.2.3 PCR扩增
  • 3.2.4 电泳及显色
  • 3.2.5 标记基因型记载
  • 3.2.6 统计分析
  • 3.2.7 A7连锁群分子标记发展及加密
  • 4 研究结果
  • 4.1 甘蓝型油菜A7-千粒重QTL区间标记发展及加密
  • 3F1/BC3F2世代对A7-千粒重QTL的确认'>4.2 利用BC3F1/BC3F2世代对A7-千粒重QTL的确认
  • 3F1单株的基因型分布'>4.2.1 BC3F1单株的基因型分布
  • 3F1/BC3F2世代的单株/自交后代株系表现型分布'>4.2.2 BC3F1/BC3F2世代的单株/自交后代株系表现型分布
  • 3F1/BC3F2世代基因型和表现型的关联分析'>4.2.3 BC3F1/BC3F2世代基因型和表现型的关联分析
  • 3F1基因型/BC3F2表现型近等替换系间比对分析'>4.2.4 BC3F1基因型/BC3F2表现型近等替换系间比对分析
  • 4F1/BC4F2世代对A7-千粒重QTL的精细定位'>4.3 利用BC4F1/BC4F2世代对A7-千粒重QTL的精细定位
  • 4F1单株基因型分布'>4.3.1 BC4F1单株基因型分布
  • 4F1/BC4F2世代单株和株系的表型性状统计'>4.3.2 BC4F1/BC4F2世代单株和株系的表型性状统计
  • 4F1标记基因型/BC4F2性状表现型间的关联分析'>4.3.3 BC4F1标记基因型/BC4F2性状表现型间的关联分析
  • 4F1基因型/BC4F2表型近等替换系间比对分析'>4.3.4 BC4F1基因型/BC4F2表型近等替换系间比对分析
  • 4.4 A7-千粒重主效QTL的确认和精细定位总结
  • 5 讨论
  • 5.1 STS和SSCP法的检测效率
  • 5.2 方差分析法在QTL定位中的应用
  • 5.3 甘蓝型油菜A7-千粒重QTL的精细定位
  • 参考文献
  • 附录A
  • 攻读学位期间取得的研究成果
  • 致谢

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