甘蓝型油菜自交不亲和保持性的遗传分析及其连锁分子标记

论文摘要

甘蓝型油菜自交不亲和性具有恢复源广、制种产量高等优点,是杂种优势利用的重要途径之一,但不能大量繁殖自交不亲和系限制了自交不亲和杂种的大面积推广。甘蓝型油菜自交不亲和保持系与自交不亲和系杂交,F1仍然为不亲和,可用来大量繁殖自交不亲和系。缺乏对其遗传机制的了解,不能简便、快速地鉴定自交不亲和性增加了改良自交不亲和保持系的难度。本研究以自交不亲和系S-1300和两个自交不亲和保持系丙409和91806为材料,通过观察F2和BC1群体亲和性的分离、分析亲本S位点分布及其与保持性的关系,对甘蓝型油菜自交不亲和性遗传机制的进行了研究,并发展了与丙409保持性连锁的分子标记。主要结果如下:1.甘蓝型油菜自交不亲和保持性的遗传分析（S-1300×91806）×S-1300 BC1亲和性有分离,不亲和和亲和植株数分别为64和41,说明91806的保持性符合李春艳（2006）提出的遗传模式,即受两对基因控制。S-1300×丙409 F2中331株为自交不亲和,105株为自交亲和,符合3:1的理论比例（X2=0.1498,P=0.75-0.9）,（S-1300×丙409）×丙409 BC1不亲和植株和亲和植株分别为63和69,符合1:1的期望值（X2=0.1498,P=0.75-0.9）,（S-1300×丙409）×S-1300 BC1全部为自交不亲和,说明丙409的保持性由单基因控制。2.亲本S位点分布在四对S-位点特异引物中,PS3+PS21扩增一条父母本间无差异的带,PS5+PS15没有扩增带,S40-5+S60-2仅在母本S-1300中扩增,SP11-1L+SP11-1R检测到一条父母本间有差异的扩增带,说明父母本SLG基因无差异,SRK和SP11基因有差异。3.亲本S位点分布与保持性的关系用共显性标记SP11-1L+SP11-1R分析个体的基因型,（S-1300×91806）×S-1300群体检测到了A（母本）、H（杂合）两种带型,但与表现型不能完全对应;S-1300×丙409的F2群体和两个BC1群体及其3个后代株系的基因型和表现型完全吻合,且符合一对基因的分离比例。表明丙409的保持性由S位点单基因控制,91806的保持性不仅受S基因、还受其它基因的控制。4.丙409保持性的连锁分子标记克隆了SP11-1L+SP11-1R的扩增产物,S-1300和丙409的SP11序列长度分别为435bp和424bp。除部分单碱基差异外,丙409的SP11在第174-175 bp处有一个2 bp的缺失突变,在第287-295 bp处有一个9 bp的缺失突变,在226bp处有一个丙409有而S-1300无的TaqI酶切位点。根据酶切位点发展了一个共显性的CAPS标记,根据丙409缺失位点发展了2个与丙409保持性完全连锁的SCAR标记SP11-1L+SP11-1R’和SP11-1R+SP11-1L’。将SP11-1L+SP11-1R’和S40-5+S60-2结合发展了一个双重PCR标记。利用SP11-1L+SP11-1R标记、CAPS标记、SCAR标记和双重PCR标记分析了S-1300×丙409 F2、（S-1300×丙409）×S-1300和（S-1300×丙409）×丙409的个体基因型,SP11-1L+SP11-1R、CAPS、SCAR和双重PCR标记都是对S-1300和丙409 S位点的扩增;SCAR标记为显性标记,仅能区分纯合S-1300的S位点;SP11-1L+SP11-1R、CAPS、双重PCR标记能区分母本、父本、F1三种基因型。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 缩略语表
• 1 文献综述
• 1.1 自交不亲和性的概述
• 1.2 自交不亲和的分类
• 1.2.1 异型性自交不亲和和同型性自交不亲和
• 1.2.2 配子体自交不亲和和孢子体自交不亲和
• 1.3 自交不亲和的表现
• 1.4 自交不亲和性的生理机制
• 1.4.1 配子体自交不亲和性的生理机制
• 1.4.2 孢子体自交不亲和性的生理机制
• 1.5 芸薹属孢子体自交不亲和的分子机制
• 1.5.1 SLG
• 1.5.2 SRK
• 1.5.3 SCR/SP11
• 1.5.4 S-位点非连锁的功能分子
• 1.5.5 自交不亲和反应
• 1.6 芸薹属孢子体自交不亲和性的鉴定
• 1.6.1 亲和指数（Self-compatibility index,SCI）法
• 1.6.2 荧光显微法（Pollen-tube fluorescence microxcopy）
• 1.6.3 等电聚焦电泳（Isoelectric focusing electrophoresis.IEF）法
• 1.6.4 免疫测定法
• 1.6.5 分子标记鉴定法
• 1.7 芸薹属自交不亲和系的繁殖
• 1.7.1 剥蕾授粉法
• 1.7.2 盐水处理法
• 1.7.3 利用保持系繁殖自交不亲和系
• 2 本研究的目的和意义
• 3 材料和方法
• 3.1 试验材料
• 3.2 亲和指数的调查和亲和性的鉴别
• 3.3 DNA的提取
• 3.4 PCR扩增
• 3.5 PCR检测
• 3.6 CAPS分析
• 3.7 引物设计
• 3.8 PCR扩增产物片段回收、克隆、测序
• 4 结果与分析
• 4.1 甘蓝型油菜自交不亲和保持性的遗传分析
• 4.1.1 亲本及其F1的亲和性
• 4.1.2 91806保持性的遗传分析
• 4.1.3 丙409保持性的遗传分析
• 4.2 甘蓝型油菜自交不亲和保持系的S位点分布
• 4.2.1 S位点的特异引物
• 4.2.2 91806和丙409的S位点分布
• 4.3 91806和丙409的S位点分布与保持性的关系
• 4.3.1 91806的S位点分布与保持性的关系
• 4.3.2 丙409的S位点分布与保持性的关系
• 4.4 丙409保持性连锁分子标记的发展
• 4.4.1 CAPS标记
• 4.4.2 SCAR分子标记
• 4.4.3 双重PCR标记
• 4.4.4 丙409保持性的连锁分子标记
• 5 讨论
• 5.1 自交不亲和保持系
• 5.2 甘蓝型油菜自交不亲和性的遗传
• 5.3 甘蓝型油菜自交不亲和性的分子标记
• 5.4 分子标记鉴定自交不亲和性和辅助改良自交不亲和保持系
• 5.5 甘蓝型油菜自交不亲和性的利用前景
• 参考文献
• 致谢