利用ILP标记构建水稻连锁图谱和单片段替换系

论文摘要

农作物大多数性状是由多基因控制的数量性状，对数量性状基因座进行鉴定和定位对水稻遗传育种具有重要意义。单片段替换系只含有一个来自供体亲本的染色体片段，它可以用于QTL的精细定位和图位克隆。本研究以籼稻品种93-11为供体，以粳稻品种日本晴为受体，利用回交和标记辅助选择相结合的方法，建立了一套单片段替换系，为利用单片段替换系进行QTL定位奠定了基础。主要结果如下：1、用全基因组测序已经完成了的日本晴（受体亲本）和93-11为亲本（供体亲本）得到的BC1F1共102个单株为构图群体，构建了一张含173个ILP标记和12个SSR标记的水稻连锁图谱，总长度为1905.70 cM，标记间的平均距离为10.30 cM。发现有30个标记表现偏分离（P＜0.05），占总标记数的16.22％。在这些偏分离标记中，有28个标记（93.33％）偏向93-11，仅2个标记偏向日本晴。2、获得了108个纯合的单片段替换株系，这些株系中共包含了54个不同的替换片段。这些染色体替换片段分布于除12号染色体外的其它11条染色体上，但在各条染色体上的分布很不均匀，其中第1、2、3和6号染色体上的单片段数目较多，分别为7、8、9和8个，占所有单片段的59.26％。3、这54个替换片段的长度在3～121.2cM之间，其中38个替换片段长度小于50cM，总长度为2046.5cM，平均长度为37.90cM。剔除重叠区域后，这54个单片段的总长度为1173.5cM，覆盖整个水稻基因组的61.58％。替换片段在各染色体上的覆盖率不同，8和10号染色体的覆盖率最高，达到100％，而4、5和11号染色体的覆盖率较低，分别为32.39％、37.93％和37.16％。本文初步研究了利用ILP标记构建水稻连锁图谱以及通过分子标记辅助选择构建单片段替换系（Single segment substitution lines，SSSL）的方法，为今后水稻单片段替换系的研究和利用单片段替换系进行QTL定位奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 1.文献综述
• 1.1 数量性状遗传研究的重要意义及存在的问题
• 1.2 DNA分子标记的发展
• 1.2.1 遗传学标记
• 1.2.2 DNA标记的特点及分类
• 1.2.3 ILP标记
• 1.3 DNA分子标记连锁图的构建及应用
• 1.3.1 DNA分子标记连锁图的构建
• 1.3.2 DNA分子连锁图的应用
• 1.4 单片断替换系的特点及其研究进展
• 1.4.1 单片断替换系及其特点
• 1.4.2 水稻染色体单片段替换系的研究进展
• 1.4.3 水稻染色体单段替换系在遗传传育种上的应用
• 2.材料与方法
• 2.1 水稻材料
• 2.2 田间种植及单株选择
• 2.3 标记检测的方法
• 2.3.1 DNA的提取
• 2.3.2 ILP引物来源
• 2.3.3 PCR（聚合酶链式反应）扩增
• 2.3.4 PCR扩增产物的电泳检测
• 2.3.5 银染
• 2.4 结果统计
• 3.结果与分析
• 3.1 水稻ILP遗传图谱的构建
• 3.1.1 亲本间DNA标记的多态性分析
• 3.1.2 遗传图谱的构建
• 3.1.3 偏分离分析
• 3.2 水稻单片段替换系的建立
• 3.2.1 替换片段长度的计算
• 1F₁替换片段的分析'>3.2.2 BC₁F₁替换片段的分析
• 1F₁群体的替换片段分析'>3.2.2.1 BC₁F₁群体的替换片段分析
• 1F₁回交的单株替换片段分析'>3.2.2.2 BC₁F₁回交的单株替换片段分析
• 2F₁单株的ILP标记分析'>3.2.3 BC₂F₁单株的ILP标记分析
• 2F₁群体单株的ILP标记分析'>3.2.3.1 BC₂F₁群体单株的ILP标记分析
• 2F₁当选单株的ILP标记分析'>3.2.3.2 BC₂F₁当选单株的ILP标记分析
• 3F₁单株的ILP标记分析'>3.2.4 BC₃F₁单株的ILP标记分析
• 3F₁群体单株的ILP标记分析'>3.2.4.1 BC₃F₁群体单株的ILP标记分析
• 3F₁当选单株的ILP标记分析'>3.2.4.2 BC₃F₁当选单株的ILP标记分析
• 4F₁的ILP标记及覆盖率分析'>3.2.5 BC₄F₁的ILP标记及覆盖率分析
• 4F₁单株的ILP标记分析'>3.2.5.1 BC₄F₁单株的ILP标记分析
• 4F₁当选单株的覆盖率分析'>3.2.5.2 BC₄F₁当选单株的覆盖率分析
• 4F₁当选的单株片段长度分布'>3.2.5.3 BC₄F₁当选的单株片段长度分布
• 3.2.6 回交各世代比较分析
• 3.2.6.1 单株的替换片段数变化
• 3.2.6.2 替换片段的标记数变化
• 3.2.6.3 对水稻基因组的覆盖率
• 3.2.7 单片段替换系群体分析
• 3.2.7.1 供体染色体单片段的数量
• 3.2.7.2 供体染色体单片段的长度和覆盖率
• 4 讨论
• 4.1 构建水稻遗传图谱的群体选择
• 4.2 标记的聚集和间隙的分析
• 4.3 影响分子标记偏分离的原因
• 4.4 单片段替换系的应用前景
• 参考文献
• 附录:
• 致谢