基于反转座子发展分子指纹及在水稻育种中的应用

论文摘要

水稻杂种优势的利用是提高水稻产量的有效途径,但是目前由于选用的杂交亲本的遗传关系较近,育成的新品种的产量没有较大的突破。分子标记辅助育种可以更有效地利用资源的遗传多样性,在分子水平上更精确地进行选择,从而培育出更高产的杂交水稻品种。本研究利用基于反转座子的分子标记技术对三组水稻品种进行品种鉴定与杂种优势的预测。研究结果如下:1、籼稻和粳稻亚种间的DNA序列的差异性利用6对引物对12份供试水稻材料进行PCR扩增,共扩增出173个条带,97个是多态性带,多态性水平56.1%;其中籼稻的多态性为32.1%,高于粳稻的多态性(24.3%)。根据遗传距离进行聚类,可以清楚地把籼粳分为两大类,并且籼稻差异性高于粳稻。这说明利用基于反转座子发展的分子标记能够准确地鉴定籼粳稻亚种间及品种间的的遗传差异。2、水稻杂种优势的预测利用5对引物对8个水稻亲本(4个母本和4个父本)以及由它们组配的12个杂交种进行分子指纹图谱数据分析,结果说明基于反转座子发展的分子标记能很好地把这20份水稻材料区分开来。利用类平均聚类法(UPGMA)进行聚类分析,并对聚类后的遗传距离与产量相关的各农艺性状的关系进行分析,结果表明随着遗传距离的增大杂种优势越明显。各农艺性状的杂种表现和配合力方差分析表明,绝大多数性状的一般配合力方差大于特殊配合力方差,表明各性状在杂交组合的遗传效应中以加性基因效应为主;另外,超亲优势较高的组合中至少有一个亲本的一般配合力较高,说明亲本的遗传因素对子代表型有很大影响。遗传距离与各性状的回归相关关系表明,遗传距离与各性状之间大都呈正相关,但其决定系数并不高。3、偏籼偏粳稻的鉴定利用5对引物对53份偏籼偏粳水稻材料进行多态性分析,平均多态性56.5%,说明偏籼偏粳间存在较大的遗传多样性。聚类分析可将偏籼和偏粳分为明显的两大类,并且由相同亲本组配的杂交后代的亲缘关系更近,说明利用基于反转座子的分子指纹不仅可以区分出偏籼偏粳材料间的差异,而且可以显示出材料的遗传特征。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 符号说明
• 第一章 文献综述
• 1 转座子的研究进展
• 1.1 植物反转座子的类型及结构
• 1.2 植物反转座子的转座机制及传递方式
• 1.3 转座子的沉默机制
• 1.4 反转座子在植物基因组进化中的作用
• 1.5 反转座子的应用
• 2 分子标记
• 2.1 分子标记的种类
• 2.1.1 扩增片段长度多态性
• 2.2 基于反转座子的分子标记技术发展
• 2.3 DNA 分子标记在水稻杂种优势研究中的应用
• 3 杂种优势利用
• 3.1 水稻杂种优势的利用的途径和方法
• 3.2 杂种优势的遗传机理
• 3.3 杂种优势预测方法的初探
• 4 本研究的内容和意义
• 第二章 基于反转座子发展籼稻和粳稻特异性分子标记
• 前言
• 1 材料与方法
• 1.1 籼粳稻材料
• 1.2 接头与引物
• 1.3 实验方法
• 1.3.1 供试材料的 DNA 提取
• 1.3.2 PCR 反应及程序
• 1.3.3 聚丙烯酰胺凝胶电泳
• 2 结果与分析
• 2.1 引物筛选及重复性检验
• 2.2 多态性检测
• 2.3 籼粳稻亚种间特异性分子标记分析
• 2.4 聚类分析
• 3 讨论
• 第三章 基于反转座子发展的分子标记与杂种优势的关系
• 前言
• 1 材料与方法
• 1.1 水稻材料
• 1.2 实验方法
• 2 结果与分析
• 2.1 基于反转座子发展的分子标记的多态性分析
• 2.2 聚类分析
• 2.3 各杂交组合杂种优势分析
• 2.4 遗传距离与各性状的回归相关关系
• 3 讨论
• 3.1 基于反转座子发展的分子标记的遗传差异与杂交种的鉴定
• 3.2 基于反转座子发展的分子标记与配合力的关系
• 3.3 基于反转座子发展的分子标记与杂种优势预测的关系
• 3.4 基于反转座子发展的分子标记的应用前景
• 第四章 基于反转座子发展的分子标记与偏籼偏粳稻的鉴定
• 前言
• 1 材料与方法
• 1.1 水稻材料
• 1.2 实验方法
• 2 结果与分析
• 2.1 多态性分析
• 2.2 聚类分析及亲缘关系判定
• 3 讨论
• 参考文献
• 附录 各类试剂的配制
• 致谢