水稻分子图谱的构建及其初步研究

水稻分子图谱的构建及其初步研究

论文摘要

水稻是世界上最重要的粮食作物之一,世界上半数以上的人口以水稻为主食,大多数水稻重要农艺性状如产量、品质、抗逆性等多为数量性状,因此对数量性状基因位点(QTLs)准确定位分析在水稻遗传改良上具有重要意义。尤其是利用全基因组完成测序的材料进行数量性状研究,为进一步开展QIL功能解析打下基础,本研究选用两个测序水稻品种“培矮64S和日本晴”,配制杂交组合“培矮64S/日本晴”F1构建重组自交系群体“F2:8310个株系”,并对RIL群体进行评价,用该群体构建了一张SSR标记连锁图谱“简称F8图谱”,将该图分别与相同组合F2群体图谱和日本晴序列图比,分析分离标记的概况,其主要结果如下:1.利用组合杂种“培矮64S/日本晴”F1建立重组自交系(RIL)群体,分别在四川和海南种植;F2、F4、F6、F8在四川温江种植,F1、F3、F5、F7在海南凌水种植,最后得到310个F2:8株系。重组自交系RIL群体性状评检测评价结果为;分蘖数、穗数、株高3类性状纯合度分别为60.61%、90%、50.61%,分子标记评价结果为;RIL群体纯合度为96.03%,杂合度为3.97%。2.选用515对SSR引物对双亲培矮64S和日本晴间进行多态性检测,有157对引物在双亲间表现明显多态性,多态性频率为30.48%,以此构建了包含109个标记的连锁图(简称F8图谱),该图谱包含18个连锁群,覆盖基因组2732.6cM,标记间平均距离25.07cM。3.本图谱分别与F2图谱进行比较,两图在连锁群、标记定位数、标记顺序、总基因组长度、标记平均距离等方面都存在差异。进一步与日本晴序列图比较,109个标记有91个标记能确定在基因组序列图上,有18个标记未能在序列图找到相应的位置,91个标记覆盖的物理距离为159.8Mb,标记间平均物理距离为2159.46kb。4.在RIL群体中偏分离标记较多;定位在F8图谱有63个分子标记表现偏分离(P<0.05),占定位标记数的68.48%,这些偏分离标记中有60个偏向母本培矮64S,只有3个标记偏向父本日本晴;另外还有48个未定位标记,其中27个标记偏分离、21个正常分离,可能与偏分离有关。5.F8图上12条染色体上共分布了60个偏分离标记,占偏分离标记的95.24%,这些标记以成簇的形式分布在染色体,形成偏分离的热点区,分别命名为:SDR1-1、SDR1-2、SDR2、SDR3-1、SDR3-2、SDR4、SDR5-1、SDR5-2、SDR6-1、SDR6-2、SDR8、SDR9-1、SDR9-2、SDR11和SDR12。几乎所有热点区域都偏向母本Pei’ai 64S,SDR1-1区域有2个标记偏向父本Nipponbare,不在热点区域内的偏分离标记在染色体上均为孤立分散分布。

论文目录

  • 摘要(中文)
  • 摘要(英文)
  • 第一章 文献综述
  • 1 水稻基因组研究概况
  • 2 水稻基因组作图研究进展
  • 2.1 遗传图谱
  • 2.2 物理图谱
  • 2.3 基因组序列
  • 2.4 植物基因组比较作图研究进展
  • 2.4.1 植物比较遗传作图
  • 2.4.2 植物比较物理作图
  • 3 遗传图谱的构建设方法
  • 3.1 作图群体的组建
  • 3.1.1 亲本的选配
  • 3.1.2 作图群体类型
  • 2群体'>3.1.2.1 F2群体
  • 1群体'>3.1.2.2 BC1群体
  • 3.1.2.3 重组自交系(Recombinant Inbred Line,RIL)群体
  • 3.1.2.4 DH(Doubled Haploid)群体
  • 3.1.3 作图群体大小确定和选择
  • 3.2 遗传图谱制作
  • 3.2.1 DNA分子标记
  • 3.2.1.1 基于Southern杂交技术的分子标记
  • 3.2.1.2 基于PCR技术的分子标记
  • 3.2.1.2.1 随机扩增多态性DNA(RAPD)
  • 3.2.1.2.2 扩增片段长度多态性(AFLP)
  • 3.2.1.2.3 序列标签位点(STS)
  • 3.2.1.2.4 特征序列扩增区域(SCAR)
  • 3.2.1.2.5 CAPS(Cleaved amplified polymorphic sequence)
  • 3.2.1.2.6 常用几种DNA标记的优缺点比较
  • 3.2.1.4 DNA分子标记在作物育种上的应用
  • 3.2.1.4.1 构建品种的DNA指纹图
  • 3.2.1.4.2 杂交育种中亲本选配
  • 3.2.1.4.3 杂种优势预测
  • 3.2.1.4.4 分子标记辅助选择
  • 3.2.1.4.4.1 质量性状的MAS
  • 3.2.1.4.4.2 数量性状的MAS
  • 3.2.2 分子标记分离数据的收集与处理
  • 3.2.3 连锁图谱绘制
  • 3.2.4 分子标记连锁群的染色体定位
  • 4 偏分离的研究进展
  • 5 生物信息学在遗传作图中的应用
  • 6 开题设想
  • 第二章 材料与方法
  • 1 重组自交系(RIL)群体的构建
  • 1.1 亲本材料
  • 1.2 RIL的构建
  • 1.3 RIL性状考察及评价
  • 1.3.1 性状考察
  • 1.3.2 RIL的评价
  • 1.3.2.1 性状评价
  • 1.3.2.2 SSR分子评价
  • 2 SSR引物
  • 3 SSR分析
  • 3.1 DNA微量提取法
  • 3.2 DNA质量检测
  • 3.2.1 定性检测
  • 3.2.2 定量检测
  • 3.3 反应体系和反应程序
  • 3.4 电泳检测
  • 4 连锁图谱制作
  • 4.1 SSR数据资料的收集
  • 4.2 遗传图谱绘制
  • 5 标记分离统计分析
  • 第三章 结果与分析
  • 1 重组自交系(RIL)群体的构建及评价
  • 1.1 RIL的构建
  • 1.2 RIL的性状表现
  • 1.3 RIL的遗传纯合度检测
  • 1.3.1 性状检测
  • 1.3.2 分子标记检测
  • 2 传连锁图谱的构建
  • 2.1 亲本间的SSR多态性分析
  • 2.2 SSR遗传图谱的构建
  • 2图谱构建'>2.2.1 F2图谱构建
  • 8图谱构建'>2.2.2 F8图谱构建
  • 3 水稻分子图谱的比较
  • 2图谱和F8图谱的比较'>3.1 F2图谱和F8图谱的比较
  • 3.2 与Nipponbare基因组序列图比较
  • 4 SSR标记的分离概况
  • 8图谱上标记分离情况'>4.1 定位在F8图谱上标记分离情况
  • 8图谱上标记的分离情况'>4.2 未标记在F8图谱上标记的分离情况
  • 4.3 偏分离热点区域
  • 第四章 讨论
  • 1 关于重组自交系群体的构建与评价
  • 2 关于遗传图谱的构建
  • 3 关于图谱的比较
  • 4 关于重组自交系群体中的偏分离标记和未定标记
  • 参考文献
  • 致谢
  • 硕士期间发表论文
  • 相关论文文献

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