小麦EST-SSR标记的开发和苗期养分吸收QTL定位

论文摘要

微卫星或简单重复序列（simple sequence repeats, SSR）存在于表达序列标签（expressed sequence tags, ESTs）中。为利用小麦EST序列数据库开发EST-SSR标记,对GenBank/dbEST注册的普通小麦EST序列（2006.4.18～2007.2.4）进行SSR查找、特征分析,采用Primer5.0软件设计EST-SSR引物,选用3个小麦品种进行有效性检测,利用RIL群体和Mapmaker/Exp3.0软件进行遗传作图。对RIL群体的苗期养分吸收性状进行了测定和QTL分析。主要结果如下:（1）在265362条普通小麦EST序列中,共发现6314个SSR,占整个EST数据库的2.38%。其中,二核苷酸、三核苷酸重复基元所占比例显著大于四核苷酸、五核苷酸类型。在出现频率较高的重复基元类型中,二核苷酸、三核苷酸重复基元类型最多。其中GA/CT在EST中广泛存在,是出现频率最高的重复基元类型。二核苷酸基元AG/TC、CA/GT、AC/TG也以较高地频率出现,AT/TA和TA/AT出现频率较低,GC/CG和CG/GC没有出现。三核苷酸重复基元CAA/GTT、CGG/GCC出现频率较高,其次CGC/GCG、GGC/CCG、CTT/GAA、TGC/ACG、GAG/CTC、GTT/CAA、ACA/TGT、GCT/CGA、CAG/GTC等9种重复基元也以较高地频率出现。四、五核苷酸类型中仅GGAC/CCTG、CGATA/GCTAT、GACGA/CTGCT出现频率较高,其余重复基元出现频率均较低。（2）二核苷酸类型的重复基元出现重复次数类型多、跨度大。三核苷酸基元的重复次数类型和跨度小于二核苷酸。GA/CT和AG/TC的重复次数类型最多、跨度最大,CA/GT和AC/TG、AT/TA、TA/AT等也有较大的重复次数跨度。在三核苷酸基元中,CAA/GTT、ACA/TGT、GTT/CAA、GAA/CTT、CTT/GAA、TGC/ACG、TCT/AGA也具有较大的重复次数和较多种重复次数类型出现,其它重复基元多以重复7、8、9次三种重复次数类型出现。四核苷酸和五核苷酸重复基元多以重复4、5、6、7次中1～2种重复次数类型出现。（3）根据筛选得到的微卫星序列共设计了596个EST-SSR引物对,选择其中95分以上的194个合成。PCR检测表明,165个引物对（85%）可以扩增出稳定清晰的带型;这些引物可以作为小麦的新的EST-SSR标记。有20个引物对在RIL-8的两个亲本间检测到稳定清晰的多态性,检测到的多态性差异明显,一些引物检测到2个及以上的位点差异。（4）在RIL群体中检测到20个EST-SSR引物36个位点有多态性,将其中的24个位点整合到已有的小麦遗传图谱上。涉及1B、1D、2D、4A、5A、5B、5D、6A、6B等9条染色体。增加了图谱的长度,丰富了功能标记的数目。此外,据多态性位点在A、B、D组染色体上分布,能够作为判断染色体变异程度的一个指标。（5）共检测到9个与小麦苗期养分吸收相关性状的QTL,分布在6个连锁群上,解析8.63%66.16%的表型变异。为进一步认识养分吸收机制并确定其遗传规律提供一定的理论基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 真核生物SSR 或微卫星序列
• 1.1.1 SSR 的类型及分布
• 1.1.2 SSR 的变异与进化
• 1.2 SSR 标记的开发
• 1.2.1 基于基因组文库的SSR 标记的开发
• 1.2.2 基于EST 的SSR 标记开发
• 1.3 SSR 标记的应用
• 1.3.1 目标性状的基因定位
• 1.3.2 品种指纹图谱和纯度检验
• 1.3.3 种质资源遗传多样性评价及分类研究
• 1.3.4 分子标记辅助选择育种
• 1.3.5 小麦遗传作图
• 1.4 小麦农艺性状的QTL 定位
• 1.5 本研究的目的和意义
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.2 植物材料
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 EST-SSR 的查找
• 2.2.2 EST-SSR 的引物设计
• 2.2.3 DNA 提取
• 2.2.4 SSR 标记分析
• 2.2.4.1 PCR反应体系
• 2.2.4.2 PCR 扩增程序
• 2.2.4.3 变性聚丙烯酰胺凝胶电泳
• 2.2.5 遗传作图
• 2.2.6 小麦苗期养分吸收测量
• 3 结果与分析
• 3.1 小麦EST-SSR 的分布特征
• 3.1.1 基于核苷酸类型的SSR 频率分布
• 3.1.2 重复基元出现的频率
• 3.1.3 重复基元的重复次数分布
• 3.2 小麦EST-SSR 标记的开发
• 3.2.1 EST-SSR 引物的设计
• 3.2.2 EST-SSR 引物的有效性评价
• 3.3 遗传作图
• 3.4 小麦苗期养分吸收QTL 检测
• 3.4.1 养分吸收性状在RIL 群体中的分布
• 3.4.2 QTL 加性效应分析
• 4 讨论
• 4.1 小麦EST-SSR 的分布特征
• 4.2 小麦EST-SSR 标记的开发
• 4.3 遗传作图
• 4.4 作物营养性状的QTL 检测
• 5 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读学位期间发表论文情况