大豆遗传图谱构建、重要农艺性状QTL定位及优异基因发掘

论文摘要

遗传图谱是数量性状基因定位（QTL）、基因图位克隆、比较基因组学研究以及分子标记辅助育种等的基础。大豆是由古四倍体演变而来的二倍体自花授粉作物,种内遗传变异程度低,基因组较大并含有广泛的复制区和丰富的重复序列,染色体又很小,难于进行细胞遗传学研究,这使得大豆遗传作图研究明显落后于其它作物。随着新的DNA标记技术的发展与应用,大豆基因组研究中存在的一些固有困难得以克服,从而大大加快了大豆基因组的研究步伐,目前其进展已趋近于其它的重要作物。本文的主要研究结果如下:1.选用全国种植时间最长（20多年）且累计种植面积最大（达1.8亿亩）的栽培大豆品种合丰25（G. max）为母本,高蛋白、结荚多的半野生大豆新民6号（G. Gracilus）为父本杂交得到的F2:8代122个重组自交系群体（ZKS-HX）,利用124个SSR标记对大豆RIL群体的遗传组成分析表明:父母本对群体的遗传贡献分别为0.529和0.471,两个亲本在群体中的分离比例相近,总体上未出现严重的偏离1: 1的分离比例,群体各家系基因型组成近似符合正态分布,适合遗传作图研究。2.利用ZKS-HX群体构建了一张含有124个SSR标记、1个EST-SSR标记、3个形态学标记的大豆遗传图谱。该图谱覆盖基因组长度为2348.3 cM,标记间平均距离为18.3cM。每个连锁群长度范围为15.1～195.9 cM之间,标记数范围2～10个。将控制核转运因子的EST-SSR标记Contig-139定位于LG14-G连锁群上,与Sat141的遗传距离为20.7cM;控制茸毛色（Pb）基因定位于LG06-C2连锁群上,与Sat402的遗传距离为39.6cM;控制叶耳色（Le）、花色（W）基因定位于LG12-F连锁群上,它们间的遗传距离为9.9 cM,与两边的Satt348、Sat240标记遗传距离分别为13.3 cM和10.5 cM。这是首次报道控制大豆叶耳颜色的基因定位。3.应用复合区间作图法对蛋白质含量、脂肪含量、产量、百粒重、生育期等5个数量性状进行QTL定位和遗传效应分析,分别检测到控制这些性状的4、4、1、2、5个共16个QTL位点,遗传贡献率在7.4%-33.7%之间。其中遗传贡献率较大的主效QTL有分别位于I连锁群上Satt562-Sat219、Sat219-Satt496、Sat219-Satt496区间的3个控制蛋白质含量的QTL位点,其遗传贡献率分别达29.15%、33.7%和31.67%,均为来自于母本合丰25的加效基因;还有位于O连锁群上Satt477-Satt331、Satt331-Satt153区间的2个控制生育期QTL位点,其遗传贡献率分别达24.69%和24.96%,也是来自于

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 DNA 多态性与DNA 标记系统
• 1.2 遗传图谱的构建过程
• 1.2.1 亲本选择
• 1.2.2 作图群体的选择与类型
• 1.3 遗传标记的选择与类型
• 1.3.1 形态标记
• 1.3.2 细胞学标记
• 1.3.3 生化标记
• 1.3.4 DNA 分子标记
• 1.4 大豆遗传图谱类型及其研究进展
• 1.4.1 大豆经典遗传图谱
• 1.4.2 大豆分子遗传图谱研究进展
• 1.5 基因定位的种类与方法
• 1.5.1 质量性状基因定位
• 1.5.2 数量性状QTL 定位方法
• 1.6 大豆重要农艺性状QTL 研究进展
• 1.6.1 大豆产量及相关性状的QTL 研究进展
• 1.6.2 大豆蛋白质和脂肪含量相关的QTL 研究进展
• 1.7 野生大豆研究概况
• 1.8 本研究的目的和意义
• 第二章 大豆重组自交系群体合丰25×新民6 号（ZKS-HX）的构建及遗传结构评估
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 试验材料
• 2.1.2 农艺性状鉴定
• 2.1.3 SSR 分析
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 RIL 群体的构建
• 2.2.2 SSR 标记的多态性分析
• 2.2.3 多态SSR 座位在供试RIL 群体上的分布
• 2.2.4 ZKS-HX 群体的遗传结构
• 2.3 讨论
• 2.3.1 群体的亲本选择及群体构建
• 2.3.2 分子标记的分离分析
• 2.3.3 偏分离产生的遗传因素
• 2.3.4 偏分离标记对图谱构建和QTL 定位的影响
• 第三章 大豆种间杂交RIL 群体（ZKS-HX）遗传图谱的构建及形态标记的定位分析
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 试验材料
• 3.1.2 试验方法
• 3.1.3 数据统计及遗传作图
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 亲本多态性引物筛选
• 3.2.2 遗传图谱构建
• 3.2.3 形态标记定位
• 3.2.4 EST-SSR 标记定位
• 3.3 讨论
• 3.3.1 偏分布
• 3.3.2 基因定位与标记成簇
• 3.3.3 造成标记定位差异的原因
• 第四章 大豆农艺性状的QTL 分析
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 实验材料
• 4.1.2 方法
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 大豆重要农艺性状在RIL 群体中的表现
• 4.2.2 大豆重要农艺性状的QTL 定位
• 4.3 讨论
• 第五章 利用野生种质拓宽中国大豆遗传基础的 SSR 标记分析
• 5.1 材料和方法
• 5.1.1 材料
• 5.1.2 实验方法
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 育成品种与亲本的遗传多样性比较
• 5.2.2 育成品种与亲本间的遗传关系
• 5.2.3 育成品种与亲本材料的聚类分析
• 5.3 讨论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读博士学位期间发表和待发表论文及获奖情况