苦荞SRAP和SSR分子标记遗传连锁图谱的构建

苦荞SRAP和SSR分子标记遗传连锁图谱的构建

论文摘要

苦荞是一种二倍体一年生作物,广泛种植于亚洲、欧洲。苦荞可在高海拔地区种植,生长期短,种子蛋白含量高,在我国部分山区及北半球一些国家是重要的粮食作物。苦荞的氨基酸含量均衡,含有芦丁、槲皮素、山奈醇-3-芸香糖苷等黄酮类药用成分。苦荞大多种植于贫瘠的土地上,产量不高,通过分子标记辅助育种方法提高其抗逆性,改良品质及产量是苦荞产业化发展的重要课题。遗传图谱的构建是分子标记辅助育种的基础,同时也是植物基因组研究的重要内容之一。对于具有重要经济价值的苦荞来说,构建遗传图谱可用于优良基因和重要农艺性状定位、分子标记辅助育种,意义重大。本研究以滇宁一号(母本)与野苦荞(父本)的136株F2代为作图群体,利用两种分子标记,对适用于苦荞的SRAP和SSR反应体系的建立以及标记的分离分析等方面进行了研究,并构建出目前第一张苦荞分子遗传连锁图谱。具体研究内容如下:采用交互正交设计L27(313)对苦荞SRAP-PCR、SSR-PCR反应体系进行了5因素(Mg2+、dNTP、Taq酶、模板DNA和引物)3水平优化实验,并进行了验证,最佳SRAP-PCR反应体系为:总体积20μl, Mg2+1.5 mmol/L, dNTP 0.2 mmol/L, Taq酶1.5U,模板DNA 40 ng,引物0.25μmol/L,10×buffer2μl;最佳SSR-PCR反应体系为:总体积20μl, Mg2+1 mmol/L, dNTP 0.3 mmol/L, Taq酶1.5 U,模板DNA 30 ng,引物0.25μmol/L, 10×buffer 2μl。将扩增产物进行非变性与变性PAGE和两种电泳操作系统检测,结果表明,非变性PAGE、DYCZ-24F操作系统更适合于SRAP的分析。利用165对SRAP引物扩增亲本及杂交F1代DNA,筛选到多态性引物43对,多态性比例为26.1%。用43对多态性引物对F2群体进行分析,共获得多态性标记50个,其中引物M1E2、M3E3、M6E19、M10E4、M11E17分别产生两条多态性标记;引物M1E6产生3条多态性标记。经卡方测验,获得的50个多态性标记中,有35个(70%)SRAP标记符合孟德尔分离比例。从148对SSR引物中筛选到多态性引物26对,多态性比例为17.6%。用26对多态性引物对F2群体进行分析,只有一对引物标记无偏分离现象,其它25对全部偏于母本。利用Mapmaker/EXP 3.0软件构建了包含10个连锁群,由37个SRAP标记、1个SSR标记组成的遗传连锁图谱。该图谱总长725.1 cM,标记间最大图距为46.6 cM,最小图距为2.2 cM,平均图距为25.9 cM;连锁群上的标记数在2-6个之间,LG6、LG6包含的标记最多,均为6个;LG3、LG8、LG9包含的标记数最少,为两个。本论文构建的苦荞遗传连锁图谱,优点是标记在图谱上清晰、特异扩增、重复性好;缺点是标记少、密度低,需要进一步利用SRAP标记进行加密,建立较完整的苦荞分子遗传连锁图谱。

论文目录

  • 中文摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 文献综述
  • 1.1 苦荞概况
  • 1.1.1 苦荞特性及资源分布
  • 1.1.2 苦荞功能及营养价值
  • 1.2 遗传图谱构建的理论基础及方法
  • 1.2.1 遗传图谱构建的理论基础
  • 1.2.2 遗传图谱构建的基本方法
  • 1.3 作图群体
  • 1.3.1 亲本的选配
  • 1.3.2 分离群体类型的选择
  • 1.3.3 群体大小的确定
  • 1.4 用于图谱构建的遗传标记
  • 1.4.1 形态学标记
  • 1.4.2 细胞学标记
  • 1.4.3 生化标记
  • 1.4.4 分子标记
  • 1.5 图谱制作的统计学原理与数据分析方法
  • 1.5.1 两点测验
  • 1.5.2 多点测验
  • 1.5.3 分子标记分离数据的数学处理
  • 1.6 偏分离现象
  • 1.7 遗传作图软件
  • 1.8 苦荞遗传连锁图谱研究状况
  • 1.9 研究目的与意义
  • 第二章 试验材料与方法
  • 2.1 试验材料、试剂和仪器
  • 2.1.1 材料
  • 2.1.2 试剂
  • 2.1.3 仪器
  • 2.2 研究方法
  • 2.2.1 苦荞DNA的提取
  • 2.2.2 SRAP-PCR反应体系优化
  • 2.2.3 SSR-PCR反应体系优化
  • 2.2.4 作图群体SRAP、SSR分析
  • 2.2.5 分离数据记录与标记命名规则
  • 2.2.6 遗传图谱构建
  • 第三章 结果与分析
  • 3.1 以苦荞干叶片为材料提取DNA的方法
  • 3.2 苦荞SRAP-PCR及检测技术的建立
  • 3.2.1 SRAP-PCR正交试验分析
  • 3.2.2 优化体系重复性验证
  • 3.2.3 非变性与变性PAGE结果比较
  • 3.2.4 两种型号电泳槽电泳结果比较
  • 3.3 SRAP引物筛选结果
  • 3.4 SRAP标记的分离检测
  • 3.5 苦荞SSR-PCR及检测技术的建立
  • 3.5.1 SSR-PCR正交试验分析
  • 3.5.2 优化体系重复性验证
  • 3.6 SSR引物筛选结果
  • 3.7 SSR标记的分离检测
  • 3.8 苦荞遗传连锁图谱构建
  • 第四章 讨论
  • 4.1 苦荞遗传连锁图谱构建中亲本的选择
  • 4.2 SRAP分析中优化PCR反应体系的必要性
  • 4.3 SSR分析中优化PCR反应体系的必要性
  • 4.4 分子标记的偏分离现象
  • 4.5 苦荞中的SSR标记
  • 4.6 苦荞遗传图谱覆盖率及分子标记的密度
  • 参考文献
  • 攻读学位期间取得的研究成果
  • 致谢
  • 个人简介及联系方式
  • 相关论文文献

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