谷子SSR标记连锁图谱构建及几个主要性状QTL分析

论文摘要

本研究以青狗尾草N10和谷子栽培品种大青秸杂交而获得的,由120个单株构成的F2群体为作图群体,构建了首个谷子SSR分子标记连锁图谱,总长度为916cM,标记间的平均距离为19.91cM,共46个标记分布在10个连锁群上。每个连锁群长度为22.6cM-179.7cM,平均为91.6cM,每个连锁群所含标记个数为2-9个。利用Windows QTL Cartographer V2.5的复合区间作图法,进行谷子5个农艺性状的QTL分析,取LOD值为2.0,共获得了谷子5个性状的12个QTL。株高相关的QTL有3个,分别位于LG1、LG3和LG4上,联合贡献率为27%。位于LG1上的QTL在GTDZ8-82-2和FM01.1-2-2之间,与标记FM01.1-2-2连锁紧密,遗传距离为11.9cM,加性效应为-5.04,显性效应为8.52,贡献率为10%,属主效QTL。位于LG3上的AGDZ2-17-2和TG400-2之间的QTL贡献率为13%,与标记AGDZ2-17-2的遗传距离为13.9cM,加性效应为-5.53,显性效应为6.11。位于LG4上的ACXV1-41-1和TG507-2之间的QTL贡献率为4%,与标记ACXV1-41-的遗传距离为9.2cM,加性效应为-3.39,显性效应为-7.10。穗颈长相关的QTL有2个,分别位于连锁群LG3和LG4上,联合贡献率为21%。位于LG3上的QTL在AGDZ2-17-2和TG400-2之间,与标记AGDZ2-17-2的遗传距离为13cM,加性效应为-3.77,显性效应为3.54,贡献率为20%。位于LG4上的QTL在ACXV1-41-1和TG507-2之间,与标记ACXV1-41-1的遗传距离为8cM,加性效应为-0.61,显性效应为-4.45,贡献率为1%。主茎节数相关的QTL有2个,分别位于连锁群LG3和LG4上,联合贡献率9%。位于LG3上的QTL在AGDZ2-17-2和TG400-2之间,与标记AGDZ2-17-2的遗传距离为14.6cM,贡献率为4%,加性效应为-0.25,显性效应为0.35。位于LG4上的QTL在ACXV1-41-1和TG507-2之间,与标记ACXV1-41-1的遗传距离为5.5cM,加性效应为-0.29,显性效应为-0.46,贡献率为5%。穗长相关的QTL有3个,分别位于连锁群LG1和LG3上,联合贡献率为12%。位于LG1上的QTL在AC209-1-1和CTDZ3-24之间,与标记CTDZ3-24的遗传距离为7.7cM,加性效应为-0.23,显性效应为-0.70,贡献率为1%。位于LG3上的一个QTL在AGDZ1-36-4-2和TG518-1之间,与标记TG518-1的遗传距离为9cM。该QTL的贡献率为11%,加性效应为-0.95,显性效应为0.29。LG3上的另一个QTL在TG518-1和P24之间,与标记TG518-1紧密连锁,遗传距离为4.2cM,加性效应为-0.95,显性效应为0.24,贡献率为10%,为主效基因控制。落粒性相关的QTL有2个,位于位于连锁群LG2和LG8上,联合贡献率为31%。位于LG2上的QTL在AGDZ23-35和GTDZ7-74之间,与标记AGDZ23-35连锁紧密,遗传距离为19.5cM,加性效应为-1.78,显性效应为-1.30,贡献率为25%,是一个主效QTL。连锁群LG8上的QTL位于标记AGDZ22-59和FM2.1-1之间,与标记AGDZ22-59连锁紧密,遗传距离为18.1cM,显性效应为-0.74,加性效应为1.74,贡献率为6%。本研究还发现株高、颈长和主茎节数的QTL出现富集现象,对三个性状的相关分析表明它们之间存在着极显著正相关。在构建标记群体的基础上,本研究构建了国内外首张谷子的SSR标记连锁图谱,鉴定出了株高、穗颈长、主茎节数、穗长和落粒性5个性状的12个QTL,为谷子的功能基因定位、图位克隆和分子标记辅助育种积累了基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 引言
• 1. 文献综述
• 1.1 分子标记概述
• 1.1.1 基于分子杂交技术的DNA 标记
• 1.1.2 基于PCR 技术的DNA 标记
• 1.1.3 基于PCR 与限制性酶切技术结合的DNA 标记
• 1.1.4 基于单核苷酸多态性的DNA 标记─SNP 标记
• 1.2 SSR 标记技术
• 1.2.1 SSR 标记技术的原理
• 1.2.2 SSR 标记引物的来源
• 1.2.3 SSR 标记技术在植物遗传育种中的应用
• 1.3 遗传图谱的构建
• 1.3.1 图谱构建的理论基础
• 1.3.2 构建分子连锁图谱的基本步骤
• 1.3.3 分子标记的选择
• 1.3.4 亲本的选配
• 1.3.5 作图群体的选择
• 1.3.6 连锁图谱的构建
• 1.3.7 连锁图谱的应用
• 1.4 QTL 定位
• 1.4.1 QTL 定位的原理与方法
• 1.4.2 QTL 定位的计算机软件
• 1.5 分子标记在谷子中的研究及应用
• 1.5.1 谷子RFLP 的研究
• 1.5.2 谷子AFLP 的研究
• 1.5.3 谷子RPAD 的研究
• 1.5.4 谷子ISSR 的研究
• 1.5.5 谷子SSR 的研究
• 1.6 本研究的目的和意义
• 2. 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 亲本及群体的构建
• 2.1.2 引物
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 田间农艺性状调查及室内考种
• 2.2.2 DNA 提取
• 2.2.3 SSR 标记分析
• 2.2.4 扩增产物的检测
• 2.2.5 数据记录与统计分析
• 2.2.6 遗传图谱的构建
• 3 结果与分析
• 3.1 N10×大青秸组合农艺性状的统计结果与分析
• 2 群体中的表现'>3.1.1 谷子主要性状在F₂群体中的表现
• 3.1.2 主要性状间的相关分析
• 3.2 谷子遗传连锁图谱的构建
• 3.2.1 引物在亲本中的筛选
• 2 群体中的扩增'>3.2.2 多态性引物在F₂群体中的扩增
• 3.2.3 谷子遗传连锁图谱的构建
• 3.2.4 谷子农艺性状的QTL 定位
• 4 讨论
• 4.1 遗传图谱的构建
• 4.1.1 标记的选择
• 4.1.2 亲本及群体的选择
• 4.1.3 引物在亲本间的扩增
• 4.1.4 谷子的遗传连锁图谱
• 4.2 谷子相关性状的 QTL 分析
• 4.2.1 LOD 值水平对 QTL 定位的影响
• 4.2.2 谷子农艺性状的 QTL 分析
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢