水稻抗旱QTL区域的单核苷酸多态性与连锁不平衡

论文摘要

抗旱性是水稻主要的复杂数量性状之一,与之相关的基因在染色体上表现为数量性状位点（QTL）。目前已在水稻12条染色体上积累了大量抗旱QTL的定位信息。要揭示QTL这一复杂性状的实质,提高定位精度是关键。鉴于关联分析在复杂基因定位中的良好应用,对抗旱性状的研究也有了新的思路。而了解目标性状位点内的单核苷酸多态性以及连锁不平衡结构是实现关联分析的重要基础。本研究选取籼稻和粳稻各40份共80份水稻材料,对5个水稻抗旱QTL（A,B,C,D,E）区域附近,51个位点总长为32150bp的DNA序列进行了分析,共发现189个SNPs位点,其中包括165个单碱基替换位点和24个插入缺失位点,SNFs的平均密度为1SNPs/170bp。在所发现的所有165个单碱基替换中,转换113个（占68%）,颠换52个（占32%）,转换与颠换的比值约为2.2:1,与理论值2:1相当。在籼稻和粳稻群体中分别发现了142、136个SNPs,籼稻中的SNPs数量要略多于粳稻。整体上,籼稻群体的SNPs频率（θw）为1.10×10-3,粳稻群体的SNPs频率（θw）为1.07×10-3,说明在籼稻和粳稻中都存在较丰富的单核苷酸多态性。5个水稻抗旱QTL区域附近各呈现出不同的连锁不平衡结构,表现出的LD衰减距离从200kb到3000kb不等,但它们在粳稻群体中（>>600kb）均表现出较在籼稻群体中（200kb-500kb）更强的LD结构。说明水稻染色体上不仅在不同区域有着不同形式的LD结构,而且同一区域在不同群体中的LD也不尽一致。最后,本文对如何充分利用SNPs频率以及位点间的连锁不平衡强度等信息在基因组水平上进行关联分析进行了讨论。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 前言
• 1.1 植物抗旱性
• 1.1.1 抗旱性的概念和机制
• 1.1.2 抗旱性与形态结构
• 1.1.3 抗旱性与生理生化性状
• 1.2 抗旱QTL（Drought-resistance QTL）
• 1.2.1 QTL（Quantitative Trait Locus）
• 1.2.2 QTL定位原理与方法
• 1.2.3 QTL定位群体
• 1.2.4 水稻抗旱QTL定位
• 1.3 QTL定位与关联分析（Association analysis）
• 1.3.1 单核苷酸多态性（Single-Nucleotide Polymorphisms,SNPs）
• 1.3.2 连锁不平衡（Linkage disequilibrium,LD）
• 1.4 本研究的内容、目的和意义
• 第2章 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 DNA提取
• 2.3 QTL
• 2.3.1 QTL的选择
• 2.3.2 QTL的位置
• 2.4 引物设计及PCR扩增
• 2.5 PCR产物序列测定与分析
• 2.6 统计分析
• 2.6.1 SNPs频率分析
• 2.6.2 连锁不平衡（LD）分析
• 第3章 结果与分析
• 3.1 SNPs
• 3.2 抗旱QTL区域的连锁不平衡
• 第4章 讨论
• 4.1 DNA序列多样性
• 4.2 连锁不平衡结构
• 4.3 展望
• 致谢
• 参考文献