RN型大豆细胞质雄性不育恢复基因的精细定位

发布时间：2019-07-27 14:10

【摘要】：雄性不育现象普遍存在于自然界,在生物进化和繁衍过程中,雄性不育往往是一种不利性状,但经过育种家深入研究和开发,利用该性状创建了“两系”和“三系”的杂交育种方法,成为杂种优势利用的重要途径之一。大豆属自花授粉作物,杂交过程中需要做去雄处理,极为繁琐,且去雄可能会对柱头造成损伤,又常常出现去雄成功率不高,伪杂种较多的现象,不利于大规模杂交制种,限制了大豆杂种优势的利用。大豆“三系”杂交法是杂种优势利用的主要途径。在该过程中,需要利用不育系与对应恢复系进行大规模组合,筛选出强优势组合从而满足产业化制种需要。植物细胞质雄性不育育性恢复基因的利用是细胞质雄性不育三系配套杂交制种的理论基础,但现阶段下强恢复系选育极为繁琐,只能依靠与不育系进行测交进行验证,周期较长。现阶段研究主要围绕玉米、牵牛花、水稻、萝卜等作物恢复基因的结构特征及分子机理深入展开,部分恢复基因已经得到克隆。而大豆细胞质雄性不育虽然已经广泛应用于育种领域,但有关于大豆细胞质雄性不育恢复基因的分子标记及作用机理研究却少有报道。本研究主要完成了一以下实验内容:(1)以JLCMS9A×JLR102构建了RN型大豆细胞质雄性不育回交导入系,通过光学显微镜对JLCMS9A×JLR102的F1子代花粉粒育性进行检测和统计分析,发现F1育性的镜检结果全部表现为半不育。F1自交获得F2育性分离群体,包含可育株90株,半不育株109株,育性分离比接近1;1,符合典型的单基因控制的配子体遗传特点。(2)为提高RN型大豆细胞质雄性不育恢复基因定位的效率和准确性,将育性分离群体划分成两大类,即可育组和半育组。在两个育性池中分别随机抽取DNA试样各20个,等量混成两个育性基因混池,辅以母本不育株提取的基因组DNA构建的不育基因池,以此三个育性基因池为材料进行恢复基因定位初期的引物筛选。(3)使用经典SSR核心引物扩增育性基因池,得到了一个带型表现良好的SSR分子标记BARCSOYSSR-16-1165,该引物标记位点位于大豆第16号染色体上,与前人研究结果一致。据此重新挑选了本实验室的101对SSR引物进行再次筛选,共获得在育性混池间表现出良好多态性的SSR引物6对,分别是BARCSOYSSR-16-1062,BARCSOYSSR-16-1065,BARCSOYSSR-16-1095,BARCSOYSSR-16-1102,BARCSOYSSR-16-1123,BARCSOYSSR-16-1165,用Joinmap 4.1进行遗传图谱构建,显示恢复基因Rf在BARCSOYSSR-16-1065和BARCSOYSSR-16-1095之间,与SSR标记BARCSOYSSR-16-1062,BARCSOYSSR-16-1065,BARCSOYSSR-16-1095,BARCSOYSSR-16-1102,BARCSOYSSR-16-1123,BARCSOYSSR-16-1165的遗传距离分别是6.1cM,2.3cM,1.3cM,3.1cM,3.3cM和5.4cM。(4)本次定位区间内共存在8个编码PPR蛋白的基因,这些基因符合恢复基因结构特征,且这8个PPR开放阅读框在第16号染色体上呈聚集排列,推测可能是恢复基因Rf的候选基因,但本次实验尚未对这8个基因的功能进行验证,需要继续深入研究。
【学位授予单位】：吉林农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S565.1

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本文编号：2520063