萱草属植物主要观赏性状的候选基因关联分析

发布时间：2020-04-07 03:35

【摘要】：花色是影响园艺植物观赏品质的重要性状之一,也是观赏植物研究的热点之一。萱草属(Hemerocallisspp.)种质资源丰富、形态多样,具有优良的观赏价值。本研究在系统收集萱草属种质资源的基础上,利用表型性状和EST-SSR分子标记对萱草属种资源遗传多样性进行研究,并开展了花色及其它观赏性状的候选基因关联分析,为揭示萱草属植物种质资源遗传背景,提高萱草属种质资源的利用率、发掘优异基因资源,加快分子育种在萱草属植物中的应用,为培育出更优质的观赏品种提供理论依据和核心材料。本研究主要结果如下:1.构建了一个包含141份种质(9份原种、5份野生种、127份栽培种)和34个表型性状的数据库。花色作为重要观赏性状之一,共有7个色系,4份种质的内外花被片颜色为异色。其中黄色系种质最多,有74份(48.37%),且萼片和花瓣同色;紫色系和紫红色系种质较少,花瓣紫色系6份(3.92%),紫红色系2份(1.31%)。单朵花开花时间节律现象明显,分为早上开花类群(5:00～10:00)和夜间开花类群(18:00～23:00)两个类群,分别有84份和57份材料。2.主成分分析结果显示,前8个主成分的累积贡献率达88.30%(85%),其中Prin1的贡献率为31.48%,Prin2的贡献率为22.24%,主要包括内花被片颜色、外花被片颜色、内花被片长、内花被片宽、外花被片长、外花被片宽、单朵花开花时间等性状。在34个表型性状中,萱草属种质间表型变异多样性主要集中于花朵性状,其中外花被片宽、内花被片宽、花径、单蕾鲜重和叶宽两两之间呈极显著正相关。花直径、外花被片长、外花被片宽、内花被片长、内花被片宽、叶片长、叶片宽、花葶直径和花葶高度9个性状的变异系数具有极显著差异。3.根据转录组测序结果,开发了 304对EST-SSR引物,其中68对具有多态性,共扩增出499条多态片段,平均扩增7.34(2～25)条,引物多态性信息含量(PIC)平均值为0.6064(0.2595～0.9065),Nei 基因多样性指数为 0.5914(0.2097～0.9077),Shannon's(I)信息指数为 1.2935(0.4770～2.6533)。4.通过NTSYSpc2.10软件计算141份萱草属种质间的遗传相似系数平均为0.8621(0.7778～1.0000)。运用STRUCTURE2.3.4软件进行群体结构分析,结果显示K=2。利用TASSEL4.3.6软件进行连锁不平衡分析,计算LD值,在68对EST-SSR引物形成的2081个组合位点中,有1439个组合存在不同程度的连锁不平衡,占总位点的69.15%,其中r20.05的连锁不平衡组合有895个,占总位点的43.01%,有439个组合r20.01,占比 21.10%。5.在TASSEL4.3.6软件中比较了一般线性模型(GLM,Q模型)和混合线性模型(MLM,Q+K模型)的关联分析结果,结果显示:Q模型能检测到更多关联位点,但关联到的标记P值极显著的偏离期望P值,表明在(Q模型下只考虑群体结构的影响,存在的假阳性位点多。在同时考虑群体结构(Q)和亲缘关系(K)的Q+K模型下,关联到的标记明显减少,大大降低了由假阳性导致的伪关联标记,结果更加可靠准确,同时检测到的P值更接近期望值。6.使用混合线性模型(MLM,Q+K模型)对141份种质资源、21个表型性状和68个标记进行了关联分析,共检测到65个标记与21个性状存在不同程度的关联,平均关联度为0.1865,其中SAU00047与内被片长度关联度最高,其P直最小为0.00000088,能解释47.00%的表型变异率。极显著相关(P0.01)的标记有22个,关联到17个性状,其中6个标记与花色相关联。显著相关(P0.05)的标记有50个,SAU01115同时与花朵直径,内、外花被片长度,花蕾长度4个性状关联,且在2016和2017年两年间均关联。SAU01083和SAU01082与内外花被片明度(L*IN和L*OUT)显著相关联,其表型贡献率分别为10.23%和15.79%,SAU01083和SAU01082对应的目的基因为TT4(查尔酮合成酶,CHS)的同源基因。SAU01105与内花被片总色差(△E*IN)显著相关。SAU01151,SAU01144,SAU01149和SAU01155这4个标记都与花色具有显著相关性,它们都与类胡萝卜素中色素物质有关,会令花瓣表现为黄色。
【图文】：

分布图,资源地理,萱草,属种

ｏｒｍｅｒｃａ逦－．＾，＇．逡逑图２邋Ｍｌ份萱草属种质资源地理分布图逡逑Ｆｉｇ．２邋Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ邋ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｍａｐ邋ｏｆ邋Ｈｅｍｅｒｏｃａｌｌｉｓ邋ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ逡逑２试验方法逡逑２．１主要观赏性状的调查与测定逡逑

被片,外被,萱草,花被片

系（ｙｅｌｌｏｗ－ｏｒａｎｇｅ邋ｇｒｏｕｐ）、组邋ＩＩＩ邋橙色系（ｏｒａｎｇｅ邋ｇｒｏｕｐ）、组邋ＩＶ邋橙红色系（ｏｒａｎｇｅ－ｒｅｄ邋ｇｒｏｕｐ）、逡逑组邋Ｖ邋红色系（ｒｅｄ邋ｇｒｏｕｐ）、组ＶＩ紫红色系（ｒｅｄ－ｐｕｒｐｌｅ邋ｇｒｏｕｐ）、组ＶＤ紫色系（ｐｕｒｐｌｅ邋ｇｒｏｕｐ）。由逡逑表４，，图４可知，组Ｉ黄色系为主要色系，在１４１份材料中占比４５．３９％，包括６４份种逡逑质，主要是可食用的黄花菜类种质。其次是黄橙色系、橙色系、橙红色系和红色系，紫逡逑红色系与紫色系占据比重最小，外被片紫色系包括５份种质，内被片紫色系包括６份种逡逑质，所占比重分别为３．５５％和４．２６％。逡逑－２１邋－逡逑
【学位授予单位】：山西农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S682.19

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