茶树春季发芽期QTL验证与候选基因定位

发布时间：2020-07-19 05:58

【摘要】：茶树(Camellia sinensis(L.)O.Kuntze)作为我国重要的经济作物,其栽培历史悠久,直至2017年全国种植面积可超过293公顷。作为以幼嫩芽叶为收获对象的木本作物,茶树的春季发芽期对于其环境适应性和栽培价值有重要影响。在冬季无严寒的产茶区,萌发早的茶树品种拥有更长的生长时间和春茶采收期,从而使其经济价值更突出。本课题组之前基于'龙井43'×'白毫早'的F1代群体(n=170)定位到两个与春季发芽期相关的QTL(q TBF01-1和q TBF01-2),它们均位于茶树的LG01连锁群上,共解释约33%的表型变异。由于木本植物QTL的效应在不同树龄、环境和杂交组合中可能变化较大,且效应估计受作图群体大小的影响较明显,所以上述QTL需进一步验证。本研究通过扩大作图群体,在不同树龄、栽培地点和杂交组合中对上述两个QTL进行验证,确定其稳定性和应用范围。另外本研究还对几个可能影响茶树发芽期的候选基因进行了连锁定位。主要结果如下:(1)对'龙井43'×'白毫早'F1群体的另外157份单株进行表型观测和基因型分析,结合之前的170份单株数据形成一个更大的群体(n=327),结果发现两个QTL效应估计值降低了30%以上。随机抽样分析结果也表明QTL效应估计显著受到群体大小的影响,虽然当群体达150份时可基本保证检出效应值在10%以上的QTL位点,但并不能实现对QTL效应的准确估计,最高估计值可能是最低估计值的2~3倍。(2)采用复合区间作图法,在'乌牛早'×'龙井43'F1群体(n=173)中也可以检测到上述两个QTL,但q TBF01-1的效应相对较小。对'龙井43'、'白毫早'、'乌牛早'这三个亲本图谱分别进行QTL分析发现上述两个QTL只在'龙井43'中分离,在另外两个亲本中均未能检测到分离。说明亲本的选择对于QTL的检测和应用都很关键。(3)对于'龙井43'×'白毫早'F1群体(n=327)和'乌牛早'×'龙井43'F1群体(n=173),在不同树龄或不同栽培环境中均可检测到上述QTL,但解释的表型变异变化幅度较大,为26.2~40.5%(区间作图法,同时考虑两个QTL)。说明QTL稳定存在,但其表达明显受到环境或树龄的影响。(4)利用最靠近这两个QTL的标记所在DNA序列与茶树全基因组序列进行本地BLAST比对,在对应的Scaffold序列上找到28个注释的基因。此外,对可能与茶树休眠解除相关的基因Cs FT、Cs MADS-BOX1及其同源基因(共8个)开发了连锁的SSR标记,并用它们对'龙井43'×'白毫早'F1群体(n=56)进行基因型分析。利用基因型结果成功定位了其中7个基因,但其均未定位到上述两个QTL的置信区间内。其中个别基因的基因型与发芽期表现出一定的相关性,但在不同年份并不稳定。
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S571.1
【图文】：

生木本植物季节性芽发育中的休眠状态（Anderson et al. 2010）和茶树的生落酸，GA 赤霉素，IPT 异戊烯转移酶，SL 独脚金萌发素内酯（一种植物激素）。 →‖用， ┤‖表示抑制作用。mancy status during seasonal bud development in woody perennials (Anerson etand the budding development of tea plants.s: ABAabscisic acid, GAgibberellic acid, IPT isopentenyl transferase, SL strigolactone. →‖Promoting effect, ┤‖inhibitioneffectnderson 等（2010）的环境—生理—分子简化模型[36]：图 1.2 中短诱导 DAM（DOEMANCY ASSOCIATED MADS-BOX）基因上调表NS）下调表达，抑制 FT（FLOWERING LOCUS T）表达和诱导内的寒冷胁迫下会抑制部分 DAM 基因的表达，减少 ABA 的累积，并开始萌芽。图中 DAM、FT 基因处于整个复杂的调控网络核心表明由低温和光信号引导的信号通路集中在 FT 和 DAM 的表达上转录因子分支，DAM 基因共有 6 个基因(DAM1~DAM6)串联排等（2008）发现于一株桃树的突变体 EVG（evergrowing）上，该突 位点缺失一段 41746 bp 的片段，致使该突变体顶芽出现休眠障碍

年生植物休眠的环境、生理、遗传因子互作模型（Anderson et a被证明可以诱导和抑制植物休眠的路径，而黑色线示可能对植物休眠或休眠ed model of environmental,physiological, and genetic factors impactintransitions in perennial buds.（Anerson et al. 2010）ars indicate genes, hormones, metabolites, orenvironmental condition that have proarrows/bars indicate suspected induction/inhibition on targets.眠和萌芽相关基因的研究进展休眠和萌发机理的研究还处于初级阶段，而在杨树、桃树为茶树相关基因克隆提供了参考。从茶树中克隆出的H3组

全基因组序列初步分析了上述 QTL 位点附近的基因；为 8 个可能参与茶树休眠和发调控的基因开发 SSR 标记，并进行遗传连锁定位，分析它们与春季发芽期 QTL 的关系，结果表明其中 3 个基因的不同基因型间平均发芽期差异显著。1.7 技术路线QTL 效应估计及稳定性验证

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本文编号：2762016