普通小麦—野生二粒小麦4AL染色体臂置换系抽穗期基因光温反应特性研究与遗传定位
发布时间：2021-11-11 11:24
抽穗期不仅影响小麦的季节和地域适应性,还与小麦高产稳产等重要农艺性状密切相关。随着极端天气的频繁发生,挖掘抽穗期相关基因并探究其调控机理已成为培育适应不同环境的小麦新品种的迫切需求。本研究的小麦材料CASL4AL是以普通小麦品种中国春（CS,早熟）为背景的4A染色体长臂被野生二粒小麦种系TTD140的对应染色体所置换的染色体臂置换系（Chromosome arm substitution line,CASL）,其抽穗期表现为晚熟。实验室前期的研究已利用该置换系将抽穗期相关主效QTL定位在小麦4A染色体616-617 Mb处,后续研究发现CASL4AL和其后代株系257（CASL4AL和CS杂交并自交后代）在不同光温环境下的抽穗期表型极为复杂,可能受多个位点的调控。为了探究其原因,本研究以CASL4AL和CS及其杂交并自交后代的F3和F4群体为研究对象,通过全基因组重测序、转录组测序、BSR-seq和图位克隆技术,对抽穗期相关基因进行定位;利用CASL4AL和CS及其杂交并自交后代筛选所得的特早熟类型和特晚熟类型进行春化实验,通过不同材料的春化需求差异,来探究在满足春化需求的条件下抽穗期...
【文章来源】：浙江农林大学浙江省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
染色体臂置换系4AL（CASL4AL）创制图
14图2.2CASL4AL重测序和转录组原始数据组成Figure2.2CASL4ALresequencingandtranscriptomerawdatacomposition表2.5CASL4AL重测序和转录组数据质量情况Table2.5CASL4ALresequencingandtranscriptomedataoutputqualitySamplenameRawreadsCleanreadsCleanbases（G）Errorrate(%)Q20(%)Q30(%)GCcontent(%)CASL4AL_重测序560933077560246311168.070.0396.7191.3346.12CASL4AL_转录组929360969085231613.630.0397.6293.7259.082.2.2染色体臂置换系染色体组成根据CASL4AL转录组水平的SNP染色体分布图发现（图2.3第三圈），纯合SNP除集中在Chr4A的40-745Mb（图2.4A）,还高密度存在于Chr2B的Chr40-60Mb（图2.4B）、Chr5B的410-675Mb以及Chr7B的0-570Mb，此外在Chr1A、Chr2A、Chr3A、Chr7A、Chr2B、Chr2D、Chr5D（图2.5）、Chr6D、Chr7D染色体上也成簇状分布。纯合SNP突变来源有2个方向：DNA水平和RNA水平。而CASL4AL重测序的纯合SNP染色体分布图（图2.3第二圈）与其转录组测序纯合SNP分布图（图2.3第三圈）相似，表明绝大多数的纯合SNP突变来源于DNA水平，而大频率DNA突变出现的可能性较小，所以SNP富集区域大概率是野生二粒小麦染色体片段，小概率是DNA突变；非SNP富集区域则为中国春片段。因此置换系材料CASL4AL
15的4A染色体40-745Mb为野生二粒小麦片段，0-40Mb为中国春片段（图2.4A）；除此之外，2B染色体短臂的40-60Mb为野生二粒小麦片段，其他区间为中国春片段（图2.4B）；其他染色体上也存在与4A和2B染色体相似的情况。图2.3表达基因和SNP在染色体上的分布Figure2.3DistributionofexpressedgenesandSNPonchromosomes注a：最外圈为小麦染色体（物理距离按顺时针逐渐增大）；注b：第二圈（绿色）为CASL4AL全基因组重测序纯合SNP在染色体上的分布；注c：第三圈（红色）为CASL4AL转录组纯合SNP在染色体上的分布。图2.4CASL4AL重测序数据Chr4A和Chr2B纯合SNP染色体分布图Figure2.4DistributionofhomozygousSNPsforChr4AandChr2B注a：A图代表4A染色体纯合SNP染色体分布图，染色体模式图上黑色代表TTD140片段，白色代表CS片段；注b：B图代表2B染色体纯合SNP染色体分布图，染色体模式图上黑色代表TTD140片段，白色代表CS片段。
【参考文献】：
期刊论文
[1]普通小麦-滨麦及其衍生系的染色体组成分析[J]. 杨晓菲,王长有,陈春环,田增荣,吉万全. 麦类作物学报. 2020(03)
[2]转录组测序技术在鉴定小麦染色体臂置换系染色体组成上的应用[J]. 缪娜娜,丁明全,杨思晴,戎均康. 麦类作物学报. 2019(10)
[3]利用染色体片段置换系定位水稻苗期耐盐QTLs[J]. 林静,张所兵,张云辉,汪迎节,方先文. 西南农业学报. 2017(07)
[4]覆盖野生稻全基因组染色体片段置换系构建进展[J]. 叶新福,杨德卫. 中国农业科学. 2013(24)
[5]利用海岛棉染色体片段置换系改良新陆早45号纤维品质性状的研究[J]. 马麒,宿俊吉,陈红,邓福军. 棉花学报. 2013(06)
[6]野生二粒小麦及其后代富含微量营养元素种质资源的筛选鉴定[J]. 许云峰,许红星,安调过. 中国生态农业学报. 2011(05)
[7]部分小麦种质资源材料对白粉病和锈病的抗性鉴定及分析[J]. 朱海荣,吴鹏,赵宁,王钰卓,邱永春. 麦类作物学报. 2009(05)
[8]数量性状遗传基础研究的回顾与思考——后基因组时代数量遗传领域的挑战[J]. 莫惠栋. 扬州大学学报. 2003(02)
[9]利用小麦微卫星标记定位一个来自野生二粒小麦的抗白粉病基因[J]. 解超杰,倪中福,孙其信,杨作民,刘保申,魏艳玲. 遗传学报. 2001(11)
[10]将野生二粒小麦的大粒和籽粒高蛋白质含量性状向普通小麦转移[J]. 储诚艮,冯祎高,陈佩度. 南京农业大学学报. 2001(02)
博士论文
[1]基于BSR-Seq和芯片技术的抗条锈基因Yr26候选基因分析及普通小麦成株期抗条锈QTL定位[D]. 吴建辉.西北农林科技大学 2017
[2]小麦BSR-Seq基因定位技术体系的建立和应用与粗山羊草3DS染色体臂序列分析[D]. 谢菁忠.中国农业大学 2016
[3]高通量RNA-seq测序数据的基因表达水平分析研究[D]. 张礼.南京航空航天大学 2016
[4]利用基因定位结果的小麦设计育种方法研究[D]. 马娟.中国农业科学院 2015
[5]小麦抽穗期基因TaHdM605精细作图[D]. 刘国祥.中国农业科学院 2015
硕士论文
[1]野生二粒小麦抗旱、耐盐种质资源的鉴定及其全基因组关联分析[D]. 赵贤.西北农林科技大学 2019
[2]六倍体小麦与黑麦杂种雄配子形成及后代染色体组成鉴定[D]. 曾德英.四川农业大学 2014
[3]分子标记辅助选择构建棉花种间单片段代换系及其遗传评价[D]. 王志伟.华中农业大学 2009
[4]小麦近等基因导入系的建立及产量相关性状主效QTL位点作图[D]. 邓世民.山东农业大学 2008
[5]小麦重要农艺性状单片段代换系的选育与抽穗期主效QTLs的精细定位[D]. 吴新儒.山东农业大学 2007
本文编号：3488772
【文章来源】：浙江农林大学浙江省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
染色体臂置换系4AL（CASL4AL）创制图
14图2.2CASL4AL重测序和转录组原始数据组成Figure2.2CASL4ALresequencingandtranscriptomerawdatacomposition表2.5CASL4AL重测序和转录组数据质量情况Table2.5CASL4ALresequencingandtranscriptomedataoutputqualitySamplenameRawreadsCleanreadsCleanbases（G）Errorrate(%)Q20(%)Q30(%)GCcontent(%)CASL4AL_重测序560933077560246311168.070.0396.7191.3346.12CASL4AL_转录组929360969085231613.630.0397.6293.7259.082.2.2染色体臂置换系染色体组成根据CASL4AL转录组水平的SNP染色体分布图发现（图2.3第三圈），纯合SNP除集中在Chr4A的40-745Mb（图2.4A）,还高密度存在于Chr2B的Chr40-60Mb（图2.4B）、Chr5B的410-675Mb以及Chr7B的0-570Mb，此外在Chr1A、Chr2A、Chr3A、Chr7A、Chr2B、Chr2D、Chr5D（图2.5）、Chr6D、Chr7D染色体上也成簇状分布。纯合SNP突变来源有2个方向：DNA水平和RNA水平。而CASL4AL重测序的纯合SNP染色体分布图（图2.3第二圈）与其转录组测序纯合SNP分布图（图2.3第三圈）相似，表明绝大多数的纯合SNP突变来源于DNA水平，而大频率DNA突变出现的可能性较小，所以SNP富集区域大概率是野生二粒小麦染色体片段，小概率是DNA突变；非SNP富集区域则为中国春片段。因此置换系材料CASL4AL
15的4A染色体40-745Mb为野生二粒小麦片段，0-40Mb为中国春片段（图2.4A）；除此之外，2B染色体短臂的40-60Mb为野生二粒小麦片段，其他区间为中国春片段（图2.4B）；其他染色体上也存在与4A和2B染色体相似的情况。图2.3表达基因和SNP在染色体上的分布Figure2.3DistributionofexpressedgenesandSNPonchromosomes注a：最外圈为小麦染色体（物理距离按顺时针逐渐增大）；注b：第二圈（绿色）为CASL4AL全基因组重测序纯合SNP在染色体上的分布；注c：第三圈（红色）为CASL4AL转录组纯合SNP在染色体上的分布。图2.4CASL4AL重测序数据Chr4A和Chr2B纯合SNP染色体分布图Figure2.4DistributionofhomozygousSNPsforChr4AandChr2B注a：A图代表4A染色体纯合SNP染色体分布图，染色体模式图上黑色代表TTD140片段，白色代表CS片段；注b：B图代表2B染色体纯合SNP染色体分布图，染色体模式图上黑色代表TTD140片段，白色代表CS片段。
【参考文献】：
期刊论文
[1]普通小麦-滨麦及其衍生系的染色体组成分析[J]. 杨晓菲,王长有,陈春环,田增荣,吉万全. 麦类作物学报. 2020(03)
[2]转录组测序技术在鉴定小麦染色体臂置换系染色体组成上的应用[J]. 缪娜娜,丁明全,杨思晴,戎均康. 麦类作物学报. 2019(10)
[3]利用染色体片段置换系定位水稻苗期耐盐QTLs[J]. 林静,张所兵,张云辉,汪迎节,方先文. 西南农业学报. 2017(07)
[4]覆盖野生稻全基因组染色体片段置换系构建进展[J]. 叶新福,杨德卫. 中国农业科学. 2013(24)
[5]利用海岛棉染色体片段置换系改良新陆早45号纤维品质性状的研究[J]. 马麒,宿俊吉,陈红,邓福军. 棉花学报. 2013(06)
[6]野生二粒小麦及其后代富含微量营养元素种质资源的筛选鉴定[J]. 许云峰,许红星,安调过. 中国生态农业学报. 2011(05)
[7]部分小麦种质资源材料对白粉病和锈病的抗性鉴定及分析[J]. 朱海荣,吴鹏,赵宁,王钰卓,邱永春. 麦类作物学报. 2009(05)
[8]数量性状遗传基础研究的回顾与思考——后基因组时代数量遗传领域的挑战[J]. 莫惠栋. 扬州大学学报. 2003(02)
[9]利用小麦微卫星标记定位一个来自野生二粒小麦的抗白粉病基因[J]. 解超杰,倪中福,孙其信,杨作民,刘保申,魏艳玲. 遗传学报. 2001(11)
[10]将野生二粒小麦的大粒和籽粒高蛋白质含量性状向普通小麦转移[J]. 储诚艮,冯祎高,陈佩度. 南京农业大学学报. 2001(02)
博士论文
[1]基于BSR-Seq和芯片技术的抗条锈基因Yr26候选基因分析及普通小麦成株期抗条锈QTL定位[D]. 吴建辉.西北农林科技大学 2017
[2]小麦BSR-Seq基因定位技术体系的建立和应用与粗山羊草3DS染色体臂序列分析[D]. 谢菁忠.中国农业大学 2016
[3]高通量RNA-seq测序数据的基因表达水平分析研究[D]. 张礼.南京航空航天大学 2016
[4]利用基因定位结果的小麦设计育种方法研究[D]. 马娟.中国农业科学院 2015
[5]小麦抽穗期基因TaHdM605精细作图[D]. 刘国祥.中国农业科学院 2015
硕士论文
[1]野生二粒小麦抗旱、耐盐种质资源的鉴定及其全基因组关联分析[D]. 赵贤.西北农林科技大学 2019
[2]六倍体小麦与黑麦杂种雄配子形成及后代染色体组成鉴定[D]. 曾德英.四川农业大学 2014
[3]分子标记辅助选择构建棉花种间单片段代换系及其遗传评价[D]. 王志伟.华中农业大学 2009
[4]小麦近等基因导入系的建立及产量相关性状主效QTL位点作图[D]. 邓世民.山东农业大学 2008
[5]小麦重要农艺性状单片段代换系的选育与抽穗期主效QTLs的精细定位[D]. 吴新儒.山东农业大学 2007
本文编号：3488772
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