胡萝卜瓣化型细胞质雄性不育恢复基因的遗传定位
发布时间：2022-01-19 07:32
胡萝卜（Daucus carota L.）是全球十大蔬菜作物之一,具有很高的营养价值和经济效益。目前在国内高端规模化种植市场使用的胡萝卜品种多为杂交品种。胡萝卜杂交选育途径主要利用细胞质雄性不育材料,分为“瓣化型”和“褐药型”,其中“瓣化型”雄性不育系较为稳定,且表型易鉴定,是目前杂交育种中使用最为广泛的。瓣化型雄性不育在很多作物中都有发现,但由于其育性遗传不稳定以及难以获得较好的恢复系,在实际育种中少有利用。胡萝卜瓣化型雄性不育系不仅遗传稳定,而且已经广泛应用于杂交育种生产中,但是对其育性恢复的机制研究相当薄弱。本研究分别以不育系P2S、P25A和自交系17166C为亲本构建2个F2群体,采用QTL-seq和传统遗传定位相结合进行初定位,并利用生物信息学方法挖掘候选基因。具体研究结果如下:1.通过对国内外引进的65个品种以及课题组选育的11个组合进行育性调查,发现不同遗传背景的F1材料育性恢复度从0–100%不等;通过对2个F2群体育性调查,发现H1604群体中育性恢复株与不育株分离规律符合3:1,H1601群体则不符...
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CMS/Rf系统核质基因互作模型(引自(CHENandLIU,2014))
窖中。2018年3月下旬，将所有材料移栽到中国农业科学院蔬菜花卉所的实验基地大田，进行育性调查。胡萝卜开花后，分别对主薹和侧枝的花序进行调查，将花序中所有小花具有可见花粉花药或者不可见花粉花药的定义为育性恢复植株，记为F，将花序中所有小花花药结构瓣化(花瓣状/类胚状或勺状结构花药)的定义为不育植株，记为S，将主薹花序中部分小花花药结构瓣化部分结构正常的定义为半可育植株，记为M。共调查了H1604群体135株，H1601群体246株的育性，通过SPSS软件中的χ2检验计算判断育性恢复的分离比。图2-1亲本的花序和花结构。A为母本P2S，B为父本17166C。Figure2-1Inflorescencesandflowerstructure.A:P2S,B:17166C.2.2.2BSA法全基因组重测序根据调查统计的胡萝卜主薹伞形花序中小花的育性，从H1604群体选取完全不育和完全可育的单株各23株，用改良CTAB法(BRIARDetal.,2000)提取双亲的基因组DNA和F2群体中完全不育和完全可育的单株的基因组DNA，检测质量和浓度(具体操作步骤见附录B)后分别等量混合来自23个植株的DNA，分别组成H1604的F2群体可育池(F-pool)和不育池(S-pool)。同时提取父母本的基因组DNA，一并交华大基因科技公司进行全基因组重测序。使用TruseqNanoDNAHT样品制备试剂盒(IlluminaUSA)生成测序文库，通过超声处理将DNA样品片段化至350bp的大小，然后将DNA片段进行处理后用于Illumina测序，并进行进一步的PCR扩增。最后，纯化PCR产物并通过Agilent2100生物分析仪分析文库的大小分布，使用实时PCR进行定量。使用Illumina推荐的流程进行文库构建，插入片段长度设置为500bp，进行PE100双端测序，最终产生覆盖基因组约20×数据2.2.3基因组测序数据生物信息学分析以已发布的胡萝卜基因组(IORIZZO1etal.,2016)为参考
%、12%和11%，上海惠和种业有限公司的WCA1407、WC345、WC344和H1323恢复率分别为31%、11%、9%和8%，瑞承种业的L1417、L1517恢复率分别为29%和12%，其他37份材料包括瑞克斯旺(青岛)农业服务有限公司的瑞克斯旺205、北京华耐农业发展有限公司的HA-5和HA-3、北京百幕田种苗有限公司的BMT303、厦门中厦蔬菜种籽有限公司的洪4和洪2、青岛源盛泰种业有限公司的YST-3、YST-10以及YST-1等的恢复率均低于8%。说明胡萝卜不同材料基因型材料瓣化型育性恢复过程极为复杂。其中本课题组选育的H1601、H1604的父本系为同一份材料17166C。图2-2国外公司杂交品种和组合育性恢复率分布图。Y轴代表育性恢复比例，X轴代表不同国外公司名称。蓝色点代表不同育性恢复比例的杂交品种和组合的育性。A：坂田种苗(苏州)有限公司；B：北京世农种苗有限公司；C：大连米可多国际种苗有限公司；D：法国利马格兰股份有限公司；E：荷兰必久种子有限公司；F：瑞克斯旺（青岛）农业服务有限公司；G：圣尼斯种子（北京）有限公司。Fig.2-2Distributionoffertilityrecoveryrateofofhybridvarietiesandcombinationsofforeigncompanies.TheY-axisindicatesthefertiltyrecoveryrate.TheX-axisindicatesthenameofdifferentforeigncompanies.Bluedotsrepresenteachmaterialwithitsfertiltyrecoveryrate.A:SakataSeedlings(Suzhou)Co.,Ltd.;B:BeijingShinongSeedlingsCo.,Ltd.;C:DalianMikeduoInternationalSeedlingsCo.,Ltd.;D:LimaGranFranceCo.,Ltd.;E:DutchBijouSeedCo.,Ltd;F:Ruixwang(Qingdao)AgriculturalServiceCo.,Ltd.;G:Saint-NiceSeeds(Beijing)Co.,Ltd.
【参考文献】：
硕士论文
[1]胡萝卜瓣化型细胞质雄性不育系及其保持系的线粒体基因组分析[D]. 曹琼文.中国农业科学院 2019
[2]黄瓜商品瓜果实生长速率QTL定位[D]. 崔金莹.中国农业科学院 2016
本文编号：3596466
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CMS/Rf系统核质基因互作模型(引自(CHENandLIU,2014))
窖中。2018年3月下旬，将所有材料移栽到中国农业科学院蔬菜花卉所的实验基地大田，进行育性调查。胡萝卜开花后，分别对主薹和侧枝的花序进行调查，将花序中所有小花具有可见花粉花药或者不可见花粉花药的定义为育性恢复植株，记为F，将花序中所有小花花药结构瓣化(花瓣状/类胚状或勺状结构花药)的定义为不育植株，记为S，将主薹花序中部分小花花药结构瓣化部分结构正常的定义为半可育植株，记为M。共调查了H1604群体135株，H1601群体246株的育性，通过SPSS软件中的χ2检验计算判断育性恢复的分离比。图2-1亲本的花序和花结构。A为母本P2S，B为父本17166C。Figure2-1Inflorescencesandflowerstructure.A:P2S,B:17166C.2.2.2BSA法全基因组重测序根据调查统计的胡萝卜主薹伞形花序中小花的育性，从H1604群体选取完全不育和完全可育的单株各23株，用改良CTAB法(BRIARDetal.,2000)提取双亲的基因组DNA和F2群体中完全不育和完全可育的单株的基因组DNA，检测质量和浓度(具体操作步骤见附录B)后分别等量混合来自23个植株的DNA，分别组成H1604的F2群体可育池(F-pool)和不育池(S-pool)。同时提取父母本的基因组DNA，一并交华大基因科技公司进行全基因组重测序。使用TruseqNanoDNAHT样品制备试剂盒(IlluminaUSA)生成测序文库，通过超声处理将DNA样品片段化至350bp的大小，然后将DNA片段进行处理后用于Illumina测序，并进行进一步的PCR扩增。最后，纯化PCR产物并通过Agilent2100生物分析仪分析文库的大小分布，使用实时PCR进行定量。使用Illumina推荐的流程进行文库构建，插入片段长度设置为500bp，进行PE100双端测序，最终产生覆盖基因组约20×数据2.2.3基因组测序数据生物信息学分析以已发布的胡萝卜基因组(IORIZZO1etal.,2016)为参考
%、12%和11%，上海惠和种业有限公司的WCA1407、WC345、WC344和H1323恢复率分别为31%、11%、9%和8%，瑞承种业的L1417、L1517恢复率分别为29%和12%，其他37份材料包括瑞克斯旺(青岛)农业服务有限公司的瑞克斯旺205、北京华耐农业发展有限公司的HA-5和HA-3、北京百幕田种苗有限公司的BMT303、厦门中厦蔬菜种籽有限公司的洪4和洪2、青岛源盛泰种业有限公司的YST-3、YST-10以及YST-1等的恢复率均低于8%。说明胡萝卜不同材料基因型材料瓣化型育性恢复过程极为复杂。其中本课题组选育的H1601、H1604的父本系为同一份材料17166C。图2-2国外公司杂交品种和组合育性恢复率分布图。Y轴代表育性恢复比例，X轴代表不同国外公司名称。蓝色点代表不同育性恢复比例的杂交品种和组合的育性。A：坂田种苗(苏州)有限公司；B：北京世农种苗有限公司；C：大连米可多国际种苗有限公司；D：法国利马格兰股份有限公司；E：荷兰必久种子有限公司；F：瑞克斯旺（青岛）农业服务有限公司；G：圣尼斯种子（北京）有限公司。Fig.2-2Distributionoffertilityrecoveryrateofofhybridvarietiesandcombinationsofforeigncompanies.TheY-axisindicatesthefertiltyrecoveryrate.TheX-axisindicatesthenameofdifferentforeigncompanies.Bluedotsrepresenteachmaterialwithitsfertiltyrecoveryrate.A:SakataSeedlings(Suzhou)Co.,Ltd.;B:BeijingShinongSeedlingsCo.,Ltd.;C:DalianMikeduoInternationalSeedlingsCo.,Ltd.;D:LimaGranFranceCo.,Ltd.;E:DutchBijouSeedCo.,Ltd;F:Ruixwang(Qingdao)AgriculturalServiceCo.,Ltd.;G:Saint-NiceSeeds(Beijing)Co.,Ltd.
【参考文献】：
硕士论文
[1]胡萝卜瓣化型细胞质雄性不育系及其保持系的线粒体基因组分析[D]. 曹琼文.中国农业科学院 2019
[2]黄瓜商品瓜果实生长速率QTL定位[D]. 崔金莹.中国农业科学院 2016
本文编号：3596466
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiyingongcheng/3596466.html
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