蓖麻根腐病抗性的QTL定位

发布时间：2020-05-03 16:22

【摘要】：目的对育种工作者来说植物的抗病性非常重要。而通过QTL定位,已经鉴定出了植物中许多相关性状的QTL。在中国,由镰刀菌(Fusarium solani)引起的镰刀菌根腐病是对于蓖麻(Ricinus communis)来说一种重大疾病。据报道,2016年中国南方爆发的一场枯萎病摧毁了超过0.66公顷的蓖麻。目前,在鉴定与蓖麻对镰刀菌根腐病抗性相关QTL的相关研究尚未进行太多报道。因此,对于蓖麻育种工作者来说,通过QTL定位找到蓖麻抗根腐病相关基因,对于培育相关抗性蓖麻品种有着巨大意义。本研究,对蓖麻根腐病抗性进行了QTL定位,可以为培育相关抗性蓖麻品种提供参考。材料和方法以亲本分别为抗病和感病的材料培育出的260株F_2后代作为试验材料和作图群体,该群体于2017年秋季在温室种植。将在广东海洋大学植物病理实验室培养的镰刀菌病原菌接种于蓖麻幼苗。以蓖麻枯萎所需天数作为发病的评级参考,分为8个等级为1~8,无枯萎的高抗性植物得分为1,接种后30天以内枯萎为8。选取蓖麻幼嫩叶片提取DNA。用Bulked Segregant Analysis(BSA)法从实验室自行设计的SSR引物中筛选出多态性较好的,并用表型表现极端蓖麻个体进行PCR扩增用以确定所选SSR引物的多态性。用已选的多态性SSR引物对整个F_2作图群体进行标记扫描及基因分型。用分子数据构建连锁图谱,用表型数据和分子数据组合绘制QTL图谱。将QTL图谱与已发表的蓖麻基因组进行比对,从而确定与表型紧密连锁的相关基因。结果对材料的感病性测试,显示出了连续的偏分布。这种连续的非正态分布,表明蓖麻的抗病性由主效QTL控制。用BSA的方法筛选了400对SSR引物,其中96对具有多态性,11对具有高度多态性的引物。用这11对SSR标记对F_2群体中的260份材料进行扫描。将扫描结果输入QTL IciMapping软件以绘制连锁图。绘制了1个连锁图谱,覆盖51.04 cM的基因组,平均间隔为4.64cM。绘制的连锁图和表型数据的组合能够鉴定染色体上的一个QTL(FRR)(连锁群)。qFRR位于引物RCM1471和RCM1311之间34cM的位置,解释了13%的表型变异并且LOD为7.58。分析具有蓖麻基因组保守氨基酸序列的QTL区域内引物(RCM 1471和RCM1311)的scaffold区域(National Center for Biotechnology Information),在NCBI网站中进行BLAST(同源性分析),发现了两个基因,“LOC8268784半胱氨酸蛋白酶抑制剂”和“LOC8281835细胞分裂周期和凋亡调节蛋白”。半胱氨酸蛋白酶抑制剂属于半胱氨酸蛋白酶抑制剂超家族,其已在人和其他植物中鉴定并赋予抗微生物特性。细胞分裂周期和凋亡调节因子基因也称为CCAR1或p30 dbc基因,已在人类中用于肿瘤的控制,并且已经在癌症的治疗中进行了研究。结论从表性分析推测蓖麻对病害的抗性受主要QTL控制,QTL分析检测到一个QTL,(LOD=7.58;PVE%=13.80),在QTL区间内注释到两个候选基因,“LOC8268784半胱氨酸蛋白酶抑制剂”和“LOC8281835细胞分裂周期和凋亡调节蛋白”,其功能与抗病性密切相关,与其连锁的分子标记为RCM1311和RCM1471。这是首次对蓖麻抗枯萎病基因进行QTL定位,在蓖麻育种中有着很重要的意义。
【学位授予单位】：广东海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S435.656

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