华北落叶松高密度遗传连锁图谱构建及重要性状QTL分析
发布时间：2021-08-06 21:34
华北落叶松（Larix principis-rupprechtii Mayr）是我国华北地区重要的造林树种,兼具经济和生态价值。华北落叶松的育种目标是培育出生长快、材性好、抗性强的新品种。但由于其生长周期较长、遗传背景复杂、多数经济性状为数量性状,依靠传统育种方法进行新品种选育,通常效率很低。利用DNA分子标记进行遗传连锁图谱构建和QTL定位,并在此基础上开展分子标记辅助选择,可以缩短育种周期,提高育种效率。然而,由于华北落叶松缺乏基因组数据和高质量分子标记,到目前为止,尚未有关于该树种的遗传图谱构建和QTL定位的报道。本研究利用华北落叶松转录组测序数据开发多态性EST-SSR标记,并通过开展群体遗传多样性分析来验证这些标记的实用性;利用部分新开发标记对华北落叶松F1作图群体进行杂种鉴定后,采用SLAF-seq技术进行大规模SNP标记开发并构建首张华北落叶松高密度遗传图谱;利用连续两年的表型测定数据,对8个生长和针叶性状进行QTL分析。以上研究对增加华北落叶松高质量分子标记数量,解析重要数量性状遗传结构,促进分子水平上的遗传改良具有重要的理论和实践意义。主要研究结果如下:（1）基于转录...
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
华北落叶松转录组中不同SSR基序的频率分布
华北落叶松EST-SSR标记开发及其多态性评价25图2.2华北落叶松转录组中各类型SSR的重复次数分布Figure2.2DistributionandfrequencyofSSRrepeatmotifswithdifferentlevelsofreiterationinthetranscriptomeofL.principis-rupprechtii2.2.3EST-SSR标记的开发、验证及通用性分析EST-SSR标记的开发和应用流程见图2.3。利用Primer3软件对含有SSR位点的1300条Unigene序列进行引物设计，共获得1065对SSR特异引物。从中随机挑选并合成引物240对，并以起源于华北落叶松不同天然群体的24个单株样本DNA为模板对这些引物进行PCR扩增和筛眩其中的51对引物，尽管尝试降低退火温度，但依然无法扩增出条带，其余有PCR产物出现的189对引物中，41对扩增出非预期大小的条带或具有复杂的扩增模式，另外的148对可以在预期片段大小位置扩增出清晰条带，其中呈现单态和多态的引物分别有96对和52对。附录A提供了52对多态性EST-SSR标记的详细信息。为了进一步评价新开发标记的多态性及其用于遗传多样性分析的实用性，选择其中扩增效果最理想的20对多态性EST-SSR标记对布置于华北落叶松种子园中的66个无性系进行毛细管电泳基因分型。图2.4展示了3对引物在3个随机个体中的扩增多态性。值得注意的是，20对EST-SSR标记覆盖了二、三、四和六核苷酸重复基序，且其中的18对具有比二核苷酸更长的重复基序。如表2.2所示，20个多态性EST-SSR位点在66个无性系中共计检测出77个等位基因，各位点等位基因数（Na）为2~7，平均值为3.85。Shannon信息指数（I）在0.451~1.344之间，平均值为0.853。多态信息含量（PIC）作为遗传多样性分析中的一个重要参数，其变化范围为0.239~0.613，平均值为0.424，表明这20对EST-SSR标记具有中等水平的多态性。其他多样性参数呈现了类似结果。平均观测
华北落叶松EST-SSR标记开发及其多态性评价27图2.4引物Lar_eSSR44、Lar_eSSR69和Lar_eSSR232在华北落叶松3个随机个体中的扩增多态性Figure2.4AmplifiedpolymorphismsofprimerpairsLar_eSSR44,Lar_eSSR69andLar_eSSR232inthreerandomindividualsofL.principis-rupprechtii
【参考文献】：
期刊论文
[1]Age–age correlations and early selection for growth traits in 40 half-sib families of Larix principis-rupprechtii[J]. Mingliang Dong,Yingming Fan,Zhihui Wu,Futang Lv,Jinfeng Zhang. Journal of Forestry Research. 2019(06)
[2]Mating patterns and pollen dispersal in a Japanese larch（Larix kaempferi） clonal seed orchard: a case study[J]. Xingbin Chen,Xiaomei Sun,Leiming Dong,Shougong Zhang. Science China（Life Sciences）. 2018(09)
[3]落叶松LkERF-B2基因的克隆及表达载体的构建[J]. 于雪,曹贝贝,秦家慧,高英,李爱. 基因组学与应用生物学. 2018(08)
[4]杂种落叶松家系生长性状变异分析与优良家系选择[J]. 李祺,贾庆彬,杨伟财,张含国. 西南林业大学学报(自然科学). 2018(02)
[5]Variation analyses of growth and wood properties of Larix olgensis clones in China[J]. Shaopeng Yin,Zhenhai Xiao,Guohui Zhao,Xin Zhao,Xiaoyang Sun,Ying Zhang,Fuwei Wang,Shuchun Li,Xiyang Zhao,Guan-Zheng Qu. Journal of Forestry Research. 2017(04)
[6]北京市华北落叶松优树群体遗传多样性分析[J]. 董明亮,高嘉玥,孙文婷,范英明,袁定昌,张金凤. 植物遗传资源学报. 2016(04)
[7]日本落叶松良种‘洛阳1号’[J]. 焦云德,孙晓梅,赵鲲,谢允慧,张建祥,杨艳红. 林业科学. 2015(11)
[8]华北落叶松与日本落叶松种间杂交亲和性及种子形态的变异研究[J]. 张鸿景,代剑峰,林艳. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2015(09)
[9]日本落叶松纤维素合酶基因片段的克隆及单核苷酸多态性分析[J]. 易敏,张守攻,谢允慧,孙晓梅. 林业科学研究. 2015(03)
[10]杂种落叶松纸浆材优良家系选择[J]. 王绪,张含国,张磊,姜莹,张振,于宏影. 东北林业大学学报. 2015(04)
博士论文
[1]梅花高密度遗传图谱构建及部分观赏性状QTL分析[D]. 张杰.北京林业大学 2016
[2]日本落叶松生长及材性相关基因关联遗传研究[D]. 刘昌勇.中国林业科学研究院 2016
[3]桉树高密度遗传图谱构建及生长和材性相关QTL解析[D]. 于晓丽.中国林业科学研究院 2015
[4]牡丹高密度遗传图谱构建及重要性状QTL分析[D]. 蔡长福.北京林业大学 2015
[5]利用连锁与连锁不平衡联合作图解析毛白杨重要性状的等位遗传变异[D]. 杜庆章.北京林业大学 2014
[6]梅花遗传连锁图谱构建和表型性状QTLs分析[D]. 孙丽丹.北京林业大学 2013
[7]茶树高密度遗传图谱构建及重要性状QTL定位[D]. 马建强.中国农业科学院 2013
[8]杜仲遗传连锁图谱构建及重要性状的分子标记[D]. 王大玮.西北农林科技大学 2011
[9]日本落叶松×兴安落叶松RAPD、SSR遗传图谱构建与QTL定位[D]. 贯春雨.东北林业大学 2010
[10]日本落叶松×长白落叶松无性系间生根差异的分子机制[D]. 冯健.中国林业科学研究院 2008
硕士论文
[1]兴安落叶松KNOX2基因的克隆及特性分析[D]. 白杨.内蒙古农业大学 2018
[2]兴安落叶松几丁质酶基因的功能分析[D]. 王媛.内蒙古农业大学 2018
[3]兴安落叶松纤维素合酶基因的克隆及特性分析[D]. 齐菲.内蒙古大学 2017
[4]兴安落叶松尿苷二磷酸葡萄糖脱氢酶基因的克隆及特性分析[D]. 郭秀.内蒙古大学 2017
[5]长白落叶松（Larix olgensis）优良无性系评价选择及木材性状SNP关联分析[D]. 尹绍鹏.东北林业大学 2017
[6]长白落叶松材相关基因单核苷酸多态性研究及关联分析[D]. 赵佳丽.东北林业大学 2016
[7]兴安落叶松基本群体遗传多样性分析[D]. 张振.东北林业大学 2012
[8]美洲黑杨杂交F1代苗期性状变异及初选研究[D]. 何浩.华中农业大学 2010
[9]兴安落叶松种源、无性系遗传多样性的研究[D]. 李雪峰.东北林业大学 2009
[10]华北落叶松种子园种子低产的因素分析与对策[D]. 崔宝禄.河北农业大学 2005
本文编号：3326529
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
华北落叶松转录组中不同SSR基序的频率分布
华北落叶松EST-SSR标记开发及其多态性评价25图2.2华北落叶松转录组中各类型SSR的重复次数分布Figure2.2DistributionandfrequencyofSSRrepeatmotifswithdifferentlevelsofreiterationinthetranscriptomeofL.principis-rupprechtii2.2.3EST-SSR标记的开发、验证及通用性分析EST-SSR标记的开发和应用流程见图2.3。利用Primer3软件对含有SSR位点的1300条Unigene序列进行引物设计，共获得1065对SSR特异引物。从中随机挑选并合成引物240对，并以起源于华北落叶松不同天然群体的24个单株样本DNA为模板对这些引物进行PCR扩增和筛眩其中的51对引物，尽管尝试降低退火温度，但依然无法扩增出条带，其余有PCR产物出现的189对引物中，41对扩增出非预期大小的条带或具有复杂的扩增模式，另外的148对可以在预期片段大小位置扩增出清晰条带，其中呈现单态和多态的引物分别有96对和52对。附录A提供了52对多态性EST-SSR标记的详细信息。为了进一步评价新开发标记的多态性及其用于遗传多样性分析的实用性，选择其中扩增效果最理想的20对多态性EST-SSR标记对布置于华北落叶松种子园中的66个无性系进行毛细管电泳基因分型。图2.4展示了3对引物在3个随机个体中的扩增多态性。值得注意的是，20对EST-SSR标记覆盖了二、三、四和六核苷酸重复基序，且其中的18对具有比二核苷酸更长的重复基序。如表2.2所示，20个多态性EST-SSR位点在66个无性系中共计检测出77个等位基因，各位点等位基因数（Na）为2~7，平均值为3.85。Shannon信息指数（I）在0.451~1.344之间，平均值为0.853。多态信息含量（PIC）作为遗传多样性分析中的一个重要参数，其变化范围为0.239~0.613，平均值为0.424，表明这20对EST-SSR标记具有中等水平的多态性。其他多样性参数呈现了类似结果。平均观测
华北落叶松EST-SSR标记开发及其多态性评价27图2.4引物Lar_eSSR44、Lar_eSSR69和Lar_eSSR232在华北落叶松3个随机个体中的扩增多态性Figure2.4AmplifiedpolymorphismsofprimerpairsLar_eSSR44,Lar_eSSR69andLar_eSSR232inthreerandomindividualsofL.principis-rupprechtii
【参考文献】：
期刊论文
[1]Age–age correlations and early selection for growth traits in 40 half-sib families of Larix principis-rupprechtii[J]. Mingliang Dong,Yingming Fan,Zhihui Wu,Futang Lv,Jinfeng Zhang. Journal of Forestry Research. 2019(06)
[2]Mating patterns and pollen dispersal in a Japanese larch（Larix kaempferi） clonal seed orchard: a case study[J]. Xingbin Chen,Xiaomei Sun,Leiming Dong,Shougong Zhang. Science China（Life Sciences）. 2018(09)
[3]落叶松LkERF-B2基因的克隆及表达载体的构建[J]. 于雪,曹贝贝,秦家慧,高英,李爱. 基因组学与应用生物学. 2018(08)
[4]杂种落叶松家系生长性状变异分析与优良家系选择[J]. 李祺,贾庆彬,杨伟财,张含国. 西南林业大学学报(自然科学). 2018(02)
[5]Variation analyses of growth and wood properties of Larix olgensis clones in China[J]. Shaopeng Yin,Zhenhai Xiao,Guohui Zhao,Xin Zhao,Xiaoyang Sun,Ying Zhang,Fuwei Wang,Shuchun Li,Xiyang Zhao,Guan-Zheng Qu. Journal of Forestry Research. 2017(04)
[6]北京市华北落叶松优树群体遗传多样性分析[J]. 董明亮,高嘉玥,孙文婷,范英明,袁定昌,张金凤. 植物遗传资源学报. 2016(04)
[7]日本落叶松良种‘洛阳1号’[J]. 焦云德,孙晓梅,赵鲲,谢允慧,张建祥,杨艳红. 林业科学. 2015(11)
[8]华北落叶松与日本落叶松种间杂交亲和性及种子形态的变异研究[J]. 张鸿景,代剑峰,林艳. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2015(09)
[9]日本落叶松纤维素合酶基因片段的克隆及单核苷酸多态性分析[J]. 易敏,张守攻,谢允慧,孙晓梅. 林业科学研究. 2015(03)
[10]杂种落叶松纸浆材优良家系选择[J]. 王绪,张含国,张磊,姜莹,张振,于宏影. 东北林业大学学报. 2015(04)
博士论文
[1]梅花高密度遗传图谱构建及部分观赏性状QTL分析[D]. 张杰.北京林业大学 2016
[2]日本落叶松生长及材性相关基因关联遗传研究[D]. 刘昌勇.中国林业科学研究院 2016
[3]桉树高密度遗传图谱构建及生长和材性相关QTL解析[D]. 于晓丽.中国林业科学研究院 2015
[4]牡丹高密度遗传图谱构建及重要性状QTL分析[D]. 蔡长福.北京林业大学 2015
[5]利用连锁与连锁不平衡联合作图解析毛白杨重要性状的等位遗传变异[D]. 杜庆章.北京林业大学 2014
[6]梅花遗传连锁图谱构建和表型性状QTLs分析[D]. 孙丽丹.北京林业大学 2013
[7]茶树高密度遗传图谱构建及重要性状QTL定位[D]. 马建强.中国农业科学院 2013
[8]杜仲遗传连锁图谱构建及重要性状的分子标记[D]. 王大玮.西北农林科技大学 2011
[9]日本落叶松×兴安落叶松RAPD、SSR遗传图谱构建与QTL定位[D]. 贯春雨.东北林业大学 2010
[10]日本落叶松×长白落叶松无性系间生根差异的分子机制[D]. 冯健.中国林业科学研究院 2008
硕士论文
[1]兴安落叶松KNOX2基因的克隆及特性分析[D]. 白杨.内蒙古农业大学 2018
[2]兴安落叶松几丁质酶基因的功能分析[D]. 王媛.内蒙古农业大学 2018
[3]兴安落叶松纤维素合酶基因的克隆及特性分析[D]. 齐菲.内蒙古大学 2017
[4]兴安落叶松尿苷二磷酸葡萄糖脱氢酶基因的克隆及特性分析[D]. 郭秀.内蒙古大学 2017
[5]长白落叶松（Larix olgensis）优良无性系评价选择及木材性状SNP关联分析[D]. 尹绍鹏.东北林业大学 2017
[6]长白落叶松材相关基因单核苷酸多态性研究及关联分析[D]. 赵佳丽.东北林业大学 2016
[7]兴安落叶松基本群体遗传多样性分析[D]. 张振.东北林业大学 2012
[8]美洲黑杨杂交F1代苗期性状变异及初选研究[D]. 何浩.华中农业大学 2010
[9]兴安落叶松种源、无性系遗传多样性的研究[D]. 李雪峰.东北林业大学 2009
[10]华北落叶松种子园种子低产的因素分析与对策[D]. 崔宝禄.河北农业大学 2005
本文编号：3326529
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/lylw/3326529.html
