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冰草主要农艺性状的QTL定位及动态遗传分析

发布时间:2020-04-11 10:00
【摘要】:冰草属(Agropyron Gaertn.)植物是分布最广的小麦近缘植物,其高产、抗逆和适应性广等特性,是禾草或麦类作物改良的优质遗传基因资源。本研究以二倍体冰草Z1842和蒙古冰草Z2098及其种间CP(Cross-pollinated)杂种群体为研究材料,利用SNP、SSR、STS分子标记构建冰草遗传图谱,以河北廊坊、张家口和秦皇岛三地作为不同的环境效应,对冰草的主要农艺性状进行了多年多点调查和QTL定位,并对株高、分蘖进行了动态生长调查与QTL定位。结果如下:1.对河北廊坊、张家口、秦皇岛3年3点的冰草CP群体主要农艺性状调查:同一性状在不同年份、不同环境中表现出明显的差异,相对年份间的差异小于环境间的差异;对昌黎2年2点的冰草CP群体进行株高、分蘖动态生长调查:株高、分蘖生长发育呈现发育前期快速增长、后期平稳增长的生长特点。对昌黎校园两年(2017、2018年)的冰草开花期农艺性状调查分析发现,各性状间呈显著或极显著正相关。2.用亲本二倍体冰草A.cristatum Z1842、蒙古冰草A.mongolicum Z2098进行引物筛选,设计并合成了共164对SSR、STS引物。筛选得到63对多态性引物,22个成功分型,结合课题组已有44分型标记构建了包含66个标记的冰草遗传图谱,该图谱由7个连锁群组成,全长1452.81 cM,平均图距是22.01 cM。3.利用构建的具有1023个SNP标记的冰草遗传图谱对冰草CP群体进行3年3点的主要农艺性状QTL定位,3个环境下2016年共发现89个QTL和2个主效QTL,2017年共72个QTL和1个主效QTL;2018年共68个QTL;株高动态QTL定位分析:4个环境下共检测到69个非条件QTL,130个条件QTL,37个QTL既是非条件QTL又是条件QTL分析;分蘖动态QTL定位:两年共检测到53个非条件QTL和55个条件QTL,分布在除7号染色体的6条染色体上;2年2点的开花期8个农艺性状QTL定位检测到50个QTL及14个QTL富集区,这些QTL遗传效应较大,集中在2号染色体,研究性状间具有相关性。解析冰草主要农艺性状的分子遗传及不同生育阶段株高、分蘖的QTL表达规律,为冰草优异性状的精细定位,基因克隆和标记辅助育种等提供了依据。
【图文】:

遗传图谱,冰草,DNA模板,引物


5.遗传图谱的构建与蒙古冰草 Z2098 相同带型记为“A”,与冰草 Z1842 相同带型记为“B”,缺失或模糊带型记为“-”,同时显示两个亲本带型的记为 AB。采用 GACD 软件对冰草进行数据连锁分析及分子遗传图谱的构建。冰草遗传图谱按 CP 杂种群体遗传模型构建,按 GACD 软件中对基因型分离类型编码的说明进行数据的记录和整理[57],GACD 与 Joinmap 软件基因型编码对应:A = B 即nn × np,C = D 即 lm × ll,AB = CD 即 hk × hk。3.2 结果与分析3.2.1 亲本间筛选多态性分子标记以冰草亲本的基因组 DNA 为模板,通过 PCR 在蒙古冰草 Z2098 和冰草Z1842 两个亲本间进行多态性 EST-SSR 标记筛选(图 3-1)。设计并合成了 164对引物,151 对引物得到了有效扩增,能够有效扩增的引物中,约 40%的条带具有多态性,筛出约 63 对多态性标记。

遗传图谱,冰草,群体,引物


图 3-2 引物在冰草 CP 群体中的扩增结果. 3-2 The amplified results of primers in CP population of Agropyron Gaertn.冰草分子图谱研究 23 对多态性标记及本课题组已有的 45 对多态性标记共 68 对冰草遗传图谱。本研究共构建了 7 个连锁群,2 个标记没有连锁上(3,表 3-4,图 3-3)。利用 66 个分子标记构建的冰草遗传图谱全长,平均标记数是 0.05 个/cM,平均图距是 22.01cM。该遗传图谱以 标记数最多,为 16 个;2、4 号染色体标记数最少,只有 2 个,连围为 66.75-485.54cM,5 号染色体最长,2 号染色体最短。冰草父长为 422.15cM,平均标记数是 0.07 个/cM,平均图距是 15.08cM体标记数最多,,为 10 个,1、6 号染色体标记密度较高。母本遗传041.79cM,平均标记数是 0.04 个/cM,平均图距是 24.80cM,以 5 数最多,为 15 个。
【学位授予单位】:河北科技师范学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:S543.9

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本文编号:2623460


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