茶树黄化品种‘白鸡冠’色素及游离氨基酸特异性状的QTL定位

发布时间：2020-07-17 06:16

【摘要】：黄化茶树作为一类珍稀的茶树叶色突变体,主要表现出特异的新梢芽叶色泽以及高水平的氨基酸含量,具有很高的经济价值。茶树叶色性状及游离氨基酸含量性状均属数量性状,遗传机制较为复杂,通过构建遗传图谱,对黄化相关性状进行数量性状位点(Quantitative trait loci,QTL)定位,对丰富黄化茶树品种遗传理论研究,加快黄化、白化茶树新品种选育均有重要意义。本研究以叶色黄化品种‘白鸡冠’为父本,正常叶色品种‘龙井43’为母本构建茶树F_1分离群体,采用简化基因组测序(Genotyping-by-sequencing,GBS)技术,结合‘拟测交’策略构建茶树高密度遗传图谱,连续两年测定F_1群体的新梢色素物质及游离氨基酸组分含量,进而结合遗传图谱对叶绿素、类胡萝卜素及游离氨基酸组分等性状进行QTL定位,主要研究结果如下:1.利用简化基因组测序技术对亲本及166个子代单株进行测序,共获得8亿左右的reads。经聚类分析后获得165.6万个单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphisms,SNP)标记,其中具有多态性的标记数目为590,259个,占总数的35.6%;进一步对获得的多态性标记进行筛选,过滤父母本信息缺失、完整度过低及严重偏分离的多态性标签,最终获得30,971个有效的SNP位点进入连锁性分析。最后采用‘拟测交’策略构建茶树遗传图谱,图谱共包含15个连锁群,与茶树染色体数一致,上图标记2688个,总遗传距离为1846.32c M,平均图距为0.69c M,连锁群长度范围在93.41c M-171.28c M之间。2.连续两年春秋两季对120个F_1群体单株及作图亲本的叶绿素、类胡萝卜素等色素物质含量进行测定,结果表明亲本间差异显著,F_1群体单株整体色素组分含量较为接近,春季色素含量总体水平略低于秋季水平,整个群体内色素含量变异系数较大,在31%-79%之间。检测到的色素性状均呈现出连续变异特点,且部分单株表现出超亲现象。结合已构建的高密度遗传图谱,采用复合区间作图法(Composite interval mapping,CIM)对叶绿素、类胡萝卜素等2个性状进行QTL作图,共定位到10个QTL,分布于LG03、LG04、LG06、LG11等4个连锁群上,能解释的表型贡献率在18.2%-72%,均为主效QTL。其中Chl与Car分别在LG03连锁群0.18cM-15.49c M区间内定位到一个QTL,峰值位点相同,推测可能是同一QTL。3.对游离氨基酸组分含量测定以THN、Asp、Glu、Gln、Arg和AA等六种氨基酸为主,秋季游离氨基酸含量显著低于春季水平,各游离氨基酸组分均呈现出近似正态分布,适合进行QTL定位分析。对2017年色素与游离氨基酸含量的相关性分析表明,所有检测性状两两之间均表现出极显著的相关性(ρ0.01),其中色素含量与游离氨基酸组分含量表现出极显著负相关(ρ0.01,r0)。对游离氨基酸的QTL定位结果显示,6个性状共定位到25个QTL,分布在9个连锁群上(LG01、LG03、LG04、LG06、LG08、LG11、LG13、LG14、LG15)。游离氨基酸组分定位结果虽较为分散,但均能在LG03连锁群的0.18cM-15.49cM区间内定位到一个相同QTL,重复性较好;这与Chl和Car定位的基本结果一致。
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S571.1
【图文】：

学院硕士学位论文 第二章 SNP 遗传图谱的构建入 4ul RNase A，37℃水浴 30min，降解 RNA，10000rpm 离心 5min，收集上清新的离心管；入等体积氯仿：苯酚：异戊醇（25：24：1）上下混匀，然后 10000rpm 离心 10mi集上清至新的离心管中入 2 倍体积的无水乙醇，混匀沉淀 DNA，4000rpm 离心 3min，去除上清；0%乙醇溶液洗涤 2-3 次，将离心管放置于通风出让其自然烘干；入 200ul ddH2O 溶解 DNA；取完成后，使用 ND-1000 UV-Vis 微量紫外分光光度计测定 DNA 浓度，1%的琼凝胶电泳检测 DNA 质量，至于-20℃保存备用。

通过高通量测序的手段，完成对 SNP 分子标记的发掘与构建(Van et a; Huang et al., 2009)。由诺禾致源生物信息科技有限公司完成 SNP 标记的开发，通过对的 166 个子代单株及亲本进行测序，得到 SNP 分子标记及基因分型结果。具体实验流下：3.1 GBS 文库构建及测序根据研究目的以及对茶树特性的分析，选用适当的酶切组合，首先使用限制性内切酶对基因组进行酶切，之后加上带有 barcode 的接头后，对每个样品进行扩增，最后对样品混合，选择需要的片段进行文库构建，利用 Illumaina HiSeq 测序平台，进行双末端ired-End）150 测序（Li et al.,2009）（图 2-2），具体方法如下：（1） 酶切：对 0.1-1ug 的茶树基因组 DNA 使用限制性内切酶进行酶切，以得到适合的 marker 密度；（2） 加 P1 和 P2 接头：酶切后的片段两端分别加 P1 和 P2 Adapter（与酶切 DNA 缺口互补）；（3） 片断选择：PCR 扩增两端分别含有 P1和 P2接头的 tag序列，DNA 片段 pooling电泳回收需要区间的 DNA；（4） 高通量测序：Cluster 制备，上机测序。

连锁群标记分布图

【参考文献】

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本文编号：2759085