陆地棉株高与纤维品质QTL定位及亲本抗盐性探讨

发布时间：2020-11-05 19:29

　　 棉花作为一种重要的经济作物和纺织原料,一方面劳动力成本的提高,棉花的种植面积不断下降;另一方面随着人们生活水平的提高,市场对棉花纤维品质提出了更高的要求。为解决上述问题,本研究以两个株高和纤维品质有差异的陆地棉品种(系)中棉所49和396289为亲本构建F_2群体和F_(2:3)家系,对亲本和F_2群体的160个单株分别进行重测序和SLAF-简化基因组测序,构建高密度遗传图谱,并对株高和纤维品质进行QTL定位及相关基因的功能注释,为QTL的精细定位提供技术参考及分子标记辅助育种提供理论支持。除此之外,随着棉花种植逐渐向盐碱较为严重的西北内陆地区迁移,本研究还对群体亲本及中棉所44和中棉所571等四个材料进行室内抗盐试验,希望对材料的抗盐性有所了解并探讨其可能的抗盐机制。综合上述研究,共获得以下结论:1)通过对陆地棉品种(系)中棉所49和396289构建F_2群体,对亲本和160个F_2单株利用亲本重测序和子代SLAF-简化基因组测序相结合的方法,获得了含有4607个SNP标记,总遗传距离为3063cM,相邻标记间的平均距离0.898c M的高密度遗传图谱。2)利用F_2群体及F_(2:3)家系的共四个环境中检测到16个与株高有关的QTLs,能够解释2.07-19.04%的表型变异,并且首次在ChrD05中发现了与株高有关的QTLs。利用Mutmap-like关联分析方法,在ChrA07和ChrD05各获得一个与株高有关的候选区域,结合QTL定位结果,对ChrD05进行精细定位,获得了18个与株高有关的候选基因,通过荧光定量PCR,其中有14个在亲本间显著差异表达。3)利用高密度遗传图谱对细度和成熟度在内的7个纤维品质性状进行QTL定位,共获得157个与纤维品质有关的QTLs,分布于20条染色体上,其中,有7个性状的QTL分布在A03上,6个性状的QTL分布于A04和D02上,5个性状的QTL分布于A11和D07上,等,说明A03、A04、D02、A11和D07等染色体极有可能是控制纤维品质性状的关键染色体。在7个与纤维品质有关的性状中,总共有4763个基因得到注释,在COG、GO和KEGG中分别有2416、4188和2512个基因得到注释,这些基因中的一些可能与纤维品质关系密切。4)通过对中49、396289、中44和中571的播种期的抗盐性试验,发现材料的抗盐能力表现为中571中44中49,而396289出现了异常,考虑到396289种子极低的发芽率和含水量以及较高的钾钠离子比,推测396289可能产生了“避盐机制”,即在盐胁迫条件下其种子处于休眠状态,若将其种子移到对照的条件下发芽率可能会提高。
【学位单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S562
【部分图文】：

图 2.1 SNP 标记分型Figure 2.1 SNP marker typing表示所有的标记类型；Y 轴表示该标记类型的标记个数。e X axis represents all marker types; the Y axis represents the number of markers for that marker type.2 遗传图谱构建确保遗传图谱质量以及连锁群上标记尽可能均匀分布，将可用 SNP 标记按以下规选：过滤掉亲本测序深度 4×以下的标记以及严重偏分离(P<0.001)的标记，筛选所有子代半数以上个体的标记，最终得到 5182 个可用于作图的 SNP 标记。通过与比对将 SNP 划分到 26 个连锁群中，过滤掉与两两标记间 MLOD 值均低于 3 的标记7 个上图标记，上图率为 88.90%，总图距为 3063.4cM，标记的平均间距为 0.898c26 条染色体上的标记数在 22 到 650 的范围之内，遗传距离在 25.31 到 192.16cM传距离最小为 0.18cM，最大为 1.66cM，而 A09 染色体上的 Gap 最大为 18.85cM，除 A06 小于 90%以外，其余均大于 90%，而 D05 和 D11 则是 100%，见表 2.5，图 2

中国农业科学院硕士学位论文 第二章 高密度遗传图谱构建chromosome; Singleton Percent (%): ratio of sites for double exchange; Missing Percent (%): missing ratio; Spearman: Spearman rank correlationcoefficient, the closer to 1 the better the collinearity.(%) Spearman

图 2.3 遗传图谱与基因组共线性分析Figure 2.3 Genetic map and genome collinearity analysis注：x 轴表示 26 条染色体的遗传距离，并且 y 轴表示参考基因组的 26 条染色体的物理距离。Note: The x-axis represents the genetic distance of 26 chromosomes, and the y-axis represents the physical distance of the 26 chromosomes of thereference genome.2.3 讨论与结论2.3.1 重测序与 SLAF 测序结合的特点随着大量植物的基因组数据被公开，重测序和简化测序在不同物种中得到了广泛应用(Causseet al.2013; Takagi et al.2015b; Liang et al.2016)，但是二者 SNP 开发能力以及成本差异较大。基于SNP 标记的优越性(Wang et al.2015b) 以及 NGS 技术的发展，SLAF-seq 简化测序应运而生，SLAF-seq 可依据不同的参考基因组设计不同的酶切方案，根据 dual-index 测序开发高质量的标记，以及动态的过滤可疑标记(Zhang et al.2015a; Zhang et al.2016b)等。Zhang 等(Zhang et al.2016b)对RIL群体（196个个体）利用SLAF-seq开发了第一张陆地棉高密度遗传图谱，共获得了443.65Mb的 clean reads，而齐等(Qi et al.2017)对陆地棉 F2群体（188 个个体）利用 GBS-seq 的方法测序，共获得了 908Mb 的 clean reads，而在本研究利用亲本重测序和子代 SLAF 测序相结合的策略，对
【参考文献】

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本文编号：2872082