普通小麦籽粒相关性状QTL定位与验证
发布时间：2021-03-07 15:13
小麦是世界上最重要的粮食作物之一。改良千粒重、穗粒数和灌浆速率等籽粒性状是小麦高产育种的重要目标。籽粒相关性状受多个微效基因控制,易受环境影响。因此,发掘环境稳定的QTL、开发经济高效的分子标记可以减少投入、提高育种效率,对小麦产量改良具有重要意义。与传统QTL分析方法相比,选择基因型分析方法仅对表型极端的个体进行基因型鉴定,可以节约基因型分析成本。本研究以中麦871/中麦895 RIL群体266份家系为材料,2014-2017年度分别种植于河南安阳、商丘、周口以及陕西咸阳,对10个环境中的千粒重、粒长、粒宽、穗粒数及6个环境的平均灌浆速率进行测定。选择30个极高和30个极低千粒重的家系,采用660K SNP芯片进行基因型分析,通过选择基因型分析方法在1AL、2BS、3AL和5B染色体上发现了与千粒重及其相关性状显著关联的位点。将与这些位点连锁的SNP标记转化为KASP（Kompetitive allele specific PCR,竞争性等位基因特异性PCR）标记并检测266份家系。完备区间作图法证实了上述QTL,并在5BS上发现一个新的穗粒数QTL。其中Qgw.caas-1AL、Q...
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：132 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
选择基因型（B）和混合分组（A）分析
?扛摺?ANGetal.（2012）以Basmati385作为供体，华粳籼74为轮回亲本，构建了153个单染色体片段代换系，即每个系仅含有一个Basmati385染色体片段，遗传背景均为华粳籼74。利用这些代换系发现了4个控制粒长的位点和4个控制粒宽的位点，其中一个控制粒宽的QTL（qGW8）位于8号染色体RM80和RM447之间。随后利用一个单染色体片段代换系与华粳籼47杂交产生的167个F2单株，将qGW8定位在RM502和RM447之间；进一步通过2000个F2分离单株将区间缩小至RM502PSM736。根据纯合重组单株的鉴定结果，qGW8位于RM502和PSM711之间约7.5kb的区段（图1-2），仅包含LOC_Os08g41940基因的启动子区和第一外显子。经遗传验证，LOC_Os08g41940即为目标基因。图1-2水稻qGW8的精细定位过程。引自WANGetal.（2012）。Fig.1-2FinemappingofriceqGW8.ReprintedfromWANGetal(2012).
鲋刈楦鎏濉Ｍü??徊娇?⒈昙呛图?ㄖ刈樘搴蟠?谋?型，将区间缩小至18.7kb，仅包含3个ORF。小麦中也有通过剩余杂合系进行QTL效应验证和精细定位的研究。ZHAIetal.（2017）在6A染色体52.40585.43Mb（31.7cM）发现了控制千粒重、粒长、粒宽和穗粒数的QTL。随后从初定位群体中鉴定出一个6AQTL区段处于杂合状态的单株，在其衍生的分离群体中获取近等基因系对QTL效应进行验证；同时鉴定出3类重组单株并使其自交结实、产生近等基因系，根据表型结果将QTL区间缩小至236.98445.78Mb，相当于初定位群体遗传连锁图上0.5cM的区间。图1-3水稻qTGW3精细定位过程。引自YINGetal.（2018）。Fig.1-3FinemappingofriceqTGW3.ReprintedfromYINGetal(2018).1.2.2分子标记与定位所用的标记（SNP芯片、DArT等）不同，QTL验证和精细定位所用的分子标记要有一定的灵活性，即适用于一个或几个标记检测大量个体的情况，同时还要保证通量高、准确性高、检测时间短、成本低。现有证据表明，英国LGC（LaboratoryoftheGovernmentChemist，政府化学家实验室）公司开发的KASP（KompetitiveallelespecificPCR,竞争性等位基因特异性PCR）技术在转化效率、通量、稳定性、准确性和灵活性方面最具优势（RASHEEDetal.,2019;SEMAGNetal.,2014）。KASP技术基于引物末端碱基的特异匹配和通用荧光探针对SNP或InDel进行分型，可在96、384和1536孔PCR板中进行，荧光定量PCR仪或普通PCR仪结合酶标仪即可满足大部分用户的需求。基于KASP技术，LGC公司还整合了一套高通量、低成本、灵活、快速的SNPline系统及实验方案，每天可检测20到500000个SNP标记，样本数可达数万个。目前，KASP技术广泛应用于QTL定位与验证、分子标记辅助选择育种等方面（MAetal.,2018;RASHEEDetal.,2016;SUetal.,2016;WUe
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄淮麦区小麦主栽品种粒重与籽粒灌浆特性的关系[J]. 苗永杰,阎俊,赵德辉,田宇兵,闫俊良,夏先春,张勇,何中虎. 作物学报. 2018(02)
[2]A Sequential Quantitative Trait Locus Fine-Mapping Strategy Using Recombinant-Derived Progeny[J]. Qin Yang,Dongfeng Zhang and Mingliang Xu National Maize Improvement Center of China,China Agricultural University,Beijing 100193,China. Journal of Integrative Plant Biology. 2012(04)
[3]Mapping of qGL7-2, a grain length QTL on chromosome 7 of rice[J]. Gaoneng Shao, Shaoqing Tang, Ju Luo, Guiai Jiao, Xiangjin Wei, Ao Tang, Jianli Wu, Jieyun Zhuang, Peisong Hu State Key Laboratory of Rice Biology, China National Rice Research Institute, Hangzhou 310006, China. 遗传学报. 2010(08)
[4]数量性状基因定位研究中若干常见问题的分析与解答[J]. 李慧慧,张鲁燕,王建康. 作物学报. 2010(06)
[5]数量性状基因的完备区间作图方法[J]. 王建康. 作物学报. 2009(02)
博士论文
[1]小麦关键性状遗传解析及功能标记开发[D]. 王金平.山东农业大学 2017
硕士论文
[1]选择基因型作图方法在数量性状基因定位中的有效性研究[D]. 孙艳萍.中国农业科学院 2010
本文编号：3069341
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：132 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
选择基因型（B）和混合分组（A）分析
?扛摺?ANGetal.（2012）以Basmati385作为供体，华粳籼74为轮回亲本，构建了153个单染色体片段代换系，即每个系仅含有一个Basmati385染色体片段，遗传背景均为华粳籼74。利用这些代换系发现了4个控制粒长的位点和4个控制粒宽的位点，其中一个控制粒宽的QTL（qGW8）位于8号染色体RM80和RM447之间。随后利用一个单染色体片段代换系与华粳籼47杂交产生的167个F2单株，将qGW8定位在RM502和RM447之间；进一步通过2000个F2分离单株将区间缩小至RM502PSM736。根据纯合重组单株的鉴定结果，qGW8位于RM502和PSM711之间约7.5kb的区段（图1-2），仅包含LOC_Os08g41940基因的启动子区和第一外显子。经遗传验证，LOC_Os08g41940即为目标基因。图1-2水稻qGW8的精细定位过程。引自WANGetal.（2012）。Fig.1-2FinemappingofriceqGW8.ReprintedfromWANGetal(2012).
鲋刈楦鎏濉Ｍü??徊娇?⒈昙呛图?ㄖ刈樘搴蟠?谋?型，将区间缩小至18.7kb，仅包含3个ORF。小麦中也有通过剩余杂合系进行QTL效应验证和精细定位的研究。ZHAIetal.（2017）在6A染色体52.40585.43Mb（31.7cM）发现了控制千粒重、粒长、粒宽和穗粒数的QTL。随后从初定位群体中鉴定出一个6AQTL区段处于杂合状态的单株，在其衍生的分离群体中获取近等基因系对QTL效应进行验证；同时鉴定出3类重组单株并使其自交结实、产生近等基因系，根据表型结果将QTL区间缩小至236.98445.78Mb，相当于初定位群体遗传连锁图上0.5cM的区间。图1-3水稻qTGW3精细定位过程。引自YINGetal.（2018）。Fig.1-3FinemappingofriceqTGW3.ReprintedfromYINGetal(2018).1.2.2分子标记与定位所用的标记（SNP芯片、DArT等）不同，QTL验证和精细定位所用的分子标记要有一定的灵活性，即适用于一个或几个标记检测大量个体的情况，同时还要保证通量高、准确性高、检测时间短、成本低。现有证据表明，英国LGC（LaboratoryoftheGovernmentChemist，政府化学家实验室）公司开发的KASP（KompetitiveallelespecificPCR,竞争性等位基因特异性PCR）技术在转化效率、通量、稳定性、准确性和灵活性方面最具优势（RASHEEDetal.,2019;SEMAGNetal.,2014）。KASP技术基于引物末端碱基的特异匹配和通用荧光探针对SNP或InDel进行分型，可在96、384和1536孔PCR板中进行，荧光定量PCR仪或普通PCR仪结合酶标仪即可满足大部分用户的需求。基于KASP技术，LGC公司还整合了一套高通量、低成本、灵活、快速的SNPline系统及实验方案，每天可检测20到500000个SNP标记，样本数可达数万个。目前，KASP技术广泛应用于QTL定位与验证、分子标记辅助选择育种等方面（MAetal.,2018;RASHEEDetal.,2016;SUetal.,2016;WUe
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄淮麦区小麦主栽品种粒重与籽粒灌浆特性的关系[J]. 苗永杰,阎俊,赵德辉,田宇兵,闫俊良,夏先春,张勇,何中虎. 作物学报. 2018(02)
[2]A Sequential Quantitative Trait Locus Fine-Mapping Strategy Using Recombinant-Derived Progeny[J]. Qin Yang,Dongfeng Zhang and Mingliang Xu National Maize Improvement Center of China,China Agricultural University,Beijing 100193,China. Journal of Integrative Plant Biology. 2012(04)
[3]Mapping of qGL7-2, a grain length QTL on chromosome 7 of rice[J]. Gaoneng Shao, Shaoqing Tang, Ju Luo, Guiai Jiao, Xiangjin Wei, Ao Tang, Jianli Wu, Jieyun Zhuang, Peisong Hu State Key Laboratory of Rice Biology, China National Rice Research Institute, Hangzhou 310006, China. 遗传学报. 2010(08)
[4]数量性状基因定位研究中若干常见问题的分析与解答[J]. 李慧慧,张鲁燕,王建康. 作物学报. 2010(06)
[5]数量性状基因的完备区间作图方法[J]. 王建康. 作物学报. 2009(02)
博士论文
[1]小麦关键性状遗传解析及功能标记开发[D]. 王金平.山东农业大学 2017
硕士论文
[1]选择基因型作图方法在数量性状基因定位中的有效性研究[D]. 孙艳萍.中国农业科学院 2010
本文编号：3069341
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