大豆雄性不育基因Mst-M的图位克隆与磷高效位点PE1的精细定位

发布时间：2021-04-20 19:30

　　大豆是一种重要的粮油饲兼用作物,是人类摄取植物蛋白和脂肪的主要来源,在世界范围内广泛种植。随着生活水平的提高和健康意识的增强,人们对大豆的需求逐年上升。然而,我国现阶段大豆单产和总产量都相对较低,远远不能满足消费的需求,目前超过80%的大豆都依赖于进口,严重威胁到我国的粮食安全。因此,提高大豆产量、改善大豆品质已成为我国大豆生产中亟待解决的问题。利用雄性不育创制的三系杂交水稻大大提高了水稻的产量,发掘大豆雄性不育基因、创制杂交大豆可能是提高大豆产量的有效途径,但是大豆中关于雄性不育的研究及应用都比较少。此外,缺磷是限制大豆增产的主要因素之一。为提高产量,大量施用磷肥不仅污染环境,还会增加生产成本。因此,发掘磷高效位点、培育磷高效大豆品种十分重要。本研究首先利用在大豆育种系中鉴定出的一个大豆雄性不育突变系（St-M）与正常野生型（JD12）构建的遗传群体,图位克隆出一个新的雄性不育基因Mst-M;再以大豆基因型BD2和BX10及其衍生的168个F_9:11重组自交系群体为研究材料,在高低磷条件下对大豆磷高效位点PE1进行精细定位。主要研究结果如下:（1）通过I

【文章来源】：福建农林大学福建省

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 文献综述
    1.1 我国大豆生产现状和面临的问题
    1.2 雄性不育在大豆生产中的应用
        1.2.1 雄性不育的分类
        1.2.2 雄性不育在育种中的应用
        1.2.3 雄性不育遗传与分子机制的研究进展
        1.2.4 雄性不育在大豆中的研究进展
    1.3 作物磷效率的研究进展
        1.3.1 磷效率的定义
        1.3.2 磷效率的生理机制
        1.3.3 磷效率的数量遗传学研究
    1.4 磷效率的QTL定位分析研究进展
    1.5 大豆磷效率的研究进展及存在的问题
    1.6 本研究的目的和意义及技术路线
        1.6.1 研究目的和意义
        1.6.2 技术路线
2 材料与方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 亲本材料
        2.1.2 作图群体材料
        2.1.3 菌株和载体
        2.1.4 主要试剂及配方
        2.1.5 主要仪器
    2.2 实验方法
        2.2.1 植物材料的种植及田间试验设计
        2.2.2 测定性状与方法
        2.2.3 花粉形态分析
        2.2.4 遗传图谱构建和QTL定位
        2.2.5 统计分析
        2.2.6 多态性标记的开发与筛选
        2.2.7 SSR标记分析
        2.2.8 基于基因组DNA序列的集团分离分析法
        2.2.9 标记与连锁分析
        2.2.10 候选基因的预测
        2.2.11 植物总DNA的提取
        2.2.12 植物总RNA的提取及实时荧光定量PCR分析
        2.2.13 基因片段克隆及载体构建
        2.2.14 烟草瞬时转化和亚细胞定位分析
3 结果与分析
    3.1 不育植株的表型鉴定
    3.2 St-M不育性的遗传分析
    3.3 基于二代测序技术的混合群体分离分析
    3.4 遗传定位和等位性分析
    3.5 候选基因预测
    3.6 候选基因的表达模式分析
    3.7 候选基因的亚细胞定位
    3.8 大豆RIL群体在两种磷水平下表型性状的变化
        3.8.1 大豆RIL群体各性状的正态分布分析
            3.8.1.1 根系性状
            3.8.1.2 植株磷含量性状
            3.8.1.3 生物量性状
            3.8.1.4 产量性状
        3.8.2 大豆RIL群体表型分析
    3.9 大豆RIL群体磷效率相关性状的相关性分析
    3.10 磷效率高分辨率遗传图谱的构建
    3.11 磷效率相关性状的QTL分析
    3.12 PE1位点候选基因的图位克隆
    3.13 候选基因的基因结构
    3.14 候选基因的亚细胞定位分析
    3.15 PE1位点在低磷条件下的效应评价
4 讨论
    4.1 雄性不育在大豆育种中的应用及存在的问题
    4.2 大豆中Mst-M基因的等位性分析
    4.3 PE1在磷高效遗传改良中的应用价值
    4.4 Scaffolds的应用与基因定位
    4.6 亚细胞定位与基因功能
5 结论
参考文献
附录
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]De novo assembly of a Chinese soybean genome[J]. Yanting Shen,Jing Liu,Haiying Geng,Jixiang Zhang,Yucheng Liu,Haikuan Zhang,Shilai Xing,Jianchang Du,Shisong Ma,Zhixi Tian.  Science China（Life Sciences）. 2018(08)
[2]控失尿素和含锌锰尿素对小麦产量和肥料利用率的影响[J]. 马洪波,孙若晨,吴建燕,张永春.  中国农学通报. 2018(13)
[3]增施穗肥对水稻产量和氮肥利用率的影响[J]. 高军,陈莫军,孟凡梅,严永峰.  东北农业科学. 2018(02)
[4]Engineering crop nutrient efficiency for sustainable agriculture[J]. Liyu Chen,Hong Liao.  Journal of Integrative Plant Biology. 2017(10)
[5]大豆共生固氮在农业减肥增效中的贡献及应用潜力[J]. 李欣欣,许锐能,廖红.  大豆科学. 2016(04)
[6]中国大豆产业国际竞争力研究[J]. 张立富,刘天慧.  农业经济. 2015(03)
[7]基于绿色荧光蛋白瞬时表达的植物亚细胞定位方法[J]. 于一帆,朱小彬,葛会敏,陈云.  江苏农业科学. 2014(12)
[8]油料作物油脂合成基因工程研究现状[J]. 陈欢,陈光,李海燕.  吉林农业大学学报. 2012(02)
[9]高蛋白大豆新品种冀豆21的选育及栽培要点[J]. 赵双进,刘兵强,杨春燕,张孟臣.  农业科技通讯. 2011(06)
[10]田间开放条件下大豆不育系制种技术研究[J]. 王曙明,王跃强,李建平,李茂海,孙寰,赵丽梅,张宝石.  大豆科学. 2010(03)

博士论文
[1]甘蓝型油菜磷高效分子整合图谱的构建及磷高效QTL的定位与分析[D]. 丁广大.华中农业大学 2011
[2]二十世纪中国大豆改良、生产与利用研究[D]. 蒋慕东.南京农业大学 2006

硕士论文
[1]营养健康目标下的大豆产业发展研究[D]. 游侠.中国农业科学院 2009



本文编号：3150267