苜蓿雄性不育系杂交组配及花蕾转录组差异表达基因分析

发布时间：2021-10-26 16:30

　　以6个苜蓿雄性不育系作为母本,14个具有优良性能的苜蓿品种为父本,利用不完全双列杂交配制84个杂交组合。通过对产量配合力、杂种遗传力与杂种优势中亲优势效应的相关分析,筛选出强优势杂交组合;利用SSR分子标记方法,以遗传距离为指标,划分出可用作杂交组配的高产、优质苜蓿杂种优势群。进一步在花粉发育的3个阶段,对雄性可育与不育株花蕾进行转录组测序、基因功能注释和表达模式分析。结果如下:（1）2号雄性不育系与父本材料II和III的一般配合力较高,且父母本遗传距离较远,可杂交组配出较强的优势组合。（2）84个杂交组合中强优势杂交组合的杂种优势效应和杂种遗传力均较高,遗传距离与杂种优势效应间呈显著正相关,SSR标记的遗传距离在0.3636⁰.8182范围内的杂交亲本进行组配,其杂种优势的表现最佳且遗传距离越远杂交组合特殊配合力越高。（3）杂交组合产量表现与水分利用效率呈显著正相关（P<0.05）、营养品质性状分析中杂交组合2×II、2×III、10×M6和13×M2粗蛋白含量较高。（4）通过对苜蓿雄性可育与不育株花蕾转录组序列同源性分析发现,其中73.76%的序列与蒺藜... 

【文章来源】：内蒙古农业大学内蒙古自治区

【文章页数】：97 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 前言
    1.1 植物雄性不育概述
        1.1.1 雄性不育分类
        1.1.2 苜蓿雄性不育的生产应用进展
    1.2 杂种优势概述
        1.2.1 杂种优势的利用进展
        1.2.2 杂种优势的展现
        1.2.3 生长发育及抗性与杂种优势
        1.2.4 营养品质和农艺性状与杂种优势
        1.2.5 配合力与杂种优势
        1.2.6 光合特性与杂种优势
        1.2.7 杂种遗传力与杂种优势
        1.2.8 遗传距离与杂种优势
        1.2.9 分子标记与杂种优势
        1.2.10 苜蓿杂种优势利用现状
        1.2.11 苜蓿雄性不育系与杂种优势研究现状
    1.3 杂种优势群概述
        1.3.1 杂种优势群划分方法与研究进展
        1.3.2 苜蓿雄性不育系与杂种优势群划分
    1.4 转录组学概述
        1.4.1 转录因子
        1.4.2 转录组学研究概况
        1.4.3 RNA测序(RNA-seq)技术研究
    1.5 研究目的意义及主要内容
        1.5.1 研究目的意义
        1.5.2 主要研究内容
        1.5.3 技术路线图
2 材料与方法
    2.1 苜蓿雄性不育系杂交组配研究
        2.1.1 试验地概况
        2.1.2 杂交组配亲本材料
        2.1.3 试验方法
        2.1.4 数据处理与分析
    2.2 苜蓿杂种优势群划分
        2.2.1 试验材料
        2.2.2 试验仪器
        2.2.3 主要药品
        2.2.4 试剂盒及试剂配置
        2.2.5 植物基因组DNA提取
        2.2.6 DNA-SSR体系建立及优化
    2.3 杂交组配与强优势组合筛选方法
    2.4 群体构建与多态性引物筛选
    2.5 转录组测序及基因功能注释及差异表达分析
        2.5.1 植物材料
        2.5.2 RNA提取和制备
        2.5.3 cDNA文库构建与测序
        2.5.4 转录组测序和功能注释
        2.5.5 筛选差异表达基因(DEGs)和富集分析
        2.5.6 实时荧光定量PCR(qRT-PCR)验证DEGs
3 结果分析
    3.1 杂交亲本及其杂交组合产量配合力、杂种遗传力与杂种优势表现
        3.1.1 杂交亲本产量性状表现
        3.1.2 父本材料主要农艺性状表现
        3.1.3 杂交亲本产量性状一般配合力计算
        3.1.4 杂交组合产量性状特殊配合力计算
        3.1.5 产量特殊配合力杂种优势的相关研究
        3.1.6 牧草产量性状配合力杂种优势效应聚类分析
    3.2 杂交组合杂种遗传力与杂种优势效应表现
    3.3 杂种优势形成的光合生理特性
        3.3.1 杂交组合及其亲本净光合速率(Pn)日变化
        3.3.2 杂交组合及其亲本蒸腾速率(Tr)日变化
        3.3.3 杂交组合及其亲本叶片水分利用效率(WUE)变化
        3.3.4 杂交组合光合生理特性与杂种优势
        3.3.5 光合生理特性与主要产量性状相关性
        3.3.6 苜蓿雄性不育系及其杂交组合营养品质性状分析
    3.4 SSR分子标记与亲本间遗传距离分析
        3.4.1 遗传距离与杂种优势的相关性分析
        3.4.2 遗传距离与特殊配合力的相关性分析
    3.5 群体构建与多态性引物筛选
        3.5.1 育性鉴定与群体构建
        3.5.2 多态性引物筛选
    3.6 转录组测序
        3.6.1 总RNA的提取及检测
        3.6.2 cDNA合成
        3.6.3 转录组测序结果分析
        3.6.4 同源性比对与功能注释
        3.6.5 筛选差异表达基因(DEGs)
        3.6.6 差异表达基因的基因富集分析
        3.6.7 苜蓿雄性不育相关基因的分析
        3.6.8 通过荧光定量分析差异表达基因
4 讨论
    4.1 杂种优势与产量性状配合力相关性
    4.2 杂种优势与光合生理特性相关性
    4.3 杂种优势与杂种遗传力相关性
    4.4 遗传距离与杂种优势和特殊配合力相关性
    4.5 不育基因遗传模式与基因定位分析
    4.6 转录组学与苜蓿雄性不育分析
5 结论
6 下一步研究展望
致谢
参考文献
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]苜蓿SSR遗传距离与杂种优势的相关性分析[J]. 乌云塔娜,石凤翎,薛晓兰,石凤玲,崔楠.  植物遗传资源学报. 2015(06)
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[7]跨越温饱 蓬勃发展 新中国成立60年种植业发展成就[J]. 陈友权,刘莉华.  中国农业信息. 2009(08)
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[10]利用SSR标记和产量对27份玉米自交系进行杂种优势群划分[J]. 姚文华,罗黎明,汪燕芬,黄云霄,段智利,徐春霞,陈洪梅,谭静,番兴明.  玉米科学. 2009(01)

博士论文
[1]苜蓿雄性不育性的转录组和蛋白质组差异表达分析[D]. 伊风艳.内蒙古农业大学 2014
[2]苜蓿雄性不育系杂交种牧草产量优势形成机理研究[D]. 蔡丽艳.内蒙古农业大学 2010
[3]苜蓿雄性不育系Ms-4杂交改良[D]. 高翠萍.内蒙古农业大学 2007

硕士论文
[1]紫花苜蓿雄性不育突变体的筛选及其细胞学观察[D]. 陈丽.兰州大学 2010
[2]不同苜蓿品种光合特性研究[D]. 董志新.西北农林科技大学 2007
[3]新型甘蓝型油菜优良性状及杂种优势研究[D]. 赵志.青海大学 2007



本文编号：3459829