大豆新雄性不育细胞质的发掘，核不育基因的定位和产量杂种优势的QTL-等位变异解析

发布时间：2022-12-09 18:27

　　大豆是重要的蛋白和油料作物,杂种优势利用是大豆提高产量的重要途径。质核互作雄性不育（Cytoplasmic male sterility,CMS）系和细胞核不育（Genic male sterility,GMS）系是杂种优势利用中的两类重要材料。水稻野败型细胞质的成功利用经验表明,优异的不育细胞质可能是农作物杂种优势利用的突破口。目前主要的大豆质核互作雄性不育细胞质供体亲本只有4个。因此,筛选新的大豆不育细胞质源并选育成不育系显得尤为重要。细胞核不育系在油菜、水稻等作物中的成功应用及前人对大豆细胞核不育系的制种研究表明,大豆细胞核不育系在杂种优势利用中具有潜在的应用价值。本课题组在2001年发现了一个育性稳定的细胞核不育突变体,且异交结实性好,因此对该细胞核不育材料进行研究可为其后续利用奠定基础。杂种优势利用一方面需要雄性不育系作为材料基础,另一方面需要选配强优势杂交组合。黄淮地区东南片是我国大豆生产的一个重要地区。筛选该地区的大豆产量强优势杂交组合并进行杂种优势遗传基础解析十分必要。本研究选择主要来源于黄淮地区东南片的优良大豆推广品种作为亲本,通过North Carolina Ⅱ试验... 

【文章页数】：139 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
缩略词及英汉对照
第一章 文献综述
    1 杂种优势在农作物中的利用现状
    2 雄性不育与农作物杂种优势的利用
        2.1 质核互作雄性不育与农作物杂种优势的利用
        2.2 大豆质核互作雄性不育与杂种优势的利用
        2.3 细胞核雄性不育与农作物杂种优势的利用
        2.4 大豆细胞核不育研究进展
    3 作物杂种优势的遗传基础、解析方法及设计育种
        3.1 杂种优势的遗传假说
        3.2 杂种优势的分子遗传学基础
        3.3 杂种优势的研究方法
        3.4 农作物的设计育种
        3.5 大豆杂种优势的研究现状和有待克服的主要瓶颈
    4 本研究的目的和内容
第二章 大豆新质核互作雄性不育细胞质的发掘及不育系NJCMS4A的选育
    研究目的
    1 材料和方法
        1.1 试验材料
        1.2 质核互作雄性不育系NJCMS4A的选育程序
        1.3 雄性育性检测
        1.4 线粒体DNA的提取
        1.5 mtSSR和ORF标记的筛选及引物设计
        1.6 mtSSR及差异ORF引物扩增
        1.7 线粒体基因组的比较
    2 结果与分析
        2.1 质核互作雄性不育细胞质源N23661的发现及转育
        2.2 NJCMS4A细胞质同已有不育细胞质的比较
    3 讨论
        3.1 发掘大豆新不育细胞质的策略
        3.2 大豆不同雄性不育细胞质的鉴别方法及本研究的不足之处
        3.3 大豆质核互作雄性不育系和杂种F1的育性稳定性
第三章 大豆新细胞核雄性不育突变体NJS-13H的发现及不育基因位点MS_(NJ)的定位
    研究目的
    1 材料和方法
        1.1 材料来源及田间种植
        1.2 植株育性调查及取样
        1.3 花粉扫描和透射电子显微镜观察
        1.4 DNA、RNA样品制备、提取及cDNA第一条链的合成
        1.5 SSR标记、基因扩增及qRT-PCR分析
        1.6 不育基因定位群体及分子连锁图的构建
        1.7 引物合成及电泳
        1.8 目标区域候选基因的功能预测及系统进化分析
    2 结果与分析
        2.1 大豆雄性不育突变体NJS-13H的材料特性和育性遗传分析
        2.2 大豆细胞核雄性不育基因位点ms_(NJ)的定位
        2.3 NJS-13H雄性不育候选基因分析
    3 讨论
        3.1 大豆雄性育性基因表达分析中研究对象的选择
        3.2 近着丝粒区对NJS-13H不育基因位点ms_(NJ)定位的影响
        3.3 不育基因位点ms_(NJ)为一新的大豆细胞核雄性不育雌性可育基因位点
        3.4 NJS-13H在大豆育种中的利用前景
第四章 黄淮地区东南片大豆产量杂种优势的QTL遗传解析与改良
    研究目的
    1 材料和方法
        1.1 供试材料及田间试验设计
        1.2 性状测定
        1.3 表型统计分析
        1.4 基因型鉴定
        1.5 NCⅡ试验杂交组合杂种产量相关位点的检测及效应估计
    2 结果与分析
        2.1 淮安点第1组NCⅡ试验中大豆杂交组合的产量杂种优势和QTL遗传解析
        2.2 淮安点第2组NCⅡ试验中大豆杂交组合的产量杂种优势和QTL遗传解析
        2.3 临沂点NCⅡ试验中大豆杂交组合的产量杂种优势和QTL遗传解析
        2.4 基于大豆F_1杂种产量QTL基因型值的配合力分析
        2.5 大豆F_1杂种产量相关QTL
        2.6 大豆杂种产量相关位点的候选基因分析
    3 讨论
        3.1 黄淮地区东南片大豆杂种优势表现
        3.2 大豆产量杂种优势的遗传基础
        3.3 大豆杂种亲本改良过程中优异位点及等位变异的分子标记辅助选择
第五章 全文结论与创新点
    1 全文结论
        1.1 大豆新雄性不育细胞质的发掘及新质核互作雄性不育系NJCMS4A的选育
        1.2 大豆隐性细胞核雄性不育基因msNJ的定位及候选基因分析
        1.3 筛选出一批优异亲本及杂交组合
        1.4 大豆杂种产量相关QTL及其等位变异的效应解析
        1.5 优异杂交组合产量杂种优势的QTL遗传解析
        1.6 基于大豆F_1杂种产量QTL基因型值的配合力分析
    2 全文主要创新点
参考文献
附录
攻读博士学位期间发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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[3]大豆的杂种优势和杂种产量的数量遗传学解析[D]. 杨加银.南京农业大学 2010
[4]大豆雄性不育性的自然变异、种质发掘与选育研究[D]. 赵团结.南京农业大学 2006

硕士论文
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[2]SSR分子标记遗传距离预测大豆亲本杂种优势的初步研究[D]. 杨祥波.吉林农业大学 2008



本文编号：3715157