陆地棉与海岛棉、毛棉、达尔文氏棉种间遗传图谱加密及线性关系比较

发布时间：2017-12-08 15:24

  本文关键词：陆地棉与海岛棉、毛棉、达尔文氏棉种间遗传图谱加密及线性关系比较

  更多相关文章： 雷蒙德氏棉 genome-SSR 海岛棉 毛棉 达尔文氏棉 遗传图谱 物理图谱 线性关系

【摘要】：棉花是重要的纤维作物,也是世界重要的油料作物和战略资源。棉属有52个棉种,包括45个二倍体棉种分属于8个二倍体基因组和7个异源四倍体棉种。棉花广泛种植于热带和亚热带地区,异源四倍体栽培棉种陆地棉遗传基础狭窄,需要扩大遗传资源进行遗传改良。栽培的海岛棉具有优异的纤维品质;异源四倍体野生种毛棉含有许多特异性状如抗逆等,异源四倍体野生种达尔文氏棉具有纤维细度好、耐干旱及抗枯黄萎病等优点,可用于陆地棉栽培品种的遗传改良。遗传连锁图谱不仅可以研究基因组的结构和变异,还可以进行图位克隆、QTL定位以及分子标记辅助育种等重要作用,在现代棉花分子生物学和遗传改良中具有重要的地位。本研究从棉花基因组学出发,依据雷蒙德氏棉基因组序列开发了genome-SSR引物,在前人的工作基础上,对构建的(陆地棉×海岛棉)BC_1、(陆地棉×毛棉)F2、(陆地棉×达尔文氏棉)F2群体SSR遗传连锁图进行加密,并利用连锁图上的共有标记对图谱进行共线性分析,探讨棉花种间遗传连锁图谱的结构,为研究不同棉种的起源、进化与分类、育种遗传改良等奠定基础。主要结果如下:1.基于雷蒙德氏棉基因组的g SSR开发根据已经发表的雷蒙德氏棉基因组序列,成功开发了涵盖雷蒙德氏棉全基因组的genome-SSR标记。本套标记共计12560对引物,命名为SWU,涵盖了所有13条染色体。每条染色体的引物数量平均为966条,其中引物数最少的是13号染色体,为852对;引物最多的是9号染色体,为1323对。所有标记扩增片段TM值均在55-61℃之间,长度在100-200bp之间。其中平均扩增长度最短的是5、9、11号染色体,扩增长度平均为167bp,扩增长度最长的是8号染色体,扩增片段平均为171bp。冗余性检测发现其中217条序列与已经发表的SSR标记具有较高的相似性。2.(陆地棉×海岛棉)BC_1群体遗传连锁图谱加密利用新开发SSR引物筛选陆地棉品种中棉所35与海岛棉品种Pima S7之间的多态性,以筛选出来的多态性引物对94个BC_1单株进行群体基因型检测,最后获得1490个新标记位点,将这新筛选到的标记添加到本实验室原来已经完成的(中棉所35×Pima S7)BC_1遗传连锁图谱,最终获得了包含3433个位点的高密度陆海种间遗传连锁图谱。图谱总长度4059.3c M,标记间平均距离为1.29c M,定位到At亚组的标记位点共有1275个,其中新增标记385个,At亚组的染色体总长度1958.6c M,平均长度1.59 c M;定位到Dt亚组的标记位点共有2158个,其中新增标记1105个,Dt亚组的染色体总长度2100.7c M,平均长度0.98c M。3.(陆地棉×毛棉)F2群体遗传连锁图谱的加密利用新开发的SSR引物筛选陆地棉中棉所12号与毛棉之间的多态性引物,获得148个新标记位点,将新筛选到的标记添加到本实验室原来已经完成的(中棉所12号×毛棉)F2遗传连锁图谱,经过对所有位点和标记的纠错和整合,最终获得了包含1917个位点的高精度的陆地棉×毛棉种间遗传连锁图谱。图谱总长度3345.4c M,成功定位到26个连锁群上,标记间平均距离为1.80c M,定位到At亚组的标记位点共有871个,其中新增标记27个,At亚组的染色体总长度1588.7c M,平均长度1.87c M;定位到Dt亚组的标记位点共有1046个,其中新增标记121个,Dt亚组的染色体总长度1756.7c M,平均长度1.68c M。4.(陆地棉×达尔文氏棉)F2群体遗传连锁图谱的加密利用新开发的SSR引物中筛选中棉所12号、达尔文氏棉之间的多态性标记,将筛选出来的多态性引物对188个(中棉所12号×达尔文氏棉)F2单株进行多态性群体检测,最后获得203个新标记位点,将这新筛选到的标记添加到本实验室原来已经完成的中棉所12号×达尔文氏棉F2遗传连锁图谱,经过对所有位点和标记的纠错和整合,最终获得了包含1964个位点的高精度的陆地棉×达尔文氏棉种间遗传连锁图谱。图谱总长度3615.3c M,成功定位到26个连锁群上。该图谱标记间平均距离为1.84c M,定位到At亚组的标记位点共817个,其中新增标记35个,At亚组的染色体总长度1658.9c M,平均长度2.03c M;定位到Dt亚组的标记位点共1147个,其中新增标记168个,Dt亚组的染色体总长度1956.4c M,平均长度1.71c M。5.(陆地棉×海岛棉)BC_1群体遗传图谱与陆地棉物理图谱线性关系比较比较(陆地棉×海岛棉)BC_1遗传连锁图谱与陆地棉基因组物理图谱线性关系,发现标记在遗传图谱上的顺序与在物理图谱上的顺序基本一致。在Chr.21染色体内部,发现一段遗传图谱与物理图谱倒位现象,呈部分非同线性关系。(陆地棉×海岛棉)遗传图谱At染色体亚组1958.6c M对应到陆地棉物理图谱的1.156Gb基因组大小,Dt染色体亚组2100.7c M对应到物理图谱的0.772Gb基因组大小,(陆地棉×海岛棉)遗传图谱共涵盖了1.928Gb基因组,占陆地棉总染色体大小的83.84%。6.(陆地棉×毛棉)F2遗传图谱与陆地棉物理图谱线性关系比较通过对(陆地棉×毛棉)F2群体遗传连锁图谱与陆地棉基因组物理图谱线性关系比较,发现遗传图谱与物理图谱在染色体分布上均呈现共线性关系;在Chr.08和Chr.18染色体内部,发现两段遗传图谱与物理图谱位置倒位现象,呈部分非同线性关系。陆地棉×毛棉遗传图谱At染色体亚组的遗传图谱1588.7c M对应到陆地棉物理图谱的1.111Gb基因组大小,Dt染色体亚组1756.7c M对应到物理图谱的0.750Gb基因组大小,陆地棉×毛棉遗传图谱共涵盖了1.861Gb基因组,占陆地棉总基因组染色体大小的80.93%。7(陆地棉×达尔文氏棉)F2群体遗传图谱与陆地棉物理图谱线性关系比较通过对陆地棉×达尔文氏棉遗传连锁图谱与陆地棉基因组物理图谱线性关系比较,发现标记在遗传图谱与物理图谱上的分布基本一致;在个别染色体内部,有个别标记的遗传图谱与物理图谱倒位(Chr.01、Chr.08、Chr.16)和易位(Chr.20、Chr.23)现象,呈部分非同线性关系。(陆地棉×达尔文氏棉)遗传图谱At染色体亚组1658.9c M对应到陆地棉物理图谱的1.091Gb基因组大小,Dt染色体亚组1956.4c M对应到物理图谱的0.757Gb基因组大小,陆地棉×达尔文氏棉遗传图谱共涵盖了1.847Gb基因组,占总基因组染色体大小的80.32%。8.(陆地棉×达尔文氏棉)与(陆地棉×毛棉)F2群体遗传图谱线性关系比较通过对(陆地棉×毛棉)和(陆地棉×达尔文氏棉)两个遗传连锁图共有的SSR标记线性关系比较分析,发现两个遗传连锁图上的多数标记呈现共线性,但是在部分染色体的部分区域,出现部分非同线性关系,包括7个倒位(Chr.02、Chr.05、Chr.08、Chr.12、Chr.14、Chr.16、Chr.25染色体)和3个简单易位(Chr.5、Chr.14、Chr.26染色体)。线性关系分析表明,棉属不同染色体之间的片段代换(Chr.02与Chr.03、Chr.04与Chr.05)可能均发生在异源四倍体形成之前。
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S562
，

本文编号：1266880