控制桃节间长度Tssd基因的精细定位与候选基因分析

发布时间：2018-01-30 14:38

  本文关键词： 桃 树型 温敏基因 精细定位 二代测序　出处：《中国农业科学院》2016年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：桃[Prunus persica(L.)Batsch]为多年生落叶果树,萌芽力强、生长量大。优化树体结构是解决上述问题的关键途径,其中株高是树体结构的重要组成部分,降低树体高度有助于高密栽培、提高单位面积产量、节约劳动力成本、提高桃树种植的经济效益。然而,控制桃株高的遗传和调控机理仍不清楚。本研究以温度敏感型半矮生桃(PpTssd)为研究材料,在明确遗传特征和表型响应温度的基础上,采用图位克隆的方法精细定位和克隆了候选基因,并建立了目标性状的分子鉴定体系,主要研究结果如下:(1)研究发现普通生长型节间长度对温度不敏感,各温度处理间差异不显著。半矮生型植株对温度敏感。23℃以下时植株呈极度矮化状态,节间长度接近0mm;26℃和28℃时植株节间长度约为2.3mm,约为普通生长型的1/4;30℃和33℃时,植株节间长度接近普通生长型,约为8.4mm。通过对杂交后代遗传分析表明该性状为显性、单基因控制的质量性状;根据表型对温度的响应特征,将控制该性状的基因命名为PpTssd。(2)系统研究了温度(23℃、26℃和30℃)对普通生长型和温敏半矮生型桃节间长度、节粗度、新梢生长速率、细胞大小和茎尖IAA激素水平的影响。普通生长型各温度处理间差异不显著,但温敏半矮生型各处理间差异达到极显著水平。23℃时温敏半矮生型节间长度和新梢伸长速率接近0 mm,呈极矮化状态,但节粗度最大(3.43 mm),同时细胞长度最小(12.89μm),IAA含量最低(23ng/g);26℃时节间长度为2.64 mm,节粗度为2.49 mm,新梢生长速率为8.03 mm/3 day,IAA含量约是23℃时的2倍,细胞长度为17.24μm;30℃基本接近普通生长型,节间长度、节粗度、新梢生长速率和细胞长度分别为8.27 mm、1.72 mm、25.97 mm/3 d和30.86μm,IAA含量约为23℃时的4倍。(3)采用基于二代测序技术的SLAF-seq,对目标性状进行了基因定位,共获得了3037个SLAF标记,包括SNP、Indel和SV等。通过关联分析初步将目标性状定位在桃基因组Scaffold 3上,物理区间约750 Kb,并验证了定位区域。在初定位区域内开发SNP标记,并进行了相对精细定位,定位在500 Kb的物理距离区域内,包含69个转录本。建立了基于高分辨率熔解曲线(HRM)的SNP基因分型。明确了模板DNA和Mg2+是影响基因分型的关键因子;HRM分析可对由单个核苷酸变异引起的4种不同的SNPs(A/T、A/G、A/C和C/G)进行基因分型。HRM正确区分了普通生长型和温敏半矮生型桃。(4)在相对精细定位区域内基于Sanger测序开发SNP标记,将目标性状定位在2.70Mbp~2.97 Mbp的区域内,物理距离约为270 Kb,包含36个候选基因。采用Aa基因型单株进行67.99X测序,发现在精细定位区域内符合杂合(Aa)基因型且存在的基因有13个,其中与生长素相关的基因IAAd上游存在15bp的缺失,并在不同株系得到验证,是可能的候选基因。(5)在精细定位区域内开发基因型和表型一致的SNP和Indel标记,成功对不同杂交组合完成了分子鉴定,鉴定成功率为100%,为分子辅助选种体系的建立奠定了基础。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S662.1

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