高粱抽穗期基因Ma_1和Ma_3的分子进化及抽穗期的QTL分析

发布时间：2017-04-26 09:04

  本文关键词：高粱抽穗期基因Ma_1和Ma_3的分子进化及抽穗期的QTL分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：抽穗期的长短决定了一个物种能否在特定的种植系统或者生态系统内存活,因此,它被认为是作物育种工作中的一个非常重要的农艺性状。检测调控高粱抽穗期的基因位点,了解这些基因的序列多态性及分子进化机制对高粱育种工作意义重大。本研究选用来自世界范围内的254份栽培和野生高粱品种为试验材料,不但分析了两个调控高粱抽穗期的基因,Ma1和Ma3的核苷酸多态性,而且对这两个基因周边的基因也分别进行了测序分析,以期找到可能存在的选择性清除现象及范围。同时利用一个以两种早熟高粱品种Hiro-1和Early Hegari为亲本构建的F2分离群体,结合基因型和表型数据对调控高粱抽穗期性状的QTL进行分析。主要结果如下： 1.栽培高粱中Ma3基因的核苷酸多态性及氨基酸替换频率都很低,说明纯化选择作用是Ma3基因的主要进化动力。而在含有ma3R的高粱品种中,无论是ma3R基因还是周边基因的核苷酸多态性都急剧降低,说明这个特殊的基因突变可能受到正向选择作用。 2.在含有Sbprr37-1和Sbprr37-3基因的栽培高粱品种中检测到Ma1基因周围的选择性清除现象。但是,栽培高粱品种和野生高粱品种中的Ma1基因的核苷酸多态性相差不多。所以推测对Ma1因的各种等位基因的多样化选择均衡了对这两种隐性突变的正向选择。 3.对Ma3基因进行关联分析的结果中,在处于高纬度地理位置的北京的结果中检测到3个与抽穗期性状相关联的SNP位点,而在处于低纬度地理位置的海南的结果中检测到了17个。 4.用均匀分布在高粱10条染色体上的89对在两亲本间有差异的SSR标记分别鉴定一个Hiro-1×Early Hegari F2分离群体的188个单株的基因型,然后结合表型进行QTL分析的结果中,在高粱第3,4,6,9号染色体上分别检测到了影响高粱抽穗期性状的标记。之后又用同一杂交组合的一个由123个单株组成的F2分离群体在2014年夏对此结果进行验证,验证结果表明除第3染色体上的标记未能检测到以外其他的QTL位点都得到验证。
【关键词】：高粱 Ma_1 Ma_3 抽穗期 基因组序列 核苷酸多态性 选择性清除 QTL分析
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S514
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 文献综述7-19
• 1.1 高粱基因组学研究进展7-13
• 1.1.1 高粱基因组SSR分子遗传连锁图谱的构建7-8
• 1.1.2 高粱基因组测序及其基因组特征8-9
• 1.1.3 高粱的遗传多样性研究9-13
• 1.2 调控高粱抽穗期的基因的研究进展13-17
• 1.2.1 调控高粱感光度的基因的定位及克隆13-15
• 1.2.2 受光周期影响的高粱开花时间的分子调控机理15-17
• 1.2.3 高粱光敏色素基因家族的分子进化研究17
• 1.3 本研究的目的及意义17-19
• 第二章 Ma_1和Ma_3基因的序列多态性及分子进化研究19-39
• 2.1 材料与方法19-22
• 2.1.1 试验材料19-20
• 2.1.2 试验方法20-22
• 2.2 结果与分析22-36
• 2.2.1 Ma_3基因区的核苷酸多态性22-26
• 2.2.2 Ma_3基因的中性检测26
• 2.2.3 Ma_3基因周围的选择性清除现象26-28
• 2.2.4 Ma_3基因在栽培高粱和野生高粱中的分化28-29
• 2.2.5 Ma_3基因的关联分析29-30
• 2.2.6 Ma_1基因区的核苷酸多态性30-33
• 2.2.7 Ma_1基因的中性检测33
• 2.2.8 Ma_1基因周围的选择性清除现象33-35
• 2.2.9 Ma_1基因的系统进化分析35-36
• 2.3 讨论36-39
• 2.3.1 Ma_1和Ma_3基因区的核苷酸多态性36-37
• 2.3.2 Ma_1和Ma_3基因周围的选择性清除现象37-38
• 2.3.3 Ma_3基因的关联分析38-39
• 第三章 调控高粱抽穗期的QTL分析39-50
• 3.1 材料与方法39-42
• 3.1.1 群体构建39
• 3.1.2 间表型观察及抽穗日期记录39
• 3.1.3 DNA提取39
• 3.1.4 引物筛选39
• 3.1.5 PCR扩增39-40
• 3.1.6 聚丙烯酰胺凝胶电泳40-42
• 3.1.7 数据读取及分析42
• 3.2 结果与分析42-47
• 3.2.1 亲本表型鉴定42-43
• 3.2.2 群体表型鉴定43
• 3.2.3 SSR标记的多态性统计43-45
• 3.2.4 调控高粱抽穗期的QTL分析45
• 3.2.5 2014年北京F_2群体验证45-47
• 3.3 讨论47-50
• 参考文献50-58
• 附录58-77
• 致谢77-78
• 作者简介78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 卞云龙;邓德祥;王益军;才宏伟;;基于AFLP和SSR标记的高粱分子遗传连锁图构建[J];分子植物育种;2007年05期

2 赵姝华,李sビ，

本文编号：328124