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日本落叶松×兴安落叶松RAPD、SSR遗传图谱构建与QTL定位

作　者: 贯春雨
导　师: 张含国
学　校: 东北林业大学
专　业: 林木遗传育种
关键词: 兴安落叶松 日本落叶松 拟测交 连锁图谱 QTL定位
分类号: S791.22
类　型: 博士论文
年　份: 2010年
下　载: 333次
引　用: 4次
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内容摘要


落叶松是我国北方主要造林及用材树种,在建筑材、纸浆材等方面发挥重要作用。本研究选用黑龙江省牡丹江市林口县青山林场的日本落叶松(Larix kaempefri)×兴安落叶松(L.gmelinii)及其145个F1个体为作图群体,同时运用RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA)和SSR (Simple sequence repeat)构建日本落叶松(Larix kaempefri)×兴安落叶松(L.gmelinii)的遗传连锁图谱,并首次结合生长性状(树高、胸径、冠幅和材积)、材性性状(木材密度、管胞长度、管胞宽度和管胞长宽比)进行QTLs定位分析,为落叶松分子标记辅助育种提供理论依据。1.通过文献检索获得适合落叶松的SSR、搜索EST序列设计EST-SSR引物。通过文献检索得到SSR引物118对；登陆NCBI的dbEST数据库搜索EST序列,共获EST序列40605条,应用SSRIT软件在线搜索EST-SSR位点,用Primer3设计,共设计EST-SSR引物796对。2.通过正交设计优化了落叶松RAPD-PCR、SSR-PCR反应体系。确立适合于本研究群体的RAPD-PCR反应体系为：20μl的反应体系中,TaqDNA聚合酶为1U,Mg2+ 3.0 mmol·L-1, dNTP 0.25 mmol·L-1,引物0.5μmol·L-1,模板DNA 50 ng;确立SSR-PCR反应体系为：20μL的反应体系中,TaqDNA聚合酶为1U, Mg2+ 3.0 mmol·L-1, dNTP 0.25 mmol·L-1,上下游引物各0.45μmol·L-1,模板DNA50ng。3.筛选RAPD引物210个、SSR引物17对,共获得603个多态性位点(581个RAPD、22个SSR)。平均每个RAPD引物获得2.8个标记位点,每对SSR引物获得1.3个标记位点,扩增产物的DNA片段长度多数在150-2000 bp之间。χ2检验(χ20.05(1)=3.84)检验结果显示,扩增位点中,444个位点符合1：1拟测交分离(日本落叶松220/兴安落叶松224),46个位点符合3：1分离(日本落叶松29/兴安落叶松17),113个位点属于偏分离位点。有308个位点来自日本落叶松,占51.08%,295个位点来自兴安落叶松,占48.92%。4.利用JoinMap3.0设置最小LOD值≥3.0,重组率≤0.45进行遗传作图,通过对拟测交分离位点进行两点连锁分析,构建了日本落叶松×兴安落叶松遗传连锁图谱。日本落叶松中的48个连锁标记构成了5个不同的连锁群(4个以上标记),4个三连体和6个连锁对,168个为非连锁位点,平均图距11.9cM。而来自兴安落叶松的91个标记构成了9个连锁群(4个以上标记),2个三连体和5个连锁对,128个为非连锁位点,平均图距6.1cM。估算的日本落叶松遗传图谱框架图和连锁群总长度为290.1cM和546.5cM,估算的兴安落叶松遗传图谱框架图和连锁群总长度分别为147.7cM和262.0cM。5.对构图群体生长性状进行测定,包括树高、胸径、冠幅、材积等生长性状,并同时进行木材密度(Wood Specific Gravity,WSG)、管胞长度(Tracheid Length, TL)、管胞宽度(TracheidWidth, TW)、和管胞长宽比的测定。变异分析结果表明,日×兴F1群体内个体间生长性状、材性性状均存在较大变异,并且生长性状与材性性状间存在相关。6.通过标记位点与性状间的关联分析,获得生长性状和材性性状QTLs。采用WinQTLCart 2.5对群体的数量性状进行复合区间作图,以似然比LOD值≥1.5为阂值对QTL进行定位分析。通过标记位点与性状间的关联分析,获得与生长性状关联的QTL标记位点4个,获得与材性性状相关的QTLs 20个,其中,日本落叶松管胞长度和管胞长宽比QTLs各1个,兴安落叶松木材密度QTLs9个、管胞长度QTLs 4个和管胞宽度QTLs 5个。各QTLs的LOD值在1.5-11.9,贡献率在0.0105%-45.9986%。

全文目录


摘要  3-5
Abstract  5-13
1 绪论  13-31
  1.1 落叶松简介  13-18
    1.1.1 我国落叶松的种类、习性与分布  13-16
    1.1.2 落叶松遗传育种研究概况  16-18
  1.2 分子标记  18-21
    1.2.1 分子标记的原理  18-19
    1.2.2 分子标记的种类及技术特点  19-21
  1.3 林木遗传图谱构建及QTL定位  21-25
    1.3.1 林木遗传图谱构建的理论基础  21-23
    1.3.2 林木数量性状定位  23-25
  1.4 国内外主要树种图谱构建  25-28
    1.4.1 国外针叶树图谱构建  25-27
    1.4.2 国内主要树种图谱构建  27-28
    1.4.3 国内外林木QTL定位的研究  28
  1.5 目的意义  28-29
  1.6 研究内容与技术路线  29-31
    1.6.1 主要研究内容  29
    1.6.2 技术路线  29-31
2 RAPD扩增及引物筛选  31-40
  2.1 材料与方法  31-34
    2.1.1 试验群体的选择、建立及DNA的提取  31-32
    2.1.2 主要试剂与仪器  32
    2.1.3 RAPD引物  32
    2.1.4 DNA提取  32-33
    2.1.5 RAPD-PCR体系及扩增条件优化  33
    2.1.6 引物筛选  33-34
  2.2 结果与分析  34-38
    2.2.1 DNA的提取  34-35
    2.2.2 RAPD-PCR反应体积的确定  35
    2.2.3 RAPD-PCR体系的优化  35-36
    2.2.4 退火温度的选择  36
    2.2.5 Taq酶的选择  36
    2.2.6 引物筛选  36-38
  2.3 讨论  38-39
    2.3.1 RAPD引物的多态性  38
    2.3.2 反应体系优化及退火温度梯度实验  38-39
  2.4 本章小结  39-40
3 SSR扩增及引物筛选  40-51
  3.1 材料与方法  40-43
    3.1.1 试验群体的选择、建立及DNA的提取  40
    3.1.2 主要试剂与仪器  40-41
    3.1.3 引物来源  41-42
    3.1.4 引物筛选  42
    3.1.5 SSR-PCR反应体系优化及扩增条件  42
    3.1.6 操作步骤  42-43
  3.2 结果与分析  43-50
    3.2.1 SSR-PCR体系优化  43-44
    3.2.2 引物检索与设计  44-47
    3.2.3 引物筛选  47-50
  3.3 讨论  50
  3.4 本章小结  50-51
4 图谱构建与连锁分析  51-59
  4.1 材料与方法  51-53
    4.1.1 作图群体的RAPD、SSR位点的选择  51-52
    4.1.2 数据记录赋值  52
    4.1.3 图谱构建  52-53
    4.1.4 连锁分析  53
  4.2 结果与分析  53-56
    4.2.1 RAPD、SSR标记在F_1群体中的分离  53
    4.2.2 连锁图谱构建  53-56
  4.3 讨论  56-58
    4.3.1 作图群体的选择  56
    4.3.2 F_1群体中多态位点分离比率  56-57
    4.3.3 图谱分析  57-58
  4.4 本章小结  58-59
5 生长、材性性状变异及数量性状定位  59-76
  5.1 材料与方法  59-61
    5.1.1 性状测定  59-61
    5.1.2 定位分析  61
  5.2 结果与分析  61-75
    5.2.1 数量性状分析  61-63
    5.2.2 QTL分析  63-72
    5.2.3 QTL定位  72-75
  5.3 讨论  75
  5.4 本章小结  75-76
结论  76-78
参考文献  78-92
附录  92-93
攻读学位期间发表的学术论文  93-94
致谢  94-95

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中图分类: > 农业科学 > 林业 > 森林树种 > 针叶树类 > 落叶松
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