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绿豆遗传连锁图谱构建及抗豆象基因定位
作 者: 钟敏
导 师: 程须珍
学 校: 中国农业科学院
专 业: 作物种质资源学
关键词: 绿豆 SSR 通用性 遗传图谱 抗豆象
分类号: S522
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要
绿豆是我国传统的食用豆类作物,也是我国传统出口创汇产品,具有良好的食用和药用价值。随着人们生活水平提高和膳食结构的改变,绿豆的市场需求也日益增加。然而目前绿豆遗传育种研究相对落后,现代分子标记技术在育种中还鲜有应用。加强绿豆重要性状的遗传和现代分子生物学研究,对高产高抗优质新品种的培育具有重要指导意义。本研究以绿豆基因组SSR标记开发与评价为基础,利用野生绿豆和栽培绿豆杂交衍生的RIL群体,开展了绿豆遗传连锁图谱的构建,并进一步对抗豆象基因进行了精细定位,同时开展了绿豆重要农艺性状的QTL发掘,为进一步开展基因克隆等后续研究奠定了基础。主要研究结果如下:1.新开发的2240对绿豆基因组SSR引物中有1205对在绿豆材料中能有效扩增,选取绿豆、小豆、豇豆及饭豆材料各3份,分析1205对新开发的绿豆基因组SSR引物在这些材料中的扩增效果,结果显示绿豆基因组SSR引物在豇豆、小豆和饭豆中的通用性比率分别为50.0%、73.3%和81.6%;多态性比率分别为4.1%、1.7%和1.5%;有469对引物在4个种间均可通用。2.以高抗豆象澳大利亚野生绿豆ACC41和高感豆象美国栽培绿豆Berken为亲本构建的重组自交系F10为实验群体,利用264对在亲本间表现多态的SSR和STS标记对群体进行分析,结合前人的199个分子数据,构建了一张含有419个标记(333个SSR标记、74个RFLP标记、9个STS标记和3个RAPD标记)和一个抗豆象基因位点Br1的绿豆遗传图谱,图谱总长735.0cM,含11个连锁群,标记平均间距1.75cM。各连锁群长度在17.5cM~120.3cM之间,标记位点数9~76个之间,各连锁群标记分布较均匀,是迄今为止国内外标记最多、密度最高的绿豆遗传图谱。3.利用上述图谱将抗豆象基因Br1基因定位于第9连锁群上2.6cM的区间内,距离其两侧的SSR标记P2-627和C220均只有1.3cM。4.基于上述图谱,在4个环境下,对绿豆的株高、主茎节数、荚长、荚宽、单荚粒数和百粒重进行QTL定位,6个产量相关性状共检测到了62个QTL,分布在除第3连锁群以外的10个连锁群上, QTL贡献率在2.89%-30.19%之间,6个性状均检测到5-18个QTL。有7个QTL在2个或2个以上不同环境中都检测到,具有环境稳定性。
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全文目录
摘要 6-7 Abstract 7-13 第一章 绪论 13-26 1.1 绿豆概述 13 1.2 SSR 分子标记的开发 13-15 1.2.1 序列已知的 SSR 标记开发方法 14 1.2.2 序列未知的 SSR 标记开发方法 14-15 1.3 SSR 标记的通用性研究进展 15-19 1.3.1 SSR 标记在属内近缘种间的通用性 16-17 1.3.2 SSR 标记在属间近缘种间的通用性 17 1.3.3 SSR 标记在科间近缘种间的通用性 17-18 1.3.4 影响 SSR 标记在物种间通用性的因素 18-19 1.4 绿豆遗传图谱的构建及抗豆象基因定位研究进展 19-22 1.4.1 绿豆遗传连锁图谱的构建进展 19-20 1.4.2 绿豆抗豆象研究进展 20-22 1.5 数量性状基因(QTL)分析 22-24 1.5.1 QTL 定位的原理、前提和步骤 22 1.5.2 QTL 定位的统计分析方法 22-23 1.5.3 绿豆 QTL 研究进展 23-24 1.6 本研究的目的和意义 24-26 1.6.1 绿豆基因组 SSR 标记的通用性分析 24 1.6.2 绿豆遗传连锁图谱的构建和抗豆象基因的精细定位 24-25 1.6.3 绿豆重要农艺性状的 QTL 分析 25-26 第二章 绿豆基因组 SSR 引物在豇豆属作物中的通用性 26-35 2.1 材料与方法 26-27 2.1.1 试验材料 26 2.1.2 SSR 引物来源 26 2.1.3 DNA 提取和 PCR 扩增 26-27 2.1.4 扩增产物的检测 27 2.2 结果与分析 27-32 2.2.1 绿豆基因组 SSR 引物的筛选 27-28 2.2.2 绿豆基因组 SSR 引物的通用性分析 28-29 2.2.3 SSR 引物的多态性分析 29-32 2.3 讨论 32-34 2.3.1 绿豆基因组 SSR 引物的通用性 32-33 2.3.2 绿豆基因组 SSR 引物的多态性 33 2.3.3 下一步研究方向 33-34 2.4 小结 34-35 第三章 高饱和绿豆遗传图谱的构建和抗豆象基因的精细定位 35-46 3.1 材料与方法 35-37 3.1.1 实验材料 35-36 3.1.2 抗虫鉴定方法 36 3.1.3 DNA 提取和 PCR 扩增 36 3.1.4 引物筛选和群体分析 36 3.1.5 遗传标记多态数据 36-37 3.1.6 连锁图谱的构建 37 3.2 结果与分析 37-42 3.2.1 SSR 标记的多态性分析 37-38 3.2.2 绿豆遗传连锁图谱的构建和抗豆象基因 Br1 的精细定位 38-41 3.2.3 分子标记的偏分离分析 41-42 3.2.4 新图谱与前人绘制图谱的比较 42 3.3 讨论 42-45 3.3.1 分子标记的偏分离 42-43 3.3.2 高饱和绿豆遗传连锁图谱构建的意义 43-44 3.3.3 绿豆遗传连锁图谱的比较 44 3.3.4 抗豆象基因的精细定位 44-45 3.4 结论 45-46 第四章 绿豆重要农艺性状的 QTL 分析 46-55 4.1 材料与方法 46-47 4.1.1 供试材料 46 4.1.2 田间实验 46-47 4.1.3 遗传标记多态性数据 47 4.1.4 数据分析 47 4.2 结果与分析 47-53 4.2.1 株高的 QTL 分析 47-48 4.2.2 主茎节数的 QTL 分析 48 4.2.3 荚长的 QTL 分析 48 4.2.4 荚宽的 QTL 分析 48 4.2.5 单荚粒数的 QTL 分析 48 4.2.6 百粒重的 QTL 分析 48-53 4.3 讨论 53-54 4.3.1 不同环境下 QTL 位点分析 53 4.3.2 QTL 位点的分布特征分析 53-54 4.4 小结 54-55 第五章 全文结论 55-56 参考文献 56-64 致谢 64-65 作者简历 65
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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 豆类作物 > 绿豆
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