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甘蓝型油菜EST-SNP开发及花色性状的QTL定位

作　者: 阴长发
导　师: 官春云
学　校: 湖南农业大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: 甘蓝型油菜 EST-SNP 白花性状 等位基因特异性PCR QTL定位
分类号: S565.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


SNP是基因组中多态性最丰富的DNA分子标记,其数量多,分布广泛,分型简单,易于规模化、自动化的特点,为分子育种以及复杂农艺性状的研究提供了前所未有的机遇。但是除水稻、拟南芥、玉米外,油菜等其他植物尚无在关联作图群体中进行大规模检测SNP的报道,原因在于覆盖全基因组的SNP标记不足以及SNP检测手段不成熟。下载了公共数据库中643937条甘蓝型油菜EST序列,利用生物信息学的方法最终得到11059条含有SNP的Contig,其中包含80155个高质量的SNP,平均每个Contig中含有SNP数7.24个,推测甘蓝型油菜外显子区每151-527bp就有一个SNP,同时建立了本地EST-SNP数据库。其次,利用Blat软件对含有SNP的Contig与拟南芥、甘蓝和白菜基因组序列进行比对,这些序列与拟南芥具有很高的相似度,体现二者进化上的高度同源,用MapChart软件生成一张甘蓝型油菜与甘蓝和白菜基因组关联的物理图谱,分别含有1661、1895个Contig与基因组单个Contig最大覆盖区超过400bp。基于等位基因特异性PCR原理,建立了通过普通PCR和琼脂糖凝胶电泳技术便可以有效地检测各种类型的SNP的平台,提出了基于该思路进行SNP批量检测的研究策略。PASA技术可以在大多数分子生物学实验室实现对SNP的检测分析,且成本相对低廉,重复性好。并认为改进Taq酶结构和功能才是最终实现PASA高效应用的根本途径。构建了甘蓝型油菜白花性状6个世代的分离群体(P1、 P2、 F1、 F2、 B1、 B2)。基于植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型分析、肉眼观察统计、花瓣色素萃取液吸光值法分析和BSA的QTL定位,认为甘蓝型油菜白花性状符合E一1模型,即两对加性-显性-上位主基因+加性-显性多基因模型。主基因遗传率高达98.57%,且主基因A具有决定白花形成的作用,主基因B的作用较大但不能使花色发生质的变化,而多基因的作用很小,环境因素影响更小。A基因很可能就是位于C3染色体上检测到的QTL位点上,后者表型贡献率为60.51%。猜测A基因可能是一种调节因子而非色素合成基因,白花突变体的形成并不是因为色素合成基因的突变而是色素合成基因的表达受到抑制的结果。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-9
第一章 绪论  9-20
  1.1 引言  9
  1.2 EST-SNP开发及其在油菜中的研究进展  9-12
    1.2.1 SNP简介  9-10
    1.2.2 通过生物信息学分析开发EST-SNP的研究  10-11
    1.2.3 油菜SNP开发现状  11
    1.2.4 多倍体植物中SNP开发的障碍  11-12
  1.3 SNP的检测研究进展  12-14
    1.3.1 SNP的检测方法及其分子机理  12
    1.3.2 等位基因特异性引物延伸法检测SNP  12-14
  1.4 甘蓝型油菜花色研究现状  14-18
    1.4.1 油菜花色的研究意义  14
    1.4.2 油菜花色的种类及其来源  14-16
    1.4.3 油菜花色的遗传  16
    1.4.4 油菜花色与其他性状的关联  16
    1.4.5 油菜花色的观察和记录  16-17
    1.4.6 甘蓝型油菜花色的分子生物学研究  17-18
  1.5 本研究的目的和意义  18-20
第二章 基于公共数据库的EST-SNP开发  20-28
  2.1 数据资源和方法  20-22
    2.1.1 EST序列和待屏蔽背景序列的获取  20
    2.1.2 EST原始序列的前期处理  20-21
    2.1.3 TGICL程序对EST序列的聚类和拼接  21
    2.1.4 候选SNP挖掘以及SNP数据库的建立  21
    2.1.5 Blat软件比对构建物理图谱框架  21-22
  2.2 结果与分析  22-26
    2.2.1 EST序列预处理关键参数的确定  22-23
    2.2.2 甘蓝型油菜EST-SNP挖掘结果对比  23-24
    2.2.3 SNP的发生与read数量的关系  24-25
    2.2.4 SNP分布统计  25
    2.2.5 SNP类型分析  25-26
    2.2.6 基因组关联的物理图谱的构建  26
  2.3 讨论与小结  26-28
第三章 等位基因特异性PCR的SNP检测平台  28-38
  3.1 材料和方法  28-29
    3.1.1 材料的选择和制备  28
    3.1.2 引物设计与合成  28-29
    3.1.3 PCR体系和程序  29
    3.1.4 扩增产物检测  29
  3.2 结果与分析  29-37
    3.2.1 不同Taq酶对检测分辨率的影响  29-30
    3.2.2 引物特定位点人工错配对检测分辨率的影响  30-31
    3.2.3 模板浓度对检测分辨率的影响  31-33
    3.2.4 外部引物对内部引物扩增的影响  33-36
    3.2.5 基于PASA法的SNP检测策略初探  36-37
  3.3 讨论与小结  37-38
第四章 甘蓝型油菜白花性状的QTL定位  38-49
  4.1 材料和方法  38-40
    4.1.1 甘蓝型油菜白花性状作图群体的构建  38
    4.1.2 花色性状采集  38
    4.1.3 油菜总DNA提取与检测  38-39
    4.1.4 SSR标记引物的选择  39
    4.1.5 极端性状DNA池的构建  39
    4.1.6 多态性分析  39
    4.1.7 遗传分析和QTL检测  39-40
  4.2 结果与分析  40-47
    4.2.1 花瓣色素萃取液吸光值测定波长的确定  40-41
    4.2.2 试验材料性状与油菜呈色表现  41-43
    4.2.3 甘蓝型油菜花色性状的遗传分析  43-46
    4.2.4 遗传连锁图谱的构建  46
    4.2.5 白花性状控制基因的QTL检测  46-47
    4.2.6 白花性状与油菜重要性状的相关分析  47
  4.3 讨论与小结  47-49
第五章 总结和展望  49-51
参考文献  51-60
致谢  60-61
附录  61-70

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 经济作物 > 油料作物 > 油菜籽（芸薹）
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