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黑麦草（Lolium perenne L.）代谢QTL定位与代谢网络构建

作　者: 王云清
导　师: 章元明
学　校: 南京农业大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: 四向杂交群体 代谢QTL 经验贝叶斯 代谢网络 黑麦草
分类号: S543.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


黑麦草是在世界温带地区种植最广泛的牧草,是食草性家畜重要的食物来源。黑麦草可产生生物碱,有些生物碱是有益的,如波胺；而有些生物碱是有害的,如麦角瓦灵。在代谢水平进行定量分析,并寻找这些代谢物的遗传关系,为其标记辅助育种提供重要信息。本研究以新西兰广泛种植的完全异质两个黑麦草材料Grasslands Impact和Grasslands Samson杂交构建的四向杂交群体为研究材料,获得四向杂交群体的SSR分子标记信息,并在2005和2006年分别进行叶片代谢谱分析。采用JoinMap 3.0软件包中的CP(异花授粉)群体模块构建分子标记遗传连锁图；通过两年份数据联合的经验贝叶斯QTL定位方法剖析其遗传基础；利用经验贝叶斯方法构建代谢物网络。主要结果如下：1.由181个SSR标记构建了包含7个连锁群的连锁图,总长度为814 cM,标记间的平均距离4.50 cM,分布相对较均匀和稠密。连锁群的长度在90～148 cM之间。每个连锁群上的标记数目在20～34个之间。间距最大(33.9 cM)和最小(0.1 cM)的相邻标记分别在第7和4连锁群上。2.取LOD阈值为2.5时,通过两年数据联合分析,在650个代谢物中474个代谢物检测QTL,共有1861个效应,包括84个环境效应、448个QTL效应及1329个环境×QTL互作效应；检测到每个代谢物的QTL表型总贡献率从0.37%到78.42%之间。在0.1%显著水平下,两年数据联合分析总共检测到全基因组18个QTL“热点”区域,分别为第1连锁群上的标记pps0969和rv0654,第2连锁群标记pps0490、pps0395、pps42和pps123,第3连锁群标记pps577、pps198、pps0133、pps0502.2、pps0061和rv1152,第4连锁群标记pps0761、pps0312、pps0937和rv0691及第7连锁群标记pps0766.20和pps0817。检测到相同QTL的代谢物间呈现显著的相关关系。3.以经验贝叶斯分析获得了6个代谢网络。基于经验贝叶斯分析的代谢网络受环境影响较小,在不同的环境中相对保守。

全文目录


目录  4-6摘要  6-8ABSTRACT  8-12第一章 文献综述  12-34  1 数量性状基因座分析  12-21    1.1 QTL定位背景  12-13    1.2 作图群体  13-14    1.3 QTL定位的几种方法  14-20    1.4 基因与环境互作分析  20-21  2 遗传代谢组学的研究  21-25    2.1 代谢物的检测——从单靶点到高通量无靶点检测  22    2.2 用数量遗传学方法来分析代谢组学  22-25  3 代谢网络方面的研究  25-28    3.1 代谢网络的介绍  25-26    3.2 代谢网络图的分析  26    3.3 代谢网络结构与功能的分析  26-27    3.4 基于复杂网络理论的代谢网络结构的研究  27-28  4 黑麦草相关性状的QTL研究进展  28-31  5 代谢组学研究的进展  31-33    5.1 代谢组学研究的4个层次  31    5.2 代谢组学的数据预处理  31-32    5.3 代谢物靶标分析和轮廓分析中的数据处理  32    5.4 代谢指纹分析中的数据处理  32-33  6 本研究的目的与研究内容  33-34第二章 实验材料和方法  34-44  1 植物材料和培养  34-35    1.1 实验材料  34    1.2 代谢谱分析  34-35    1.3 分子标记分析  35    1.4 分子标记连锁群构建方法  35  2 统计分析方法  35-44    2.1 表型数据的描述性分析  35-36    2.2 广义遗传率  36    2.3 QTL定位方法  36-40    2.4 四向杂交群体的遗传方差分析  40-41    2.5 网络构建方法  41-44第三章 结果与分析  44-58  1 代谢物的表型分布特征  44-45  2 相关分析与偏相关分析  45-46  3 表型数据方差分析  46  4 遗传图谱的构建与分析  46-47  5 代谢QTL定位  47-56    5.1 代谢物QTL检测整体情况  47-49    5.2 几个重要、已知化学结构的代谢物的QTL分析结果  49-52    5.3 检测到相同QTL的代谢物之间的关系  52    5.4 遗传率  52-53    5.5 部分代谢物联合分析与单年度分析的一致性结果  53-56  6 基于经验贝叶斯分析的代谢网络  56-58第四章 讨论  58-66  1 黑麦草遗传图谱构建  58-59  2 遗传交配设计  59-60  3 参数估计  60-61  4 环境对QTL定位和代谢网络分析的影响  61-62    4.1 环境对QTL定位的影响  61    4.2 环境对代谢网络分析的影响  61-62  5 QTL"热点"的讨论  62-63  6 代谢物之间检测到相同效应  63-64  7 代谢网络  64-66第五章 全文结论和创新点  66-68  1 全文结论  66  2 创新点  66-68参考文献  68-82致谢  82-84附件  84-95

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 饲料作物、牧草 > 多年生禾本科牧草 > 黑麦草
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