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望水白多分蘖、矮秆突变体的鉴定及相关QTL定位

作　者: 温明星
导　师: 王秀娥
学　校: 南京农业大学
专　业: 作物遗传育种学
关键词: 小麦突变体有效分蘖株高遗传分析分子标记连锁图谱 QTL
分类号: S512.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本研究在本实验室创造的利用EMS诱变望水白得到的一个多分蘖、矮秆突变体H167的基础上,对该突变体的表型特征、生理特征和遗传特性进行分析,结果表明,该突变体有效分蘖和株高分别为264-6.1和64.1+6.8cm,突变体株高降低主要是由于植株节间缩短导致,其苗期对外源赤霉酸敏感,拔节期叶片和根系赤霉素含量均高于野生型,推测赤霉酸合成途径出现异常导致其株高变矮。去除分蘖芽的实验证明,去除分蘖芽后突变体植株高度并不能恢复到野生型的形态。应用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型、利用构建的H167x苏麦3号的F2群体对有效分蘖和株高性状进行遗传分析表明,该群体有效分蘖和株高均符合两对加性-显性-上位性主基因+多基因混合遗传模型,主基因的遗传率分别为57.72%和73.14%。利用构建的H167x苏麦3号的F2群体进行分子标记连锁图谱的构建以及QTL定位。选用涉及小麦21条染色体上的1529个标记(包括SSR、EST-SSR)进行亲本间多态性引物筛选,得到多态多态性引物205对,多态率为13.4%。选取其中条带数目较少、扩增清晰的162对多态性引物在F2群体中进行扩增,经x2检验分析,发现49个标记位点表现为偏分离(30.25%)。采用Joinmap4.0作图软件构建H167x苏麦3号F2群体分子标记连锁图谱(LOD>3.0),进行分子标记连锁分析,构建了包含31个连锁群、126个标记的分子标记连锁图谱,连锁群的总长度1185.5cM,标记间的平均遗传距离为12.48cM。根据已发表的标记所属的染色体,这31个连锁群分属于除了4B和4D以外的19条小麦染色体。利用已建立的分子标记连锁图谱,采用Windows QTL Cartographer 2.5分析软件,运用复合区间作图法对有效分蘖和株高性状进行QTL分析,在3B上检测到两个与有效分蘖相关的QTL位点,对有效分蘖表型的贡献率分别为10.58%和4.48%,在2A和7B上分别检测到一个与有效分蘖相关的QTL位点,对有效分蘖表型的贡献率分别为6.45%、6.44%；在3B上检测到三个与株高相关的QTL位点,对株高表型的贡献率分别为7.45%、8.05%和8.07%。

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摘要 7-9ABSTRACT 9-11第一部分文献综述 11-27 1 植物突变体创造及研究现状 11-14 1.1 物理诱变 11-12 1.2 化学诱变 12-13 1.3 分子生物学方法 13-14 2 植物分枝类型、发育相关的基因及分枝发育的激素调控 14-23 2.1 植物分枝类型 14-15 2.2 植物分枝分枝发育的相关基因 15-19 2.2.1 与腋生分生组织形成相关的基因 15-17 2.2.1.1 lateral suppressor(ls)/Lateral suppressor(LAS) 15 2.2.1.2 monoculm1(moc1) 15-16 2.2.1.3 LBD基因家族 16-17 2.2.1.4 blind(bl)/torosa(to) 17 2.2.2 与腋生分生组织生长相关的基因 17-19 2.2.3 与腋生分生组织形成和生长均相关的基因 19 2.2.3.1 Teosinte branched1(TB1) 19 2.2.3.2 supershoot/bushy(sps/bus) 19 2.3 植物主要激素对分枝发育的调控 19-23 2.3.1 生长素 19-22 2.3.2 赤霉素 22-23 3 农作物分蘖的意义及研究现状 23-24 4 小麦重要农艺性状分子标记遗传图谱构建 24-25 5 本研究的目的与意义 25-27第二部分研究报告 27-73 第一章普通小麦望水白多分蘖、矮秆突变体的鉴定 27-43 一材料与方法 27-31 1.1 供试植物材料 27 1.2 试验方法 27-31 1.2.1 矮秆多分蘖突变体H167的产生过程 27-28 1.2.2 矮秆多分蘖突变体H167的表型鉴定 28 1.2.3 幼苗生长及分蘖动态调查 28 1.2.4 根系比较试验 28 1.2.5 苗期赤霉酸处理 28-29 1.2.6 激素含量的测定 29 1.2.7 Real-Time PCR 29-31 1.2.7.1 总RNA的提取及纯化 29-30 1.2.7.2 cDNA第一链的合成 30 1.2.7.3 Real-Time PCR反应体系 30-31 1.2.7.4 Real-Time PCR反应条件 31 二结果分析 31-41 2.1 突变体H167的表型特征 31-33 2.2 苗高及分蘖发育特性 33-35 2.3 根部性状特征 35-36 2.4 外施赤霉酸对望水白和H167幼苗形态、胚芽鞘长度、苗高及第一片叶长的影响 36-38 2.5 内源赤霉素含量的测定 38 2.6 叶片组织不同时期IAA含量测定以及侧枝发育相关基因的表达分析 38-41 三讨论 41-43 第二章望水白多分蘖、矮秆性状的遗传分析 43-49 一材料与方法 43-44 1 供试植物材料 43 2 试验方法 43-44 二结果分析 44-47 2.1 (H167×苏麦3号)F_2群体有效分蘖和株高性状次数分布 44 2.2 (H167×苏麦3号)F_2群体有效分蘖、株高性状遗传分析和遗传参数估计 44-47 三讨论 47-49 第三章 (H167×苏麦3号)F_2群体遗传图谱的构建及有效分蘖、矮秆相关QTL的初步定位 49-73 一材料与方法 49-54 1 供试植物材料 49 2 试验方法 49-54 2.1 田间表型 49-50 2.2 分子标记分析 50-53 2.3 分子遗传图谱的构建 53 2.4 QTL定位 53 2.5 QTL命名方法 53-54 二结果与分析 54-69 2.1 亲本、F_1、F_2有效分蘖与株高性状分析 54 2.2 分子标记分析 54-60 2.2.1 亲本间多态分子标记筛选 54-55 2.2.2 分子标记在F_2群体中的分离特点 55-60 2.3 标记连锁分析及遗传图谱的构建 60-64 2.4 (H167×苏麦3号)F_2群体有效分蘖、株高性状相关QTL定位 64-67 2.5 H167有效分蘖、株高性状相关分子标记筛选 67-69 三讨论 69-73 3.1 遗传作图群体的选择 69 3.2 分子标记遗传图谱的构建 69-70 3.3 分子标记的偏分离分析 70 3.4 小麦有效分蘖QTL的定位 70-71 3.5 小麦株高QTL的定位 71-73全文结论 73-75参考文献 75-89致谢 89

望水白多分蘖、矮秆突变体的鉴定及相关QTL定位

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