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利用染色体片段导入系精细定位3个产量构成因素QTLs和海岛棉叶形、光滑茎基因

作　者: 朱亚娟
导　师: 张天真
学　校: 南京农业大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: 棉花染色体片段导入系 L20基因 Tt基因精细定位
分类号: S562
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 16次
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内容摘要

棉花是世界上最重要的天然纤维作物,也是重要的油料作物之一。提高棉花产量依然是棉花育种的主要目标,棉花产量受很多因素的影响,比如：光合作用、病虫害等。棉花的大多数性状为多基因控制的数量性状,将数量性状基因座(quantitative trait loci, QTL)剖分为单个孟德尔因子进行研究,对了解棉花生长发育机制、提高棉花产量及改善棉花品质等方面具有重要的意义。如何将数量性状基因座(quantitative trait loci, QTL)剖分为单个孟德尔因子,一个重要的策略就是利用染色体片段替换系(chromosome segment substitution lines, CSSL), CSSL消除了背景的干扰,是用于分析QTL的一种重要实验材料。本研究选用两个染色体片段导入系IL-15-5和IL-15-5-1对3个产量构成因素QTLs和海岛棉叶形、光滑茎基因进行精细定位,研究结果如下：1.三个产量构成因素QTLs的精细定位利用染色体片段导入系IL-15-5-1和IL-15-5,配制IL-15-5-1(IL-15-5)×TM-1杂交组合。其中IL-15-5-1是双片段导入系,两个片段分别在D1和D8染色体上,IL-15-5是单片段导入系,该片段在D1染色体上。通过对亲本间多态性筛选,发现这两个导入系在D1染色体上的导入片段为同一个片段,控制叶形性状,片段长度为30.56cM。F2和F2：3群体共检测到20个QTLs。其中17个叶形相关QTLs,1个籽指QTL,两个衣分QTLs.这些QTLs的增效基因都来自高值亲本,在该片段上成簇分布,主要集中在JESPR152-NAU3040. NAU3040-NAU6096. NAU3040-NAU2015三个区间。有11个QTLs距最近标记的距离小于1cM,占55%。没有检测到纤维品质相关QTLs。2.叶型性状的相关分析在染色体上成簇分布的QTLs所对应的叶型性状呈极显著相关性,并且在F2、F2：3两个世代检测结果基本一致。3.叶形基因的定位通过对IL-15-5-1(IL-15-5)×TM-1杂交组合的F2：,群体叶形性状的调查发现,表现为导入系鸡脚叶的有176个家系,表现为F1中间型叶的有392个家系,表现为TM-1掌状叶的有202个家系。经x2测验,分离比例符合1：2：1(x2=2.01＜x20.05,2=5.99),结果进一步证明叶型性状是由一对不完全显性基因L2o控制。叶形基因L2o被定位在D1染色体导入片段上,距最近标记距离为1.751cM。4.光滑茎基因的定位利用染色体片段导入系IL-15-5-1,配制IL-15-5-1×TM-1杂交组合,定位棉花光滑茎基因,我们暂时用符号Tt代表该新基因。通过对F2群体田间性状的调查,其中表现为导入系光滑茎的有416株,表现为TM-1有毛茎的有142株,经x2测验,光滑茎和有毛茎植株的分离比例符合3：1(x2=0.04＜x20.05,1=3.84),进一步证明光滑茎性状受一对完全显性基因控制。通过对亲本间多态性筛选,发现片段长度为8.7cM。该基因位于该导入系的D8导入片段上,与NAU3221连锁,遗传距离为4.277cM。

全文目录

摘要  6-8
ABSTRACT  8-10
主要缩略词表  10-11
第一部分文献综述  11-31
  1 棉花叶形性状的相关研究  11-13
    1.1 棉花叶形在生产中的作用  11-12
    1.2 棉花叶形QTLs相关研究  12-13
  2 光滑茎基因的相关研究  13-14
  3 染色体片段导入系在植物QTL定位研究中的应用  14-16
    3.1 传统群体在QTL定位中的局限性  14
    3.2 染色体片段替换系的类型、优势及其应用  14-16
  4 数量性状遗传研究的发展  16-17
  5 目标基因的定位  17-21
    5.1 质量性状的基因定位  17-18
      5.1.1 近等基因系法  18
      5.1.2 分离分组混合分析法  18
    5.2 数量性状的基因定位  18-20
      5.2.1 区间作图法(Interval Mapping)  19
      5.2.2 复合区间作图法(Composite Interval Mapping)  19-20
      5.2.3 多区间作图法(Multiple Interval Mapping)  20
    5.3 目的基因的精细定位  20-21
      5.3.1 质量性状基因的精细定位  20-21
      5.3.2 数量性状基因的精细定位  21
  6 分子标记及其在植物遗传育种中的应用  21-29
    6.1 分子标记技术的发展  22-26
      6.1.1 RFLP  22-23
      6.1.2 SSR  23-24
      6.1.3 SRAP  24
      6.1.4 AFLP  24-25
      6.1.5 SNP  25-26
    6.2 分子标记在植物遗传育种中的应用  26-29
      6.2.1 遗传图谱构建与基因定位  26-27
      6.2.2 种质资源的遗传多样性分析  27
      6.2.3 数量性状的分子标记辅助选择(MAS,Marker-assisted selection)  27-29
      6.2.4 基于图谱的图位克隆  29
  7 本研究的目的及意义  29-31
第二部分研究报告  31-61
  第一章利用染色体片段导入系精细定位3个产量构成因素QTLS  31-55
    1 材料与方法  31-36
      1.1 试验材料  31-32
      1.2 田间种植  32
      1.3 性状调查  32-33
        1.3.1 叶形性状  32-33
        1.3.2 品质性状  33
      1.4 实验方法  33-36
        1.4.1 DNA的提取  33-34
        1.4.2 引物分析  34-35
        1.4.3 SSR的反应体系及其PCR程序  35
        1.4.4 SSR扩增产物的pAGE/银染检测  35
        1.4.5 标记基因型的调查  35
        1.4.6 导入片段长度的计算  35-36
      1.5 数据分析方法  36
      1.6 QTLs的命名方法  36
    2 结果与分析  36-51
      2.1 亲本及群体叶型和产量性状表现  37
      2.2 群体叶型和产量性状频数分布统计分析  37-43
      2.3 D1染色体导入片段上的QTLs分析  43-50
      2.4 叶形性状的相关分析  50-51
    3 讨论  51-55
      3.1 染色体片段导入系的利用  51
      3.2 QTLs的成簇分布及稳定性  51-53
      3.3 增效基因来源与QTLs的遗传模式  53-55
  第二章精细定位海岛棉鸡脚叶和光滑茎基因  55-61
    1 材料与方法  55-57
      1.1 作图群体的构建  55-56
      1.2 形态标记和标记基因型的调查  56
      1.3 微卫星标记分析  56
      1.4 连锁分析  56
      1.5 导入片段长度的计算  56-57
    2 结果与分析  57-59
      2.1 鸡脚叶基因L_2~o的定位  57
      2.2 光滑茎基因的定位  57-59
    3 讨论  59-61
全文结论  61-63
参考文献  63-69
致谢  69

利用染色体片段导入系精细定位3个产量构成因素QTLs和海岛棉叶形、光滑茎基因

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