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大豆(Glycine max L. Merr.)籽粒大小和形状的QTL定位和驯化研究
作 者: 徐宇
导 师: 章元明
学 校: 南京农业大学
专 业: 遗传学
关键词: 大豆 产量 籽粒大小 籽粒形状 数量性状基因座 多QTL联合分析 驯化
分类号: S565.1
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
大豆籽粒大小和形状是大豆育种中所关注的重要性状,并且与大豆产量和外观品质紧密相关。因而,研究大豆籽粒相关性状,剖析其遗传基础,对大豆新品种的培育具有重要意义。此外,大豆籽粒大小和形状,在野生大豆驯化到栽培大豆的过程中,也发生了很大的变化,研究这些性状,对理解大豆的驯化机理也极具指导意义。本研究的目的在于:一是剖析大豆籽粒大小和形状的遗传基础,寻找对大豆育种有价值的稳定QTL;二是研究大豆驯化过程中籽粒大小与形态性状的变化趋势,为大豆的驯化研究奠定基础。为达到第一研究目的,以大豆溧水中子黄豆和南农493-1杂交组合构建的244个正交和260个反交F2单株衍生的F2:3、F2:4、F2:5正反交群体为材料,采用多QTL联合分析(Multi-QTL joint analysis, MJA)和复合区间作图法(Composite Interval Mapping, CIM)对大豆籽粒大小和形状七个性状(粒长、粒宽、粒厚、长宽比、长厚比、宽厚比和百粒重)进行QTL分析,以剖析籽粒大小和形状的遗传基础;为达到第二个研究目的,对大豆家系分离群体、野生大豆、地方品种和育成品种群体进行偏相关分析和因子分析,以探索大豆籽粒大小和形状在驯化进程中的变化趋势。取得的主要结果如下:1.采用多QTL联合分析方法检测到大豆籽粒大小和形状的157个主效QTL、6个细胞质效应、103个细胞质×QTL互作、7个环境效应和12个环境×QTL互作;采用复合区间作图法检测到82个主效QTL。两种方法共同检测到63个主效QTL,其中的24个主效QTL在两个及以上环境中检测到,5个主效QTL(qSW-6-1、qSLW-10-2、qSLW-13-1 qSLW-17-5和qSWT-20-1)能同时在三个环境中检测到,5个主效QTL (qSL-14-1、qSW-14-2、qST-5-2、qSLW-10-2和qSWT-3-2)的贡献率高于20%。另外,有34个细胞质xQTL互作能与CIM检测到的主效QTL区间一致,但是这些主效QTL中只有gSL-10-3、qSLW-10-2和qSLW-X3能在同一家系群体的正反交中共同检测到,只是它们的贡献率存在差异,而其它的主效QTL只能在单一家系群体的正交或反交中检测到,表现出细胞质效应对籽粒大小和形状的影响;有4个环境xQTL互作与CIM检测到的主效QTL区间一致,不过这4个主效QTL只能在单一环境中检测到,说明环境效应也影响籽粒大小和形状。两种方法共同检测到的籽粒大小和形状的主效QTL分布在16条染色体上,但一半的QTL是呈簇分布在7条染色体上的8个标记区间内,这8个标记区间上定位到3个或3个以上的主效QTL,这可解释表型性状间的相关性。2.通过家系分离群体籽粒大小和形状性状的遗传分析,以及野生大豆、地方品种、育成品种和家系分离群体籽粒大小和形状的偏相关分析和因子分析,表明百粒重与籽粒大小显著相关而与籽粒形状不相关,百粒重和长宽比是大豆籽粒驯化进程中两个具有代表性的性状,对大豆驯化研究有重要的指导意义。
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全文目录
摘要 7-9ABSTRACT 9-11本文所用主要缩略词 11-14第一章 文献综述 14-36 1 遗传分析方法的研究进展 14-18 1.1 质量性状的基因定位 14 1.2 数量性状基因座定位 14-18 2 作物产量相关性状的遗传分析 18-24 2.1 水稻产量相关性状的QTL定位 18-20 2.2 小麦产量相关性状的QTL定位 20-21 2.3 玉米产量相关性状的QTL定位 21-23 2.4 棉花产量相关性状的QTL定位 23-24 3 大豆产量相关性状的QTL定位 24-26 4 作物驯化的研究进展 26-29 4.1 作物祖先种的确定 27 4.2 作物的驯化和起源中心 27-28 4.3 作物驯化过程中形态、生理生态及遗传基础的变化 28-29 4.4 驯化的遗传结构和速率 29 5 大豆驯化的研究 29-34 5.1 大豆的分类 29-30 5.2 大豆驯化的研究方法 30-32 5.3 大豆的起源 32-34 5.4 大豆驯化相关性状的QTL分析 34 6 本研究的目的与研究内容 34-36第二章 大豆籽粒大小和形状的QTL定位 36-60 1 引言 36-37 2 材料方法 37-41 2.1 品种简介 37 2.2 SSR标记分析 37-39 2.3 遗传图谱的构建 39 2.4 大豆粒形性状的考察 39-40 2.5 大豆粒形性状的QTL定位方法 40-41 2.6 QTL的命名方法 41 3 结果分析 41-56 3.1 遗传图谱的构建 41-42 3.2 亲本和F_(2:3)、F_(2:4)和F_(2:5)家系粒形性状表型特征 42 3.3 粒形性状间的简单相关和偏相关分析 42-45 3.4 粒形性状的QTL定位 45-56 4 讨论 56-60 4.1 检测位点的可靠性 56-57 4.2 相关分析与QTL呈簇现象间的关系 57-58 4.3 复合区间作图法和多QTL联合分析方法的比较 58-60第三章 大豆籽粒大小和形状的驯化研究 60-77 1 引言 60-61 2 材料方法 61-62 2.1 供试材料 61 2.2 SSR标记分析 61 2.3 籽粒大小和形状相关性状的测定 61 2.4 遗传图谱的构建 61 2.5 大豆籽粒大小和形状相关性状的因子分析 61-62 2.6 大豆籽粒大小和形状相关性状以及因子系数的QTL定位 62 2.7 QTL的命名方法 62 3 结果分析 62-75 3.1 大豆籽粒大小和形状相关性状的表型变异 62 3.2 大豆籽粒大小和形状相关性状的表型结构 62-66 3.3 大豆家系群体籽粒大小和形状的遗传结构 66-72 3.4 籽粒大小和形状在大豆驯化和育种过程中的变化 72-75 4 讨论 75-77 4.1 与前人研究结果的比较 75 4.2 重要的驯化相关性状及其基因定位 75-77第四章 全文结论和创新点 77-78 1 全文结论 77 2 创新点 77-78参考文献 78-99致谢 99-100攻读学位期间发表的学术论文 100-101附录 101-109
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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 经济作物 > 油料作物 > 大豆
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