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燕麦籽粒皮裸性基因遗传与分子作图

作　者: 王玉亭
导　师: 张宗文
学　校: 中国农业科学院
专　业: 作物种质资源学
关键词: 燕麦籽粒皮裸性遗传作图分析
分类号: S512.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

燕麦在世界各大洲分布广泛,并作为一种重要的粮、饲、草、经、药多用作物而供人类栽培利用。燕麦属（Avena.L）内具有不同染色体数目物种的起源地可能不同,与二粒小麦和大麦的地理类群分布有关。栽培燕麦被认为作物起源中的次生作物。燕麦种质资源包括燕麦野生近缘植物、地方品种、选育品种（系）和遗传材料等,不仅是燕麦育种的物质基础,更是关系到人类农业生产和环境可持续发展所必需的宝贵种质资源之一。燕麦种质资源按照籽粒皮裸性可分为皮燕麦与裸燕麦两种类型。植株成熟脱粒后,皮燕麦籽粒由硬化的颖壳与颖果构成,而裸燕麦籽粒仅有颖果,与膜状的外颖已经分开。我国比其它国家拥有更丰富的裸燕麦种质资源,而拓宽我国裸燕麦种质资源遗传基础的主要途径是,皮燕麦与裸燕麦杂交后代中选育裸燕麦。然而,在杂交实践中获得裸粒率为百分之百的裸燕麦新资源比较困难。本研究以裸燕麦与皮燕麦为亲本配制杂交组合,对子一代、子二代和子三代在籽粒皮裸性上的分离规律进行了遗传分析。同时,将控制燕麦籽粒皮裸性的基因进行了分子标记作图。主要研究结果如下:1.子代颖果不可能通过分泌物来影响亲代外颖的硬化。燕麦籽粒由亲代与子代两个世代的组织构成,但亲代外颖的硬化发生在配子和子代胚形成前。燕麦籽粒带壳不受子代颖果基因型的影响,而取决于亲代的基因型;这可能与小麦籽粒皮裸性的遗传机制相类似,但不同于大麦籽粒皮裸性的遗传机制。而大麦中带皮籽粒的形成取决于颖果分泌物的产生。2.燕麦籽粒皮裸性的遗传除受一对不完全显性等位基因（N1n1）控制外,可能还受另一对基因（N2n2）的作用,后者对前者具有隐性上位作用。裸性等位基因对带皮等位基因表现为不完全显性。该基因具有一因多效的特点,还影响小穗结构中小穗轴的延伸与多小花小穗的形成。子一代的各个小花外颖硬化面积存在差别,具有类似于镶嵌遗传的特点。子二代单株表现型的分离比存在近似于1完全裸粒型: 2中间型:1完全皮粒型的比例,但部分完全裸粒型单株的后代发生分离,而完全带皮型单株的后代不发生分离。经过子三代与子四代连续两代的鉴定,推断出子二代中基因型N1N1N2N2占总群体比例的1/16。3.以裸燕麦品种ZY000050（766-28-2-1）与皮燕麦品种ZY001262（克兰努瓦尔）杂交后代的112个子二代单株为作图群体进行分子标记作图分析,发现了与燕麦籽粒皮裸性基因（NK）相连锁的SSR和AFLP标记,与之两端最接近的为E40M48₉和M83381,图谱距离分别为25.4和13.4cM。在亲本间筛选出17对AFLP多态性的引物组合和4对SSR引物,获得104个多态性位点。连锁图谱总长度为674.4cM,平均遗传距离为6.81cM,11个连锁群覆盖23.25%的六倍体燕麦基因组。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-11
第一章文献综述  11-25
  1.1 燕麦种质资源概述  11-15
    1.1.1 燕麦多样性  11-12
    1.1.2 燕麦种质资源的收集与保护  12
    1.1.3 燕麦种质资源鉴定与评价  12-13
    1.1.4 燕麦种质资源的创新与利用  13-15
  1.2 燕麦籽粒皮裸性遗传规律研究进展  15-18
    1.2.1 燕麦类型与籽粒皮裸性  15-16
    1.2.2 皮裸性可能的遗传模型  16-18
  1.3 燕麦重要性状的分子连锁关系的研究进展  18-23
    1.3.1 燕麦研究的重要性状  18-19
    1.3.2 燕麦分子作图标记  19-22
    1.3.3 燕麦皮裸基因分子作图  22-23
  1.4 研究目的与意义  23-25
第二章燕麦籽粒皮裸性遗传规律研究  25-33
  2.1 材料与方法  25-26
    2.1.1 试验材料  25
    2.1.2 形态调查与分析  25-26
  2.2 结果与分析  26-30
    2.2.1 亲本的小穗发育的主要特征  26
    2.2.2 子1 代植株在籽粒皮裸性上的表现  26-27
    2.2.3 子2 代单株籽粒皮裸性分离状况  27-29
    2.2.4 子2 代单株后代籽粒皮裸性的表现  29-30
  2.3 讨论  30-33
    2.3.1 燕麦籽粒皮裸性与外颖结构  30-31
    2.3.2 经典遗传比例的修饰  31-32
    2.3.3 对种质创新和育种的建议  32-33
第三章燕麦籽粒皮裸性基因分子作图  33-42
  3.1 材料与方法  33-36
    3.1.1 作图群体  33
    3.1.2 燕麦基因组DNA 的提取  33
    3.1.3 多态性分子标记的筛选  33-35
    3.1.4 试剂的配制  35-36
    3.1.5 连锁分析  36
  3.2 结果与分析  36-40
    3.2.1 亲本间多态性引物的筛选  36-37
    3.2.2 分离群体的分子标记检测  37-39
    3.2.3 燕麦籽粒皮裸性基因的定位  39-40
  3.3 讨论  40-42
    3.3.1 作图标记的选择  40-41
    3.3.2 目标基因定位  41-42
第四章全文结论  42-43
  4.1 燕麦籽粒带壳不受子代颖果影响  42
  4.2 燕麦籽粒裸性遗传模型  42
  4.3 裸皮燕麦连锁图谱  42
  4.4 燕麦籽粒皮裸性基因定位  42-43
参考文献  43-47
附图  47-48
致谢  48-49
作者简介  49

燕麦籽粒皮裸性基因遗传与分子作图

内容摘要

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