馬鈴薯早熟性狀的QTL定位與分析.pdf

1、本研究通過構(gòu)建四倍體馬鈴薯F1代分離群體，基于高通量簡化基因組測序2b-RAD技術(shù)結(jié)合BSA方法，挖掘控制植株熟性的遺傳區(qū)段，并開發(fā)熟性相關(guān)分子標(biāo)記，并利用群體分離后代及四倍體品種對開發(fā)的標(biāo)記進(jìn)行檢測，獲得與熟性緊密連鎖的分子標(biāo)記，應(yīng)用于馬鈴薯分子輔助育種。進(jìn)一步構(gòu)建該遺傳區(qū)段所在染色體的遺傳連鎖圖譜，結(jié)合群體表型鑒定結(jié)果，分析確定候選熟性相關(guān)基因位點(diǎn)。主要結(jié)果如下：
　　1.構(gòu)建了以早熟親本“中薯3號”為父本和晚熟親本“中薯19

2、號”為母本的雜交分離群體，經(jīng)連續(xù)2年鑒定，獲得了生育期短于80天的早熟材料53份、生育期長于100天的晚熟材料63份以及生育期長介于80天和100天之間的中熟材料105份。
　　2.從構(gòu)建的分離群體中分別選取極端早熟與極端晚熟后代35份與33份，構(gòu)建DNA混池，利用高通量簡化基因組2b-RAD測序技術(shù)篩選馬鈴薯全基因組范圍內(nèi)的SNP位點(diǎn)，4個樣品測序文庫中含有BsaX I酶切位點(diǎn)的高質(zhì)量reads均高于90％；將高質(zhì)量reads利

3、用SOAP軟件mapping到參考基因組DM序列上，4個測序文庫平均獲得特異標(biāo)簽數(shù)目為125,556，平均測序深度約為42×；根據(jù)兩個極端混池的特異標(biāo)簽分布，繪制出了特異標(biāo)簽在馬鈴薯12條染色體上的密度分布圖，結(jié)果表明兩池差異標(biāo)簽密度較大的區(qū)域主要集中在4、5、9號染色體上，其中5號染色體上4.0~4.2Mb的位置差異最為明顯，且該區(qū)段與早熟性狀有關(guān)。
　　3.根據(jù)5號染色體上的熟性相關(guān)遺傳區(qū)段內(nèi)的差異標(biāo)簽并結(jié)合馬鈴薯參考基因組D

4、M序列，設(shè)計了52對引物，共開發(fā)出8個多態(tài)性分子標(biāo)記，其中有5個標(biāo)記（SCAR5-5、SCAR5-8、CAPS5-3-2、CAPS5-21-2、CAPS5-24）與熟性緊密連鎖。利用分離群體53份早熟、63份晚熟后代以及70份四倍體馬鈴薯品種對開發(fā)的熟性分子標(biāo)記進(jìn)行檢測，標(biāo)記在分離群體和四倍體品種中的檢測結(jié)果與性狀鑒定結(jié)果總體吻合度分別達(dá)87.1%與81.4%，表明該標(biāo)記可應(yīng)用于馬鈴薯分子標(biāo)記輔助育種
　　4.利用前人及本實(shí)驗(yàn)開發(fā)

5、的位于5號染色體上的151個SSR標(biāo)記，共篩選出32個多態(tài)性SSR標(biāo)記，整合本研究開發(fā)的8個分子標(biāo)記，進(jìn)一步利用四倍體作圖軟件TetraploidMap構(gòu)建了5號染色體的遺傳圖譜。該圖譜包含50個標(biāo)記（包含11個SSR標(biāo)記拆分成的25個單標(biāo)記，遺傳圖距為223cM，標(biāo)記之間的平均圖距為4.46cM。結(jié)合群體性狀鑒定結(jié)果，將早熟性狀QTL定位于5號染色體（短臂上）140cM的位置，在分子標(biāo)記SCAR5-8（SCAR5-5、CAPS5-3-

6、2、CAPS5-21-2、CAPS5-24）附近，且該QTL位點(diǎn)的最大LOD值為16.492，貢獻(xiàn)率為31.96%。結(jié)合高通量簡化基因組測序數(shù)據(jù)，將早熟性狀QTL定位在230kb的物理區(qū)間內(nèi)。
　　本研究從熟性分離群體中鑒定出早熟材料53份、中熟材料105份及晚熟材料63份；獲得了與早熟相關(guān)的特異標(biāo)簽差異分布圖，將熟性遺傳區(qū)段定位在5號染色體上；開發(fā)了8個分子標(biāo)記，其中5個標(biāo)記與早熟性連鎖，且可用于馬鈴薯標(biāo)記輔助育種；構(gòu)建了包含5