马铃薯薯形基因位点标记开发与物理图谱构建

摘要

薯形是马铃薯块茎最重要的外观性状，位于10号染色体上的Ro基因是控制薯形遗传的主效位点，贡献率超过70％。本研究在已有的二倍体F1代分离群体连续4年表型鉴定的基础上，将混合群体组分法与基因组测序相结合，开发了与薯形紧密连锁的分子标记，利用标准圆薯形分离后代材料，构建了细菌人工染色体(BAC)文库，并利用薯形连锁分子标记进行了文库筛选，通过获得的阳性BAC单克隆末端测序和标记开发，将阳性BAC单克隆拼接，初步构建了薯形主效基因Ro区域的物理图谱。获得的主要研究结果如下:
　　1.完成了薯形群体分离后代的块茎表型鉴定。经连续两年的块茎表型鉴定，结合本实验室已有的连续4年的鉴定结果，筛选获得了遗传稳定的圆薯形材料227份(I＜1.2)，椭圆薯形材料105份(1.2≤I＜1.5)，长薯形材料155份（I≥1.5），其中极端圆薯形材料151份(0.9＜I≤1.1)，极端长薯形材料59份（I≥1.8）。
　　2.开发出10个与薯形性状紧密连锁的分子标记。选出106份后代材料，分别构建了极端圆薯形材料DNA混池RB_2bRAD和极端长薯形材料DNA混池LB_2bRAD，进行了混池高通量简化基因组测序。经混池间差异标签的比对与筛选，发现了1个与薯形遗传相关的混池差异区域，并在此区域内开发出1个与薯形紧密连锁的多态性标记。选出66份后代材料，分别构建了两个极端圆薯形材料DNA混池RB1和RB2以及一个极端长薯形材料DNA混池LB，进行了全基因组测序。通过对混池之间差异SNP的检测与比较，筛选出10号染色体47.31-49.40Mb物理区间内混池差异SNP集中的区间17个，根据每个区间内SNP位点变化信息及其侧翼序列设计引物，开发出与薯形基因紧密连锁的多态性标记9个。
　　3.初步构建了圆薯形主效基因Ro位点区域的物理图谱。根据分离群体的表型鉴定数据结合分子标记检测结果，提取8份标准圆薯形材料(I≈1.0)混合基因组DNA，以pCC1BAC质粒为载体，构建了圆薯形材料BAC文库。利用与Ro位点紧密连锁的分子标记筛选BAC文库，获得了8个阳性BAC单克隆，并进行BAC末端测序、标记开发，获得了2个与薯形连锁的末端多态性分子标记，最终通过染色体步移方法构建了Ro位点区域约180kb的物理图谱。整合薯形连锁分子标记和BAC末端标记构建了Ro位点区域的遗传图谱，结合物理图谱的位置，将Ro基因重新定位到两个分子标记之间，为其最终克隆奠定了基础。

目录

声明

摘要

英文缩略表

第一章 引言

1．1 薯形遗传的研究意义

1．2 薯形遗传的研究概况

1．2．1 薯形的测量与分类

1．2．2 薯形性状的研究进展

1．2．3 薯形与块茎其他性状连锁的研究

1．2．4 马铃薯块茎发育与薯形形成

1．3 马铃薯薯形与其他茄科作物果实形状的相关性研究

1．4 图位克隆技术

1．4．1 图位克隆的基本原理

1．4．2 BAC文库在图位克隆中的应用

1．4．3 BAC文库在马铃薯研究上的应用

1．5 本研究的目的意义、研究内容及技术路线

1．5．1 目的与意义

1．5．2 研究内容

1．5．3 技术路线

第二章 基于混池基因组重测序的薯形连锁标记开发

2．1 试验材料

2．2 试验方法

2．2．1 群体薯形鉴定

2．2．2 DNA提取与混池构建

2．2．3 混池高通量简化基因组测序与标记开发

2．2．4 混池基因组重测序与标记开发

2．3 结果与分析

2．3．1 群体薯形鉴定与混池材料筛选

2．3．2 DNA提取、混池构建及质量检测

2．3．3 基于简化基因组测序的标记开发

2．3．4 基于混池基因组重测序的标记开发

2．4 讨论

2．4．1 表型鉴定

2．4．2 混池基因组测序

2．4．3 薯形连锁标记的开发

第三章 Ro位点区域物理图谱的构建

3．1 试验材料

3．2 试验方法

3．2．1 BAC混合池质粒DNA的提取

3．2．2 基于PCR的BAC文库筛选

3．2．3 末端分子标记开发

3．2．4 BAC重叠群的构建

3．3 结果与分析

3．3．1 混合池质粒DNA的提取

3．3．2 BAC文库的筛选

3．3．3 BAC末端标记开发

3．3．4 物理图谱的构建

3．3．5 遗传图谱构建及验证

3．4 讨论

3．4．1 混合池质粒DNA的提取

3．4．2 BAC文库筛选与末端标记开发

3．4．3 重叠群物理图谱的构建与遗传图谱的验证

第四章 全文结论

参考文献

附录

致谢

作者简历