陆地棉徐州142无絮光子性状的基因定位及HRM技术的应用

摘要

棉花纤维是天然的纺织工业原料，也是重要的经济、油料作物，在国民经济中占有重要地位。棉纤维由种子表皮细胞分化发育而成，包括长绒（lint）和短绒（fuzz）。棉花纤维突变体既是重要的种质资源，同时还是研究纤维发育的模式材料。
　　徐州142无絮(XZ142w)是陆地棉栽培品种徐州142（XZ142）的无绒无絮突变体，本研究以XZ142（♀）和XZ142w（♂）构建的一个451个单株的F2群体为材料，用SSR和SNP分子标记的方法定位XZ142w突变体的长纤维控制基因li3和短绒控制基因n2。根据XZ142和XZ142w的胚珠转录组测序数据（-3和0 DPA）开发设计定位所用的SNP分子标记。使用高分辨率熔解曲线（HRM）技术检测SNP标记，并将该技术用于亲本和后代的基因分型，分型结果用于li3和n2基因的定位。目前主要结果有：
　　1、利用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术从4000对SSR引物中筛选到了152对亲本之间有多态性，并将li3和n2均锚定在了26号染色体（Chr26）上。根据染色体锚定结果，结合转录组中有SNP且差异表达的基因开发设计SNP引物，经HRM技术检测获得9对在两材料之间有多态性的SNP引物。多态性的SSR和SNP标记用于F2群体，利用JoinMap4.0软件构建了一个106.5 cM的连锁图谱（LOD=6）。在连锁图谱上，长纤维基因li3位于SSR标记SWU17492和SWU17386之间，遗传距离分为2.7 cM和11.6 cM；短绒基因等位基因n2位于SNP标记ICR20158和SSR标记ICR36274之间，遗传距离分别5.3 cM和13.8 cM。通过比较测序的染色体物理图谱发现，连锁标记在遗传图谱和物理图谱的位置大多一致，说明了定位结果的可靠性。
　　2、本研究利用HRM技术检测XZ142和XZ142w之间的SNP，成功区分亲本之间的SNP差异。并将该技术用于亲本和F2后代的基因分型，最后将基因分型结果结合SSR标记用于基因定位。使用HRM技术的同时对LightCycler480荧光定量PCR仪检测过程进行了一定的改进，即将PCR扩增和熔解曲线过程分开进行。检测结果表明操作的改进不仅保持准确的检测效果，又能缩短熔解曲线获得时间，从而可以提高检测效率。
　　本研究通过构建F2群体和分子标记定位，获得了XZ142w长纤维控制基因li3和短绒等位基因n2的连锁标记和遗传区间。另外该研究也成功将HRM技术用于棉花SNP的检测和后代的基因分型，并将分型结果用于相关基因的定位。本文研究结果为进一步的精细定位和基因克隆奠定基础，对于棉花的生物学研究有重要意义。

目录

封面

声明

硕士学位论文评阅人、答辩委员会签名表

中文摘要

英文摘要

目录

英文缩略表

第一章 引 言

1.1 棉纤维的发育

1.1.1 纤维原始细胞的分化与突起

1.1.2 纤维细胞的伸长或初生壁合成

1.1.3 次生壁的加厚

1.1.4 脱水成熟

1.2 四倍体陆地棉纤维突变体研究进展

1.2.1 光子类突变体

1.2.2 纤维极端缩短突变体

1.3棉花分子标记技术与质量性状的基因定位

1.3.1 分子标记技术及其在棉花育种的应用

1.3.2 棉花质量性状的基因定位

1.4 高分辨率熔解曲线（HRM）技术及其应用

1.5 本文研究的目的意义

第二章 徐州142无絮的SSR分子标记定位

2.1 材料和方法

2.1.1 亲本材料

2.1.2 分离群体构建

2.1.3 性状调查和遗传分析

2.1.4 叶片总DNA提取与检测

2.1.5 SSR引物PCR与标记分析

2.1.6 分离比检验

2.1.7 图谱构建

2.2 结果分析

2.2.1 F2群体的绒和絮分离

2.2.2 绒和絮控制基因的分子定位

2.3讨论

第三章 HRM技术的应用与连锁图谱加密

3.1材料与方法

3.1.1 试验材料

3.1.2 试剂和仪器

3.1.3 SNP引物的设计

3.1.4 HRM检测体系和LightCycler 480操作条件改进

3.1.5 SNP标记的基因分型与图谱加密

3.2 结果分析

3.2.1 HRM的应用与SNP检测

3.2.2 F2群体的基因分型和图谱加密

3.2.3 连锁图谱与物理图谱的比较

3.3 结论与讨论

第四章 全文结论

参考文献

致谢

作者简历