耐大豆疫霉根腐病QTL定位的研究

摘要

分子辅助育种是越来越实用的一种育种技术，在育种实践过程中利用分子标记对重要农艺性状进行辅助选择，能够有效提高育种效率。关于大豆疫霉根腐病质量抗病基因的遗传定位研究已有大量的报导，但定位耐大豆疫霉根腐病数量性状遗传位点(QTLs)的研究却鲜见报导。鉴于近年来大豆疫霉根腐病数量性状抗性育种在世界各国得到高度重视，本研究的目的是定位与耐大豆疫霉根腐病相关的QTLs，用来指导大豆疫霉根腐病抗病育种工作。该研究以感病品系OX760和耐病品种Conrad及二者杂交所衍生的62个F2：6重组自交系为材料，调查两个地点和两个年份的疫霉根腐病病害损失率；利用1200条RAPD引物和341对SSR引物对耐大豆疫霉根腐病进行基因定位。在1200条RAPD引物中，清晰可重复的多态性标记为39个，占3.25％；在341对SSR引物中，清晰可重复的多态性标记为45个，占13.2％。　　本研究利用Mapmaker/EXP3.0b构建了大豆分子遗传连锁图谱，SSR和RAPD分子标记覆盖基因组的总长约3000cM。分子标记间的平均距离为29.7cM。分子标记主要集中在MLGF、MLGN、MLGD1b+w、MLGM四条染色体组上，这四条染色体上共有36个分子标记，占总标记数35.6％。其中标记最密集的两条染色体是MLGF和MLGM，各有10个标记。　　本研究采用WinQTLCart(V2.0)软件进行QTL分析，LOD值大于2.0作为QTL存在的阈值，共发现分属于MLGD1b+W和MLGM连锁群的4个与耐大豆疫霉根腐病显著相关的分子标记，即：OPL18-800bp、OPN03-600bp，Satt536和Satt463。其对病害损失率的贡献率为13.34％到22.31％。与4个分子标记相对应的共有3个QTL位点，即：QPRR-1(QOPL18-800bp)，QPRR-2(QOPN03-600bp)和QPRR-3(QSatt536-Satt463)。其中QPRR-1和QPRR-2经多重QTL计算，对两年(2000年和2001年)和两点(Woodslee和Weaver)平均总病害损失率的贡献率为44.5％，而QPRR-3对2001年Woodslee试验点病害损失率的贡献率为15.2％。QPRR-1对2000年Woodslee试验点的病害损失率贡献率为21.55％，对2000年Wever试验点的病害损失率贡献率为16.71％，对两年(2000年和2001年)及两点(Woodslee和Weaver)平均总病害损失率的贡献率为22.31％。本试验发现数个在大多数生态环境条件下能重复出现的QTLs，可以作为育种工作中的重点选择指标，用以指导耐大豆疫霉根腐病的分子辅助育种。　　该研究同时还表明，NTSYS(V2.11a)和GGEBIPLOT(V3.4)软件分析方法可以有效地应用于大豆抗病性分子研究中，其中NTSYS(V2.11a)可以将发现的与耐大豆疫霉根腐病相关的分子标记应用于62个F2：6重组自交系的分组，正确率达到了95.16％。而GGEBIPLOT(V3.4)可以直观地表示QTL、株系与地点、年份之间的关系。

目录

文摘

英文文摘

1引言

1.1大豆疫霉根腐病研究概况

1.1.1病害的起源与发生

1.1.2大豆疫霉根腐病原菌的研究

1.1.3大豆疫霉根腐病的遗传分析

1.1.4大豆疫霉根腐病抗病育种概况

1.2遗传标记

1.2.1限制性片段长度多态性

1.2.2随机扩增多态性DNA

1.2.3简单序列重复

1.2.4扩增片段长度多态性

1.3大豆遗传图谱的发展

1.3.1经典遗传图谱

1.3.2以RFLP标记为主的遗传图谱

1.3.3以SSR标记为主的遗传图谱

1.3.4大豆公共遗传图谱的构建

1.3.5作图群体的选择

1.4大豆数量性状定位研究进展

1.4.1分子标记定位QTL的原理

1.4.2植物数量性状QTL检测方法的研究

1.4.3大豆数量性状QTL定位分析

1.5 QTL定位在大豆育种中的应用

1.6大豆抗病性状的基因定位

1.6.1大豆胞囊线虫

1.6.2大豆瘁死综合症

1.6.3大豆细菌性斑点病

1.6.4大豆花叶病毒病

1.6.5大豆灰斑病

1.7大豆疫霉根腐病研究进展

1.7.1大豆疫霉根腐病分子标记研究进展

1.7.2大豆疫霉根腐病研究中存在的问题和耐病性研究的迫切性

1.8本研究的目的和意义

2材料和方法

2.1材料

2.1.1分离群体材料

2.1.2耐病性鉴定

2.1.3 PCR引物合成

2.2方法

2.2.1大豆总DNA提取

2.2.2数据记录与统计分析

3结果与分析

3.1大豆疫霉根腐病耐病性鉴定及遗传力分析

3.1.1大豆疫霉根腐病耐病性鉴定

3.1.2遗传力分析

3.2引物的筛选和标记分离分析

3.2.1 SSR引物的筛选

3.2.2 SSR PCR扩增和SSR分析

3.2.3 RAPD引物的筛选

3.2.4 RAPD PCR扩增和RAPD分析

3.3 遗传图谱的构建

3.4 耐大豆疫霉根腐病的QTL分析

3.5 F6 RIL群体的遗传组成

3.6分子标记的聚类分析

3.7基因型与地点、年份之间的关系

3.8 QTL与地点、年份之间的关系

4 讨论

4.1 RAPD和SSR的检测效率

4.2耐病性鉴定对QTL定位的影响

4.3主效稳定QTL的检测

4.4 BSA法筛选引物的准确性

4.5杂合型条带分析

4.6对偏分离现象的解释

5结论

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文