基于甜菜序列信息的SSR分子标记开发与应用研究

摘要

甜菜是我国北方主要的糖料作物。甜菜生长周期长、容易发生杂交，因此种质保存鉴定难度较大，性状检测周期长、效率低，传统的甜菜育种方法既耗时又费力。分子标记准确、高效，不受生长环境、发育阶段、实验条件等因素的影响，在甜菜育种及种质资源开发利用中均有重要作用。在众多类型的分子标记中，SSR标记的检测准确性和重复性都比较高，更适合进行性状评价、遗传作图等对准确性要求较高的研究，然而，我国目前已开发的甜菜SSR分子标记还比较少，许多研究还需要使用无物种特异性的标记。SSR分子标记的缺乏严重制约着相关研究的开展。
　　本研究利用课题组前期收集的甜菜序列信息，采用生物信息学手段高通量地挖掘SSR分子标记位点，再通过质量筛选与多态性筛选等实验进行候选标记的开发，获得新的甜菜候选SSR标记作为标记材料;再以课题组已建立的分离群体为材料，将所开发的候选标记应用于BSA分析，筛选出有希望与雄蕊育性连锁的SSR标记。通过本研究，将获得新的甜菜标记材料，并有望通过进一步验证获得与育性连锁的SSR分子标记，为种质资源评价、分子标记辅助育种等相关研究奠定基础。
　　主要研究成果如下:
　　(1)课题组已利用数据库搜索法得到甜菜EST序列29857条，GSS序列89519条，通过高通量RNA测序得到转录组序列55782条，其中未以EST形式报道的转录组序列37447条。对3个数据库中的SSR引物进行开发，共挖掘甜菜的SSR位点约一万个，其中成功设计引物的有效EST-SSR位点1200个，GSS-SSR位点2459个，RNA-SSR位点2344个。
　　(2)随机选取其中800个位点合成引物进行质量筛选，得到272对优质引物;用6份远缘种质对优质引物进行多态性筛选，保留PIC值大于0.24的引物，一共得到119个候选标记，并经复筛得到68个适用于分离群体的候选标记。
　　(3)将所得候选标记应用于BSA分析，利用课题组所构建的F2分离群体，筛选与雄蕊育性相关的标记，共得到8个有望与育性关联的SSR标记;用60个分离世代个体对标记与性状的关联性进行验证，其中有5个重组率小于50％，有望与育性连锁的标记。

目录

摘要

第1章 绪论

1．1 本研究的背景、目的与意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究目的与意义

1．2 国内外研究进展

1．2．1 分子标记概念

1．2．2 分子标记的种类及其特点

1．2．3 分子标记在甜菜上的应用

1．2．4 用生物信息学方法挖掘甜菜序列库中分子标记位点

1．2．5 BSA在性状关联标记开发中的应用

1．3 技术路线

第2章 材料与方法

2．1 试验材料

2．1．1 植物材料

2．1．2 数据与软件

2．1．3 试剂与仪器

2．2 试验方法

2．2．1 序列信息的获得

2．2．2 序列格式处理与序列库构建

2．2．3 标记位点挖掘与引物设计

2．2．4 基因组DNA的制备

2．2．5 候选标记的筛选

2．2．6 性状相关候选标记的筛选

第3章 结果与分析

3．1 序列信息收集与处理

3．2 位点挖掘与引物设计

3．3 基因组DNA的制备

3．4 候选标记的筛选

3．4．1 标记的质量筛选

3．4．2 标记的多态性筛选

3．5 候选标记的性状关联

3．5．1 候选标记的复筛

3．5．2 性状相关标记的筛选

3．5．3 育性相关标记的验证

第4章 讨论

4．1 序列来源与应用价值

4．2 高通量位点挖掘与候选标记准确筛选的平衡

4．3 高通量方案进行标记开发与应用的效果

4．4 甜菜分子标记开发与应用的制约因素

第5章 结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表论文

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