控制莴苣种子颜色基因的遗传定位

摘要

莴苣(Lactuca sativa)种子通常为黑色和白色，一些莴笋类型为棕色种子。种子颜色形成机理在拟南芥，大豆和水稻中都有比较深入的研究，在莴苣中的相关研究却鲜有报道。
　　本课题首先利用黑色种子莴苣Y37和白色种子莴苣S1杂交，并构建F4重组自交系群体，该群体出现种子颜色黑色和白色的分离。在该群体内取20株黑色种子莴苣叶片混合构建一个极端池，另取20株白色种子莴苣叶片混合构建一个极端池，分别提取RNA并测序。分析测序数据发现7号染色体44-51Mb区域内等位基因频率具有显著差异，推测该区域内存在控制莴苣种子黑白颜色的基因。扩大群体并利用图位克隆将基因精细定位到7号染色体49.16Mb-49.26Mb区域，对候选区域基因功能进行注释和预测，将编码LsTT2转录因子的基因确定为候选基因。
　　另外，利用棕色种子莴苣PI251246和白色种子莴苣PI358001-1杂交得到F1，F1自交得到F2，F2种子颜色出现黑、白、棕三种颜色分离，利用黑色种子莴苣和棕色种子莴苣各20株构建两个极端池，进行RNA-Seq，发现2号染色体95-102Mb区域内等位基因频率有显著差异，开发分子标记利用图位克隆最终将基因定位到2号染色体96.24-100.63Mb之间，分析该区域内基因的表达量差异和功能，将一个编码查尔酮合成酶的基因LG2229551选为候选基因。

目录

声明

摘要

缩略语表

1 前言

1．1 莴苣的生物学特性

1．2 种子颜色对植物的作用

1．3 原花青素与种子颜色形成

1．4 花青素与种子颜色形成

1．5 CHS基因与种子颜色形成

1．6 BSR-Seq方法及其应用

1．7 Non-stop codon机制

1．8 课题开展的背景及研究目的

2 材料与方法

2．1 试验材料

2．2 试验方法

2．2．1 CTAB法提取总DNA

2．2．2 Trizol法提取总RNA

2．2．3 琼脂糖凝胶电泳

2．2．4 开发CAPS标记和SNP标记

2．2．5 交换单株的筛选及基因定位

2．2．6 农杆菌介导的莴苣遗传转化

3 结果与分析

3．1 控制莴苣种子黑白颜色基因的定位和功能分析

3．1．1 莴苣种子黑白颜色性状调查

3．1．2 控制莴苣种子黑白颜色基因的初定位

3．1．3 控制莴苣种子黑白颜色基因的精细定位

3．1．4 候选基因预测

3．1．5 候选基因关联分析

3．1．6 候选基因功能分析

3．1．7 定位区段基因在黑白种子莴苣中表达量的差异

3．1．8 基因LsTT2的时空表达研究

3．1．9 农杆菌介导莴苣遗传转化

3．2 控制莴苣棕色种子基因的定位

3．2．1 P1251246×Pl358001-1的F2群体种子颜色调查

3．2．2 控制莴苣棕色种子基因的初定位

3．2．3 控制莴苣棕色种子基因的精细定位

3．2．4 预测候选基因

3．2．5 定位区段CttS基因差异表达分析

3．2．6 候选基因SNP关联分析

3．2．7 莴苣中CHS基因的进化分析

4 讨论

4．1 LsTT2功能分析

4．2 莴苣种子颜色形成分析

4．3 研究存在的问题和不足

4．4 后期工作展望

参考文献

附录

致谢