野生香菇数量性状 与SSR分子标记的关联分析

摘要

香菇(Lentinula edodes)目前已是世界上产量仅次于双孢蘑菇的人工栽培食用菌，是东亚地区最重要的食用菌之一。中国幅员辽阔，有着相当丰富的香菇自然种质资源，这些自然种质资源为香菇的遗传育种提供了优良材料。香菇大多数农艺性状和经济性状表现为连续变异的数量性状，受多基因控制，易受环境影响，采用常规育种方法很难对这些性状进行改良。分子标记技术的发展为分子标记辅助育种提供了可能性。香菇QTL定位工作尚处于起步阶段，存在亟待改进之处。以连锁不平衡为基础的关联分析方法为香菇数量性状的遗传研究提供了新的方法，也为香菇分子标记辅助育种研究提供了新的思路。
　　 本研究以采集于全国14个省份的香菇93个野生菌株和1个栽培菌株为研究材料，利用筛选出的34对SSR分子标记，对群体进行全基因组分子扫描，分析我国野生香菇的遗传多样性及群体结构，利用基于连锁不平衡的关联分析方法，对香菇13个数量性状与34个SSR分子标记的关联性进行了研究。主要结果如下:
　　 1.利用34对SSR标记对94个香菇菌株进行遗传多样性、主成分分析(PCA)和群体结构分析。结果表明，34对引物共扩增出169条带，其中多态性条带为162条，多态性为95.9％。期望杂合度（He）、多态性信息含量(PIC)和Shannon信息指数平均值分别为0.44、0.4和0.89，表明我国香菇野生菌株存在较高的遗传多样性，可以作为关联分析的材料。利用UPGMA聚类分析、主成分分析(PCA)和群体结构分析均可将94个菌株划分为3个主要类群，三者结果之间具有较高一致性。
　　 2.对34对SSR标记位点形成的561个成对组合位点进行连锁不平衡分析，共有150个位点组合存在一点程度的连锁不平衡，占总位点组合数的26.74％，连锁不平衡度都较低，大部分集中在0-0.2之间。基于r2统计概率P＜0.01支持的不平衡组合位点数为67，占不平衡成对组合位点数的44.67％，占总位点组合数的11.94％，r2＞0.2的组合位点数仅有3对，占总组合位点数的0.53％。
　　 3.利用TASEEL2.0软件中的一般线性模型对34个SSR标记位点与13个性状进行关联分析，共检测出6个与4个性状显著关联的位点。其中与木屑培养基生长速度显著关联的位点有3个，分别为IS017、LEP2和X015，其变异解释率分别为26.49％、16.59％和33.91％，总解释率达到76.99％。位点LEN41与菌盖直径显著关联，变异解释率为17.04％。位点LTY1与菌盖厚度显著关联，变异解释率为31.65％;位点F041与原基期显著相关联，变异解释率为9.9％。
　　 4.进一步分析与性状显著关联位点的优异等位变异，发掘出对农艺性状具有优异等位变异的典型载体材料。结果表明，在与木屑培养基生长速度显著关联位点的等位变异中，X015-1增效表型效应最大;在与菌盖直径显著关联的等位变异中，LEN41-1增效表型效应最大;在与菌盖厚度显著关联的等位变异中，LTY1-2增效表型效应最大;在与原基期显著关联的等位变异中，F041-1减效表型效应最大。本试验研究结果为开展香菇分子标记辅助育种奠定了基础。

目录

声明

摘要

缩略语表

1 前言

1．1 香菇概述

1．1．1 香菇种质资源分布

1．1．2 香菇遗传育种方法

1．2 香菇遗传多样性

1．2．1 遗传多样性研究方法

1．2．2 香菇遗传多样性研究进展

1．3 连锁分析

1．3．1 QTL作图的原理

1．3．2 香菇连锁作图的研究进展

1．4 关联分析

1．4．1 关联分析概述

1．4．2 关联分析原理

1．4．3 关联分析的两种策略

1．5 关联分析的应用趋势

1．5．1 关联分析与功能性分子标记的开发

1．5．2 关联分析与连锁分析的结合

1．5．3 关联分析与功能基因的验证

1．6 研究的目的与意义

2 材料与方法

2．1 试验材料

2．1．1 供试菌株

2．1．2 供试培养基

2．1．3 供试试剂

2．2 基因组DNA提取

2．3 农艺性状考察

2．3．1 菌丝阶段

2．3．2 出菇性状考察

2．4 SSR分子标记扩增

2．4．1 SSR分子标记的初筛

2．4．2 PAGE凝胶电泳

2．4．3 群体扩增

2．5 数据分析

2．5．1 农艺性状统计分析

2．5．2 遗传多样性分析

2．5．3 群体结构分析

2．5．4 连锁不平衡分析

2．5．5 关联分析

2．5．6 优异等位变异位点分析

3 结果与分析

3．1 供试菌株农艺性状数据分析

3．1．1 供试菌株农艺性状统计分析

3．1．2 农艺性状相关性分析

3．2 遗传多样性分析

3．2．1 SSR标记的多态性

3．2．2 基于SSR标记的聚类分析

3．2．3 主成分分析

3．3 各个群体之间的遗传关系

3．4 群体结构分析

3．5 连锁不平衡分析

3．6 关联分析

3．7 优异等位变异位点分析

4 讨论

4．1 中国香菇野生菌株农艺性状分析

4．2 香菇野生菌株遗传多样性分析

4．3 香菇野生菌株群体结构分析

4．4 连锁不平衡分析

4．5 分子标记位点与农艺性状的关联分析

4．6 群体关联分析结果与分子标记辅助育种

参考文献

致谢