柑橘有性杂种群体的创建及分子遗传连锁框架图的构建

摘要

柑橘在世界农业经济中占有十分重要的地位。多胚性、雌/雄性败育以及遗传上高度杂合影响了柑橘杂交育种工作的开展和遗传图谱的构建。针对以上问题,首先,本研究配置了14个不同的杂交组合,采用常规杂交结合胚抢救和分子标记等技术,获取杂种后代,并对胚抢救过程中获得的枳杂种愈伤组织进行了再生能力的测定；然后利用分子标记技术,对红橘(C.reticulata Blanco)×枳(Poncirus trifoliata(L.)Raf)的F1群体进行遗传分析,构建柑橘的遗传连锁框架图。本研究主要取得了以下结果:
　　 1、2003年和2004年连续两年,以HB柚(C.grandis(L.)Osbeck‘HiradoBuntan')、华农本地早橘(C.reticulata‘Huanong’)、温州蜜柑(C.unshiu Marc.)、葡萄柚(C.paradisi Macq.)和红橘为母本,以枳、诺瓦橘柚、佩奇橘柚、费尔切尔德橘和默科特橘橙作父本,配置了14个不同的杂交组合进行杂交授粉,结果共收获果实1087个,种子4846粒。通过胚培养,共获得了杂交后代2029个单株,-移栽成活1186株。为区分杂种苗和珠心苗,用形态识别和SSR分析,鉴定了990株枳的杂交后代,得到了423株三叶杂种(HB柚×枳262株,温州蜜柑×枳49株,红橘×枳111株,华农本地早橘×枳1株)；SSR分析鉴定了其它杂交后代的756个单株,结果共获得了614株杂种,其中HB柚×诺瓦244株,HB柚×佩奇179株,HB柚×费尔切尔德172株,华农本地早橘×诺瓦1株,华农本地早橘×佩奇7株,华农本地早橘×默科特3株,温州蜜柑×诺瓦8株。这些杂种资源为柑橘的品种选育、砧木育种及图谱构建提供了材料。
　　 2、以红橘、枳及它们的10个杂种单株为材料,共筛选了84对核SSR引物、68对EST-SSR引物、45条RAPD引物和1个CAPs标记(Lcyb基因),结果发现45对(53.6％)核SSR引物、30对(44.1％)EST-SSR引物、15条(33.3％)RAPD引物和Lcyb-OAPs标记具有多态性,并在子代个体中存在分离。用筛选出来的多态性引物对红橘×枳的F1群体(107个单株)进行扩增,共得到了114个分离位点(53个核SSR位点,30个EST-SSR位点,30个RAPD位点,1个CAPs位点),其中有20.2％的位点(23个)表现了不同类型的偏分离,其余91个位点表现出符合1:1或1:1:1:1或1:2:1或3:1的孟德尔分离方式。核SSR、EST-SSR和RAPD位点分别表现出28.3％、6.7％和20.0％的偏分离比例。
　　 3、用Joinmap3.0软件,对91个符合孟德尔分离规律的位点,进行遗传连锁分析,构建了一张含有36个位点(15个SSR、19个EST-SSR、1个RAPD和1个Lcyb-CAPs)、9个连锁群、总长为329 cM的红橘×枳的图谱,并找到了与Lcyb基因相连锁的标记。7个新标记(其中5个为轻度偏分离标记)添加到图谱后,不但没有严重影响图谱原有标记的连锁关系,而且将总图距增加到了417 cM,说明轻度偏分离标记也可用于连锁图的构建。此外,用母本的81个位点、父本的57个位点、114个分离位点分别构建了含有11个连锁群和49个标记的母本连锁图、含有8个连锁群和20个标记的父本连锁图、含有14个连锁群和56个标记的双亲共有连锁图。母本、父本及双亲共有连锁图分别覆盖基因组总长的477 cM、202 cM和546cM。通过比较分析母本连锁图、父本连锁图及它们共有连锁图上的共有标记,发现不同连锁群之间存在共线性。此图谱主要由共显性标记组成,有利于各图谱之间的比较分析,并为图谱的进一步填充、抗性基因的定位打下基础。
　　 4、将温州蜜柑×枳授粉后80、85、90天及红橘×枳授粉后80、85天的种胚接种到MG1.0(MT+GA31.0 mg·L-1)培养基中进行胚抢救,结果证明授粉后80天适合于这两个杂交组合的胚抢救；在所测的八种培养基中,MG0.5(MT+GA30.5mg·L-1)培养基最适合于温州蜜柑×枳,MG1.0培养基最适合于红橘×枳。对胚抢救获得的两个枳杂种愈伤组织进行胚性能力测定,结果表明红橘×枳的杂种愈伤组织已丧失了胚性能力,在所用的七种培养基中都不能再生胚状体；温州蜜柑×枳的杂种愈伤组织还具有一定的再生能力,在M2(MT+5％乳糖)、M6(MT+500 mgl-1 ME+5％蔗糖)和M7(MT+500 mg l-1 ME+3.0 mg l-1 BA+5％蔗糖)三种培养基都能再生胚状体。

目录

文摘

英文文摘

缩略词表

第一章 文献综述

1 柑橘育种

1.1 柑橘的育种目标及成就

1.2 柑橘育种的细胞学和遗传学基础

1.3 柑橘育种的途径

1.4 柑橘的杂交育种

2 分子遗传图谱的构建

2.1 遗传作图的理论依据和方法

2.2 作图群体

2.3 DNA分子标记

3.分子遗传图谱在作物遗传改良中的应用

3.1 数量性状位点(QTL)的定位研究

3.2 基于遗传图谱的基因克隆

3.3 比较基因组研究

3.4 标记辅助选择(Marker-assisted selection,MAS)

4 果树遗传图谱构建的研究及应用

4.1 柑橘的遗传作图

4.2 苹果的遗传作图

4.3 核果类果树的遗传作图

4.4 其它果树的遗传作图

5 本研究的目的和内容

第二章 利用胚培养技术获得柑橘杂种群体

1 材料与方法

1.1 材料

1.2 方法

2 结果与分析

2.1 花粉活力测定

2.2 杂交授粉

2.3 胚培养及移苗

2.4 杂交后代的杂种鉴定

2.5 枳杂种胚性愈伤组织的鉴定及其胚性能力的测定

3 讨论

3.1 柑橘的有性杂交

3.2 柑橘的胚抢救

3.2 枳的胚性愈伤组织诱导及胚性能力

第三章 柑橘分子遗传连锁框架图的构建

1 材料与方法

1.1 材料

1.2 方法

2 结果与分析

2.1 引物筛选

2.2 多态性引物对大群体扩增的结果与分析

2.3 连锁图的构建

3 讨论

3.1 作图群体

3.2 分子标记的选择

3.3 标记的偏分离

3.4 本研究的作图结果

3.5 柑橘的遗传作图

3.6 本研究的后续工作

参考文献

附录

图版和说明

致谢

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