杂交水稻亲本特异分子标记及水稻分子指纹库的初步建立

摘要

建立方法简便、分辨率高的鉴定水稻品种遗传多态性和真实性的分子指纹技术对于指导水稻育种和规范种子市场都具有重要意义。2014年，国家农业部颁布了农业行业水稻品种鉴定技术规程的标准，新标准是基于35个不同遗传特点的代表性水稻品种建立的SSR分子标记技术规程，本研究根据该标准的方法，对100份杂交水稻亲本材料的遗传多态性和特异性进行了比较分析，包括59份两用核不育系材料、29份三系不育系材料和12个父本材料，结果如下:
　　1、供试亲本特异性数字分子指纹的建立与遗传多样性分析
　　本研究利用新标准，对48对SSR标记的扩增片段赋予数值，初步建立了100个杂交稻亲本的数字分子指纹库。
　　对供试材料遗传相似系数进行分析，各品种间遗传相似系数间变幅0.54-0.97。参照新标准水稻品种鉴定技术规程，具有2对以上位点差异则为不同品种，所有供试材料都具有3对以上引物的差异，表明用新标准提供的48对SSR标记构建的数字分子指纹具有品种的特异性，可以区分供试的所有品种。通过聚类分析揭示了水稻亲本间丰富的遗传差异以及各品种间的亲缘关系，该研究结果对杂交水稻育种具有参考价值。
　　本研究在100份材料中筛选出24份材料的特异分子标记，这些特异分子标记可作为杂交水稻亲本以及组合真实性鉴定和纯度鉴定的特异分子标记。
　　2、新标准中48对SSR分子标记多态性及新增等位变异位点分析
　　新标准的48对SSR标记在100份水稻品种中共检测到了197个等位变异位点。每对引物扩增的等位位点数的变异范围在2-7个之间，平均值为4.10个，PIC范围在0.25-0.77，平均值为0.56，呈高度多态性。但RM176和RM551两对引物的PIC值在供试材料的遗传差异分析中贡献率都比较低，分辨力弱，建议在相应染色体区段开发多态性更高的分子标记。
　　标准中48对引物构建的数字分子指纹来源于35个具有一定代表性的水稻品种，本研究以35个代表性水稻品种为标样，与100个供试杂交水稻亲本的指纹库进行比较，发现供试的杂交水稻亲本中有16个新的等位变异位点，并克隆获得全序列，这些新变异位点可作为农业部标准中数字分子指纹库的信息补充，丰富水稻标准库中的遗传信息和代表性品种信息。
　　3、利用杂交水稻亲本的数字分子信息进行高产组合的数字分子信息分析
　　对供试材料中8个超级稻或国审稻的亲本间分子差异进行比较，8个优质组合的的数字分子指纹的杂合位点数有27-32个，观测杂合度在0.563-0.667之间，推测具有配出强优势组合的潜力。对强优势亲本9311遗传差异位点进行分析，筛选到9311产生杂种优势的17个核心标记位点，这些可用于指导杂交亲本分子预测育种。
　　4、虚拟杂交组合数字分子指纹库的建立
　　本研究对88份不育系材料与12份父本材料构建了虚拟杂交组合F1代的分子指纹库，根据不同虚拟组合的遗传差异，可用于杂交组合F1代的真实性鉴定。另外根据虚拟组合杂合位点，可指导杂交种子纯度快速鉴定。

目录

摘要

1 论文综述

1．1 研究现状

1．1．1 水稻SSR分子标记的开发

1．1．2 杂交水稻分子指纹库的构建与应用

1．2 研究背景与目的意义

1．2．1 研究背景

1．2．2 研究目的和意义

1．3 当前应用SSR标记进行水稻分子指纹库构建的技术要点

2 材料与方法

2．1 水稻材料

2．2 实验方法

2．2．1 水稻DNA的提取

2．2．2 PCR扩增和凝胶电泳

2．2．3 数据赋值及数据库的建立

2．2．4 新片段克隆测序

3 结果与分析

3．1．杂交水稻亲本特异性数字分子指纹库的初步建立

3．2 杂交稻亲本遗传相似性及聚类分析

3．3 新标准SSR标记多态性分析

3．4 杂交稻亲本新增等位变异位点的分析

3．5 杂交稻亲本杂种优势分子遗传差异性分析

3．6 虚拟杂交组合数字分子指纹库的建立

4．讨论与结论

参考文献

攻读硕士学位期间撰写、发表的论文

致谢

声明