核桃(Juglans regia)SLAF遗传连锁图谱构建及抗炭疽病QTL定位

摘要

核桃（Juglans regia，2n=32）是重要的木本粮油战略树种，具有较高的营养价值和生态价值，全基因组约为606Mb。由胶胞炭疽菌（Colletotrichum gloeosporioides）引起的核桃炭疽病是目前核桃的重要病害，严重影响核桃的产量和品质。利用分子标记构建高密度核桃遗传连锁图谱，对抗炭疽病性状进行QTL定位，是开展分子辅助育种的重要环节。本研究以核桃品种‘元林’、‘青林’及84个‘元林’ב青林’F1杂种后代为作图群体，采用SLAF-seq测序技术，构建核桃高密度遗传连锁图谱，对核桃抗炭疽病性状进行QTL定位和分析。具体结果如下:
　　1.SLAF-seq数据分析与SLAF标记:共得到161.64M的双端reads，开发得到153，820个SLAF标记，母本的平均测序深度为68.06，父本为56.21，子代为7.91。其中有49，174个多态性标记，占到总标记数的31.97％。对得到的多态性标记进行基因型编码，有38，664个多态性标记被成功编码，并被分到8类基因型中，通过筛选去除质量低、缺少亲本信息、严重偏分离和其他不适合构建图谱的标记，总共13，635个多态性标记被分到5类基因型中，ef× eg标记有962个，hk×hk标记有1，046个，lm×ll标记有3，501个，nn×np标记有8，123个，ab×cd标记有3个。
　　2.核桃高密度遗传图谱:通过对成功编码的13，635个SLAF标记，进行连锁分析。最终上图标记为2，577个SLAF标记，其中偏分离标记为761个，占到上图标记的29.53％。构建了包含16个连锁群的核桃高密度雌性图谱、雄性图谱和整合图谱，分别包含2，395个SLAF标记，488个SLAF标记和2，577个标记。雌性图谱覆盖长度为2664.36cM，平均图距为1.11cM;雄性图谱覆盖长度为1305.58cM，平均图距为2.91cM;整合图谱覆盖长度为2457.82cM，平均图距为0.95cM。雌性图谱每个连锁群上的标记数在1-242之间，连锁群长度在0.00-274.38cM之间;雄性图谱每个连锁群上的标记数在1-80之间，连锁群长度在0.00-174.78cM之间;整合图谱每个连锁群上的标记数在80-243之间，连锁群长度在78.12-190.04cM之间。
　　3.在上图标记中，主要包括SNP_only，InDel_only和SNP&InDel三种类型的标记其中‘SNP_only’是主要的标记类型，为2，300个，占上图标记89.25％。共有5，043个SNPs位点在上图标记中，平均每个标记含有2个SNP位点。其中大多数SNP位点是R(G/A)和Y(T/C)类型，分别占SNPs位点的33.61％和34.62％。
　　4.核桃抗炭疽病的QTL定位:根据核桃双亲的整合图谱，利用MapQTL5.0软件，采用区间作图法(LOD＞3)，对F1代和亲本的抗炭疽病性状进行QTL分析。检测到1个与抗炭疽病相关的QTL位点。该QTL位于LG14连锁群165.51-176.33cM之间，包含10个SLAF标记，可解释表型变异范围为16.2％-19.9％。

目录

声明

符号说明

摘要

1 引言

1．1 核桃炭疽病研究进展

1．1．1 核桃炭疽病及其危害

1．1．2 核桃炭疽病的防治研究

1．1．3 核桃抗炭疽病基因研究

1．2 分子标记技术

1．2．1 基于Southern杂交技术的分子标记

1．2．2 基于PCR技术的分子标记

1．2．3 以DNA序列为基础的分子标记

1．3 SLAF-seq测序技术及SLAF分子标记

1．3．1 SLAF-seq测序技术

1．3．2 SLAF分子标记

1．4 分子遗传图谱

1．4．1 分子遗传图谱构建的理论依据

1．4．2 构建分子遗传图谱的主要步骤

1．5 QTL定位

1．5．1 QTL定位的原理

1．5．2 QTL定位的方法

1．6 关于核桃分子标记研究进展

1．6．1 核桃分子标记研究

1．6．2 核桃遗传连锁图谱构建和QTL定位研究

1．7 本研究的目的意义

2 材料和方法

2．1 实验材料

2．1．1 植物材料

2．1．2 试剂与设备

2．2 实验方法

2．2．1 核桃基因组DNA的提取

2．2．2 基因组DNA浓度和纯度检测

2．2．3 核桃抗炭疽病性状的调查

2．2．4 SLAF文库的构建及测序

2．2．5 测序数椐分析

2．2．6 核桃高密度遗传连锁图谱的构建

2．2．7 核桃抗炭疽病QTL定位

3 结果与分析

3．1 基因组DNA的提取

3．2 核桃抗炭疽病性状的调查

3．3 SLAF测序数据评估与统计

3．3．1 测序质量值评估

3．3．2 碱基分布检查

3．3．3 SLAF测序数据统计

3．3．4 Control数据与基因组比对统计

3．4 SLAF标记开发

3．4．1 SLAF标记多态性分析

3．4．2 编码基因型

3．4．3 标记筛选

3．5 核桃遗传连锁图谱构建

3．6 图谱评估

3．6．1 图谱的基本信息

3．6．2 图谱偏分离标记分析

3．6．3 图谱标记类型分析

3．6．4 图谱标记的SNP分型

3．6．5 图谱可视化评估

3．7 核桃抗炭疽病的QTL定位

4．讨论

4．1 核桃SLAF标记及其分离

4．2 作图群体的评价

4．3 关于核桃遗传连锁图谱

4．4 核桃抗炭疽病相关的QTL定位分析

5 结论

参考文献

附录

致谢

攻读学位期间发表的学术论文