甜高粱遗传图谱的构建及能源相关性状的QTL定位

摘要

高粱[Sorghum bicolor(L.)Moench]是世界范围内广泛栽培的重要作物，具有C4 光合系统，光合效率高，杂种优势强，具有耐旱、耐涝、耐瘠薄、耐盐碱等多重抗逆性。甜高梁是普通粒用高粱的一个变种，植株高大，茎秆富汁多糖。茎秆糖组分主要为蔗糖、葡萄糖和果糖等简单糖类，可以很容易地发酵为乙醇。由于这些特点，甜高粱被认定为很有潜力的专用能源作物。本研究利用甜高粱与粒用高粱杂交的F2 群体及F2 ：3 家系，构建了SSR分子标记连锁图谱，对株高、茎粗、茎叶鲜重、茎秆鲜重、茎秆液汁重、茎秆含糖量等能源相关性状进行了QTL定位分析，并对株高、糖度进行了主基因多基因模型分析，以期为甜高粱分子标记辅助选择育种和主效QTL的精细定位提供依据。获得以下主要研究结果：
　　 1、利用粒用高粱品种石红137/甜高粱品种L-甜F2 群体构建了高粱的SSR标记连锁图谱，共包含118个标记位点，其中116个为高粱SSR 标记,2个是甘蔗SSR 标记，覆盖高粱基因组的1884.6cM，标记间平均距离为15.97cM，共15个连锁群。
　　 2、在构建分子标记连锁图谱的基础上，利用复合区间作图法，对高粱的株高、茎粗、茎叶鲜重、茎秆鲜重、茎秆液汁重、液汁糖度等6个能源相关性状进行了QTL 定位分析。获得了7个稳定表达、贡献率较高的主效QTL。其中，四个环境中共检测到3个控制株高的QTL，分别位于SBI-01、SBI-07和SBI-09，表型贡献率为11.32％-45.29％。位于SBI-07和SBI-09上的两个主效QTL 可在四个环境下同时检测到，均是L-甜的等位基因起增效作用，效应值分别为21.56％-45.29％和11.32％-22.89％。在三个环境中共检测到6个控制茎粗的QTL,分别位于SBI-01、SBI-07、SBI-08和SBI-09上，表型贡献率为6.47％-33.55％。位于SBI-07上SbAGF06和Xcup19 标记区间的QTL 可在三个环境中同时检测到，对表型的贡献率为12.86％-33.55％，是控制高粱茎粗的主效QTL。在三个环境中共检测到7个控制茎叶鲜重的QTL，分别位于SBI-01、SBI-04、SBI-07、SBI-08和SBI-09上，对表型的贡献率为5.49％-25.36％。SBI-09上的QTL 效应值高（16.17％-25.36％），表达稳定,3个环境中都能表达，为主效QTL。在两个环境中共检测到5个控制茎秆鲜重的QTL,分别位于第1、7和9染色体上，对表型的贡献率为8.65％-21.52％。其中位于SBI-07和SBI-09染色体上的2个QTL 都可在两个环境中同时被检测到。而位于SBI-09上Sb5-206和SbAGE03 区间的QTL 对表型的贡献率较大，分别为18.61％和21.52％，为主效QTL。在两个环境中共检测到6个控制汁液重的QTL，分别位于SBI-01、SBI-04、SBI-07和SBI-09上，表型的贡献率7.19％-23.26％。其中位于SBI-07和SBI-09的QTL 可在两个环境中同时被检测到，其他的QTL 均是在一个环境中被检测到。位于SBI-09上Sb5-206和SbAGE03 区间的QTL，对表型的贡献率较大分别为16.86％和23.26％，为控制汁液重的一个主效QTL。在两个环境中检测到4个控制糖锤度的QTL，分别位于SBI-01、SBI-02、SBI-03和SBI-07，对表型的贡献率为11.03％-17.65％。位于SBI-03的QTL是2个环境中稳定表达的主效QTL，贡献率为11.03％和17.65％。
　　 3、在SBI-07和SBI-09上检测到两个控制多个性状的QTL 簇，其中SBI-07的QTL 簇包含控制上述6个性状的QTL，除了茎粗外，其他5个性状的遗传正效应均是来自于父本L-甜。SBI-09的QTL 簇含有控制株高、茎粗、茎叶鲜重、茎秆鲜重、汁液重的QTL，遗传正效应均是来自于父本L-甜，主要表现为部分显性效应。除了控制茎粗的QTL 外，其余4个QTL 均是主效QTL。发现控制株高的QTL 同时影响茎叶鲜重和糖度等其他能源相关性状，进一步证实了控制株高QTL位点的一因多效性。
　　 4、通过对株高和糖度两个性状进行联合世代分析，发现主基因-多基因模型分析和QTL 定位分析对基因效应的解析相似。二者不同的是，QTL 定位分析能将QTL位点定位于具体的染色体和标记区间，而主基因-多基因模型分析只能明确主效基因的数目和基因效应。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:符 号 说 明

声明

1.前言

2.材料与方法

3 结果与分析

4 讨论

5 结论

6.参考文献

7 致谢

8 攻读学位期间发表论文情况