割手密高密度遺傳圖譜的構(gòu)建及黑穗病QTL定位.pdf

1、甘蔗（Saccharum officinarum L.）是世界上最重要的糖料作物，選育高產(chǎn)高糖抗逆的品種仍然是當(dāng)前甘蔗育種的主要目標(biāo)。甘蔗屬的大多數(shù)性狀受微效多基因控制，為復(fù)雜的數(shù)量性狀，因而對(duì)其進(jìn)行遺傳改良十分困難，加之甘蔗遺傳背景復(fù)雜，一般條件下難于開花或很少開花，使用傳統(tǒng)育種方法進(jìn)行新品種選育，效率較低。割手密（SaccharumspontaneumL.）是甘蔗屬中分布最廣、類型最多的細(xì)莖野生種，比其他甘蔗屬及近緣屬的野生種更易于

2、雜交利用，是當(dāng)前甘蔗品種中優(yōu)良性狀如適應(yīng)、性抗逆性、宿根性等的主要來源。開展割手密高密度分子遺傳連鎖圖譜構(gòu)建和QTL定位研究，將優(yōu)異的野生種質(zhì)資源轉(zhuǎn)化為基因資源，找到與目標(biāo)性狀緊密連鎖或共分離的分子標(biāo)記，借助標(biāo)記輔助選擇可以極大縮短育種年限、加快育種進(jìn)程。本研究以廣西割手密GXS85-30和GXS87-16雜交F1157個(gè)分離后代建立作圖群體，結(jié)合SSR和AFLP分子標(biāo)記技術(shù)，采用“擬測(cè)交”策略分別構(gòu)建雙親分子遺傳圖譜，并對(duì)控制黑穗病性

3、狀的QTL進(jìn)行定位分析。主要結(jié)果如下:
　　1.建立了高效的SSR和AFLP分子標(biāo)記技術(shù)體系，SSR-CE方法檢測(cè)多態(tài)性標(biāo)記和單劑量標(biāo)記效率分別是SSR-PAGE方法的1.9倍和1.47倍;AFLP-CE方法檢測(cè)多態(tài)性標(biāo)記和單劑量標(biāo)記效率分別是AFLP-PAGE方法的2.5倍和3.9倍。SSR和AFLP熒光標(biāo)記結(jié)合毛細(xì)管電泳檢測(cè)具有高效性，其中AFLP熒光標(biāo)記毛細(xì)管電泳技術(shù)更具優(yōu)越性，該技術(shù)體系有利于開展高密度遺傳圖譜的構(gòu)建及遺傳

4、多樣性分析等相關(guān)研究。
　　2.利用JoinMap4.0成功構(gòu)建了母本GXS85-30和父本GXS87-16的分子遺傳圖譜。母本GXS85-30分子遺傳圖譜包含72個(gè)連鎖群，共計(jì)701個(gè)標(biāo)記位點(diǎn);覆蓋總圖距4656.2cM，標(biāo)記間平均圖距6.64 cM;估測(cè)基因組長(zhǎng)度為7141.69 cM，基因組覆蓋率為65.20％;圖譜共含8個(gè)同源組，推測(cè)其為同源八倍體。父本GXS87-16的遺傳連鎖圖譜共形成72個(gè)連鎖群，包括650個(gè)標(biāo)記位點(diǎn)

5、;覆蓋總圖距4539.34 cM，標(biāo)記間平均圖距6.98 cM;估測(cè)基因組長(zhǎng)度為5632.69 cM，基因組覆蓋率為80.59％;圖譜包含8個(gè)同源組，推測(cè)其為同源八倍體。本次構(gòu)建的兩張割手密分子遺傳圖譜，標(biāo)記間平均圖距均較?。ㄐ∮? cM)，覆蓋率較高（65％以上），達(dá)到下一步開展黑穗病QTL定位的要求。
　　3.比較SSR/AFLP-CE標(biāo)記和SSR/AFLP-PAGE的作圖效率，SSR-CE標(biāo)記作圖效率是SSR-PAGE標(biāo)記的

6、2.27倍;AFLP-CE標(biāo)記作圖效率是AFLP-PAGE標(biāo)記的3.72倍。SSR和AFLP分子標(biāo)記結(jié)合毛細(xì)管電泳技術(shù)的高效性，不僅體現(xiàn)在多態(tài)性位點(diǎn)的檢測(cè)效率，還體現(xiàn)在標(biāo)記位點(diǎn)的作圖效率，再次顯示出毛細(xì)管電泳的優(yōu)越性。其中AFLP-CE方法比SSR-CE的標(biāo)記作圖效率高出10.6％，表明AFLP標(biāo)記是遺傳圖譜作圖效率更高的一種分子標(biāo)記，有利于構(gòu)建高密度的遺傳連鎖圖譜。
　　4.用單標(biāo)記分析法(SMA)進(jìn)行割手密黑穗病QTL分析，檢

7、測(cè)到130個(gè)分子標(biāo)記（72個(gè)來自母本GXS85-30、58個(gè)來自父本GXS87-16）與黑穗病QTL連鎖，其中有5個(gè)標(biāo)記的貢獻(xiàn)率值超過10％，表現(xiàn)在0.1％水平上與黑穗病QTL呈極顯著相關(guān)，分別是來自母本GXS85-30的Aatcga37(12.53％)、Actcaa16(11.53％)、Attcca1(10.8％)和來自父本GXS87-16的mSSCIR17-b(12.73％)、Aatcga4(11.29％)。
　　5.采用Wi

8、ndows QTL Cartographer2.5的復(fù)合區(qū)間作圖法(CIM)，以LOD≥3.0作為QTLs入選的臨界值，成功地對(duì)割手密黑穗病進(jìn)行了QTL初步定位。用CIM法在母本GXS85-30遺傳圖譜上共檢測(cè)到控制黑穗病性狀的2個(gè)主效QTL和19個(gè)微效QTL，單個(gè)QTL解釋表型變異的0.43％～15.99％，9個(gè)QTL表現(xiàn)為正加性效應(yīng)，其增效效應(yīng)來源于GXS85-30，12個(gè)QTL表現(xiàn)為負(fù)加性效應(yīng)，其增效效應(yīng)來源于GXS87-16。2

9、個(gè)主效QTLs（qSmut23和 qSmut37）分別與標(biāo)記Attcca1和Attcaa18呈共分離，單一可解釋的表型變異分別為10.81％和15.99％。
　　6.用CIM法在父本GXS87-16遺傳圖譜上共檢測(cè)到控制黑穗病性狀的2個(gè)主效QTL和32個(gè)微效QTL，單個(gè)QTL解釋表型變異的0.25％～12.10％;15個(gè)QTL表現(xiàn)為正加性效應(yīng)，其增效效應(yīng)來源于GXS87-16;19個(gè)QTL表現(xiàn)為負(fù)加性效應(yīng)，其增效效應(yīng)來源于GXS8