二倍體馬鈴薯遺傳圖譜構(gòu)建及晚疫病抗性QTL定位.pdf

1、馬鈴薯(Solanum tuberosum L.)起源于南美洲安第斯山脈，是世界第四大糧食作物，第一大非谷類糧食作物。目前我國是世界上馬鈴薯生產(chǎn)第一大國，馬鈴薯產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為我國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要支柱產(chǎn)業(yè)。晚疫病(Phytophthora infestans)是世界范圍內(nèi)的馬鈴薯主要病害之一，是國際第一大作物病害。雖然化學(xué)防治是目前國內(nèi)外最主要的晚疫病防治措施，但化學(xué)防治帶來了更高的生產(chǎn)投入和環(huán)境污染。此外，晚疫病原菌的抗藥性問題使化

2、學(xué)防治的難度日益增加。因此，晚疫病持久抗性品種的選育越來越受到關(guān)注。但到目前為止，馬鈴薯生產(chǎn)中仍然缺乏優(yōu)良的晚疫病持久抗性品種。因此，尋找新的晚疫病抗性資源，解析晚疫病持久抗性機(jī)理，最終選育出晚疫病持久抗性品種，是馬鈴薯研究者和育種家當(dāng)前面臨的一項(xiàng)重大而緊迫的任務(wù)。
　　 為了尋找新的抗性資源，本研究構(gòu)建了二倍體馬鈴薯B3C1HP群體的遺傳連鎖圖譜，在此基礎(chǔ)上定位了控制晚疫病抗性的QTL，主要研究結(jié)果如下：
　　 1.利

3、用STS、SSR和AFLP等標(biāo)記，構(gòu)建了B3CIHP群體的母本初步圖譜，圖譜總長810 cM?；诖藞D譜，本研究首次將條件QTL分析應(yīng)用于馬鈴薯晚疫病數(shù)量抗性研究，定位了6個(gè)條件QTL(dPI02、dPI07、dPI09a、dPI09b、dPI09c和dPI12)。所有的條件QTL的表達(dá)模式都表現(xiàn)出即時(shí)性，在各田間環(huán)境中的不同的晚疫病發(fā)展階段，各條件QTL表達(dá)與否及效應(yīng)的強(qiáng)弱都發(fā)生著變化。傳統(tǒng)QTL定位僅檢測(cè)到了一個(gè)QTL(PI09)，

4、PI09與dPI09c是兩種不同的定位方法(傳統(tǒng)和條件QTL定位)檢測(cè)到的同一個(gè)QTL。相對(duì)于傳統(tǒng)QTL定位，條件QTL定位能檢測(cè)到更多的QTL，尤其是效應(yīng)較小的QTL。條件QTL定位能反映晚疫病抗性反應(yīng)過程中相關(guān)基因的表達(dá)動(dòng)態(tài)，QTL的表達(dá)動(dòng)態(tài)與晚疫病的發(fā)生發(fā)展過程吻合。
　　 2.針對(duì)馬鈴薯晚疫病抗性篩選了88對(duì)位置CG標(biāo)記引物和161對(duì)功能CG標(biāo)記引物，產(chǎn)生了88個(gè)多態(tài)性CG標(biāo)記，加上CIP(國際馬鈴薯中心)提供的28個(gè)C

5、G標(biāo)記，共116個(gè)CG標(biāo)記用于構(gòu)建B3C1HP群體的遺傳圖譜。利用630個(gè)多態(tài)性的標(biāo)記(包括116個(gè)CG標(biāo)記)分別構(gòu)建了B3C1HP群體的整合圖譜、父本圖譜和母本圖譜，圖譜總長分別為898、622和821 cM。在整合圖譜、父本圖譜和母本圖譜上分別定位了78、24和47個(gè)CG標(biāo)記。
　　 3.利用整合圖譜進(jìn)行的IM分析定位了3個(gè)傳統(tǒng)QTL(PI07、PI09和PI12)和14個(gè)條件QTL(dPI01、dPI02、dPI03、dP

6、I06a、dPI06b、dPI07a、dPI07b、dPI07c、dPI09a、dP109c、dPI10a、dPI10b、dPI12a和dPI12b)。利用父本圖譜進(jìn)行的IM和MQM分析都定位了兩個(gè)條件QTL(dPI06m和dPI07m)，置信區(qū)間平均長度分別為19.1和7.0 cM。
　　 4.利用母本圖譜進(jìn)行的MQM分析定位了1個(gè)傳統(tǒng)QTL(PI09)和7個(gè)條件QTL(dPI02、dPI07、dPI09a、dPI09b、dP

7、I09c、dPI09d和dPI12)，置信區(qū)間平均長度為5.9 cM。通過比較基于母本圖譜的IM、MQM、MCIM和CIM等不同QTL定位方法的結(jié)果，本研究認(rèn)為，MQM定位的QTL及其表達(dá)動(dòng)態(tài)能被MCIM和CIM等分析結(jié)果驗(yàn)證，而且相對(duì)于IM、MCIM和CIM，MQM能實(shí)現(xiàn)QTL的精確定位，QTL平均置信區(qū)間(5.9 cM)小于已報(bào)道的晚疫病抗性QTL的平均置信區(qū)間(24 cM)。
　　 5.根據(jù)父本圖譜和母本圖譜的MQM和MC

8、IM定位結(jié)果，9個(gè)CG標(biāo)記位于各QTL的置信區(qū)間內(nèi)，包括6個(gè)位置CG標(biāo)記(GP94_1085、GP129_1829、DMC42152bf、DMC42144af、Rpi_svnt1_367和STM0003f)和3個(gè)功能CG標(biāo)記(STMIU06m、STI0014和STMCL13_2)，其中STI0014和DMC42152bf分別位于兩個(gè)QTL的LOD峰值上。本研究定位的QTL置信區(qū)間內(nèi)的CG標(biāo)記可以用于馬鈴薯晚疫病數(shù)量抗性的分子標(biāo)記的輔助選

9、擇。
　　 6.馬鈴薯基因組序列上與dPI07、dPI09a、dPI09b、dPI09c(PI09)和dPI12等QTL的置信區(qū)間對(duì)應(yīng)的區(qū)段分別含有409，129，206，128和246個(gè)基因。dPI09c(PI09)對(duì)應(yīng)的基因組區(qū)段含有9個(gè)與Rpi-vnt1.1類似的基因，此外還有其它5個(gè)NBS-LRR類型基因。
　　 本研究定位的dPI09c(PI09)無論對(duì)于馬鈴薯晚疫病抗性育種還是晚疫病抗性分子機(jī)理研究來說都是一