高粱褐色中脈分子遺傳圖譜的建立及bmr QTL分析.pdf

1、高粱，是僅次于玉米、小麥、水稻和大麥的世界第5 大禾谷類作物。高粱產(chǎn)區(qū)遼闊，用途廣泛。除食用外，高粱作為飼草作物和能源作物，正受到科學(xué)家們的極大關(guān)注。但是高粱細(xì)胞壁中木質(zhì)素和纖維素、半纖維素等之間相互混雜和交聯(lián)使細(xì)胞壁不易降解，影響牲畜的消化與營養(yǎng)吸收，增加纖維素乙醇轉(zhuǎn)化成本。葉片中脈顏色與木質(zhì)素含量和組成有著密切關(guān)系。一般認(rèn)為褐色中脈(bmr)突變體總木質(zhì)素含量和木質(zhì)素單體的組成比例降低，從而使得細(xì)胞壁的可消化性增大，纖維素的水解效率

2、升高，可顯著提高飼草的適口性，增加消化率，并且有助于更高效地將其生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為乙醇，因此受到廣泛重視。目前褐色中脈在玉米中研究的比較廣泛，但未曾見到在高粱中與其有關(guān)的遺傳分析和分子標(biāo)記定位研究報道，因此本研究以BTx623和PI595743及其F2后代為材料，應(yīng)用SSR分子標(biāo)記技術(shù)進(jìn)行多態(tài)性篩選。主要結(jié)果如下：
　　 1.SSR分子標(biāo)記的多態(tài)性分析。830對SSR引物對親本進(jìn)行篩選，結(jié)果表明：有95對引物在親本間的擴(kuò)增產(chǎn)物中檢測到

3、多態(tài)性，多態(tài)性比率達(dá)11.45[％]。
　　 2.95個多態(tài)性標(biāo)記對F2代190株植物的SSR-PCR擴(kuò)增。統(tǒng)計(jì)擴(kuò)增結(jié)果，用Kosambi作圖函數(shù)將重組率轉(zhuǎn)化為遺傳圖距(cM)，應(yīng)用MapMaker 3.0構(gòu)建高粱遺傳連鎖圖，95個標(biāo)記中的85個構(gòu)成10個連鎖群，分別對應(yīng)于高粱連鎖群Sc01到Sc10，覆蓋高粱基因組總遺傳距離1220.1cM。其中Sc01和Sc08各有兩個小的連鎖群。
　　 3.高粱褐色中脈基因的定位。

4、綜合遺傳連鎖圖數(shù)據(jù)和田間表型資料，應(yīng)用SAS和Windows QTL Cartographer 2.5，采用單一標(biāo)記分析、單區(qū)間和多區(qū)間分析方法，檢測與褐色中脈(bmr)基因相關(guān)的QTL位點(diǎn)。結(jié)果表明：
　　 (1)通過利用SAS軟件進(jìn)行單一標(biāo)記分析，分布于4條染色體上的16對SSR引物與褐色中脈這一特征緊密相關(guān)(P<0.05)，并且這16對SSR標(biāo)記解釋了高粱群體表型變異的范圍為2.21[％]到21.89[％]。
　　

5、 (2)應(yīng)用Windows QTL Cartographer 2.5，單區(qū)間作圖法(IM)和多區(qū)間作圖法(MIM)都確立了與褐色中脈(bmr)相關(guān)的基因區(qū)域，即bmrQTL。一個主效bmrQTL，坐落于sc01b上，此外還確立了一個微效bmrQTL，坐落于sc04上。QTL作圖的結(jié)果與單一標(biāo)記分析的結(jié)果有著很好的一致性。
　　 高粱的bmrQTL分析結(jié)果證明多基因區(qū)域與高粱的褐色中脈有關(guān)，并且初步確立的bmrQTL將對高粱褐色中