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《中国农业大学》 2003年
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苹果铁高效基因型生物技术的研究——铁高效性状连锁分子标记的筛选、初步定位及遗传分析

李英慧  
【摘要】: 为了定位铁高效基因,并在分子水平上了解铁高效性状的遗传控制机制,以及加深对小金海棠这一宝贵的铁高效基因型资源的遗传背景的了解,以苹果属内小金海棠种(铁高效基因型,四倍体)为母本、山定子种(铁低效基因型,二倍体)为父本配置了种间杂交组合。人工去雄授粉套袋后得到371个株系,因小金海棠具有无融合生殖特性,其后代倍性复杂,经鉴定34株是三倍体,9株是五倍体,328株是四倍体。以32株三倍体和9株五倍体构建了一个种间有性分析群体。经适合性检验发现,黄化指数在分析群体的分离符合孟德尔主效基因控制的遗传分离规律,初步证实了在这个种间杂交组合中,苹果的铁高效性状是受一对主效基因控制的,但也受微效基因的影响。 用8对EcoR Ⅰ-Mse Ⅰ引物组合对小金海棠家植实生群体内的20个株系进行了AFLP分析。结果表明,自然条件下,小金海棠具有高度的遗传特性,遗传相似系数为98.92%,0.93%的遗传差异可能是由于有性杂交的基因重组导致差异片段出现所造成的。 15对EcoR Ⅰ-Mse Ⅰ引物组合对F1有性群体的AFLP分析得到了1126个AFLP标记,其中既有小金海棠特有标记(31.8%)、山定子特有标记(12.5%),也有双亲共有标记(54.5%)。绝大多数的标记(1048,占总数的93.1%)的分离比例适合各自分离比的期望值,表明小金海棠和山定子基因组的大部分区域是正常分离的。50个双亲共有标记和32个小金海棠特有标记分别适合11:1和5:1的分离系数,由这两个系数可以推测,小金海棠可能是同源四倍体,至少是同源异源四倍体,因这两个系数都表明其产生是源于小金海棠的双式位点。 用BSA-AFLP方法确认了与铁高效性状相关的51个AFLP标记,由28对引物组合获得。以组成近等基因池的10个F1株系为试材对筛选到的标记进一步验证。结果表明,12对引物组合得到的18个特异片段可能是与铁高效性状连锁的AFLP标记。它们在F1分析群体的分离符合1:1的分离比例,通过这18个标记在整个群体的遗传分析建立了连锁关系,并用这18个标记对铁高效性状进行了基因定位,结果表明18个AFLP标记位于同一连锁群上。与铁高效性状最近的标记是E-ACT~M-CTCb和E-ACG~M-CAC,分别位于性状的左右两侧,遗传距离皆是5.1cM。 虽然黄化指数在F1分析群体的连续、广泛的分布以及一些黄化指数中等的铁低效杂种 苹果铁高效性状连锁分子标记的筛选、初步定位及遗传分析 也拥有铁高效标记等事实说明,还存在着其它的与铁高效性状相关的位点,但是,如果筛选 到的AFLP标记在其它遗传背景下被证实是有效的,那么这个标记在未来的苹果铁高效型砧 木和品种育种计划中将非常有用。 在组织培养条件下,以正常供铁为对照,分析了缺铁的亲本和FI分析群体的黄化指数、 pH、叶绿素含量、发根数的表现。亲本系中小金海棠的叶绿素含量及发根数都明显高于山 定子,黄化指数、pH值明显低于山定子。这四个性状在分析群体的总趋势是介于两亲本之 间,但也有超亲现象发生。与各自的对照相比,每一株系的pH值、叶绿素含量皆下降,发 根数皆增加。由此推测果树植物为了适应缺铁胁迫环境,不但可以高效吸收基质中的铁元素, 也可以高效地利用体内储存的铁源,而且不同种、品种的铁利用效率之间也有差异。 黄化指数与叶绿素的含量变化(叶绿素含量占对照的百分率)及发根数的变化(发根数占对 照的百分率)间呈极显著负相关,相关系数分别为心石218和一0.8775;与 pH值的变化(pH值占 对照的百分率)呈负相关,但二者之间相关不显著,相关系数为o.2924。表明缺铁处理后黄化指 数越高的株系叶绿素含量下降幅度越大,发根数上升的幅度越小,pH值下降的幅度越大。
【学位授予单位】:中国农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:S661.1;Q943.2

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