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《吉林农业大学》 2016年
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玉米单倍体诱导系对DH系影响的研究及DH系遗传分析

崔学宇  
【摘要】:玉米杂种优势利用的核心环节是优良自交系的选育。以往采用的常规育种方法获得纯合、稳定的自交系需6-8代,而利用孤雌生殖诱导系杂交诱导产生单倍体,再加倍成双单倍体技术的单倍体育种技术,仅需2代即可获得纯合的DH系,大大缩短育种年限,提高育种效率。虽然基于单倍体技术已广泛应用于自交系的选育,成为玉米商业化育种有效技术之一,但单倍体育种技术仍存在许多问题,如单倍体诱导率低、加倍率低,诱导系基因片段对DH系的不良影响等。研究表明,父本诱导系DNA片段渗入单倍体,造成不良基因的污染,对优良DH系的选育及利用等造成较大的影响。本研究针对单倍体育种中出现的父本诱导系DNA片段的污染问题等进行了研究,以期为玉米单倍体育种提供参考。研究结果如下:1)利用40对核心标记对本实验室育成的80份单倍体诱导系和2个外引诱导系共计82份诱导系进行了分类梳理和遗传多样性分析。40对核心引物中有35对引物可以在诱导系中扩增出清晰且具有多态性的条带,累计扩增到152个等位位点,平均每个标记4.34个等位位点,等位位点变异范围为2-7个,PIC平均值为0.442,PIC值变异范围是0.113-0.677,利用UPGMA方法对供试诱导系进行聚类分析,82份供试诱导系被划分为4个类群。结合诱导率分析,以JS6-2为主的第一类群,平均诱导率为11.8%;以JS3-11为主的第二类群,平均诱导率为8.7%;吉高诱3为第三类群;Stock6为第四类群。2)利用在诱导系与杂交亲本之间存在多态性的SSR标记研究了诱导系片段对单倍体的渗入。在227株玉米单倍体中,11株中检测到了13个诱导系的带型,4.9%的单倍体植株携带诱导系片段。在这11株单倍体中,10株只有1位点检测到诱导系带型,占所检测位点的2.38%,编号No.35的单倍体中有3个位点中检测到诱导系的带型,占所检测位点的7.14%。所检测的9534个位点中,检测到诱导系带型占0.136%,13个诱导系的带型中6个位点表现为杂合带型,7个位点表现为纯合诱导系的带型。9个检测到诱导系带型的标记分布在7条染色体上。对其进一步的研究发现,单倍体No35在染色体bin105位置共有5个标记表现为杂合,这一结果证明了诱导系DNA片段(可能较大的片段)可能以较低的频率渗入到单倍体当中,为单倍体形成的染色体消除理论提供新的证据。3)利用SSR分子标记对以B12×M5972为基础材料来源的单倍体群体及DH群体分子标记的分离进行了探讨。研究结果表明,对于单倍体群体,SSR标记没有检测到偏分离标记,将所有标记观察值作为整体进行检验,也没有检测到对基础材料父本M5972或母本B12的偏分离。但在DH群体中,60个标记检测出4个标记出现偏分离现象,其中3个标记偏向母本B12,1个标记偏向父本M5972。当将所有标记观察值作为整体进行检验时,没有检测到DH群体对父本或母本的偏分离。以上结果表明,在单倍体加倍的过程中可能出现偏分离的现象,今后利用DH群体进行遗传作图时,应充分考虑加倍这一过程的影响。4)利用SSR分子标记对以B12(来自Non-Reid群)×M5972(来自DOM群)为材料的76个DH系进行了类群划分。利用40对核心标记引物对76个DH系进行了划分,结果出现了偏父本M5972的DH系、偏母本B12的DH系及两者中间的DH系,且利用核心引物对76个DH系及其亲本和8个骨干自交系进行类群划分,亲本B12、M5972没被划入Non-Reid群和DOM群中。但在40对核心标记引物基础上,增加了亲本B12与M5972之间存在多态性的标记引物,再对76个DH系进行划分时,76个DH系被划分为偏父本群和偏母本群;对76个DH系及其亲本和8个骨干自交系同时进行划分时,DH系的亲本B12与M5972被划入Non-Reid群和DOM群。表明利用40对核心引物加上亲本多态性的标记引物对DH群体类群划分要优于40对核心标记对DH群体类群划分。
【学位授予单位】:吉林农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:S513

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