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《华中农业大学》 2008年
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香菇分子遗传图谱构建和数量性状座位(QTL)分析

林范学  
【摘要】: 本研究对香菇与产量、品质密切相关的若干重要数量性状及其相互关系进行了较系统的遗传分析。同时以野生香菇菌株HW21的131个孢子单核体为作图群体,构建了包括RAPD、ISSR、SRAP和SSR标记在内的第一张香菇混合分子标记遗传连锁图谱,并对香菇双核体和单核体的主要数量性状进行了QTL定位研究,主要结果如下: 1.以采自湖北省神农架国家自然保护区腹地的野生香菇菌株HW21为亲本双核体,用常规交配试验及OWE-SOJ技术、核迁移试验等对其所产生的238个担孢子的交配型进行了准确鉴定,从中选取分属于A1B1、A2B2、A1B2和A2B1等4种基本交配型的113个担孢子及属于次级重组体的18个担孢子,构建了一个总数为131个孢子单核体的规模较大、遗传多样性较为丰富的作图群体。同时还选取2个野生菌株、2个栽培菌株的原生质体单核体或孢子单核体作为测交单核体,与作图群体的孢子单核体交配,获得了4个系列的测交双核体,为后续的数量性状的遗传分析、分子连锁遗传图谱的构建和QTL定位分析等工作的开展奠定了良好的基础。 2.对香菇双核体的鲜菇产量、单菇鲜重等17个数量性状进行了表型、遗传及环境的相关分析和主成分分析。由相关分析结果可知,单菇鲜重与有关单菇的其他5个性状在表型、遗传和环境等3个方面都存在极显著的正相关,与菇数存在3种极显著的负相关,与CMC酶活性、木聚糖酶活性分别呈显著和极显著遗传负相关。鲜菇产量与出菇期和原基期呈极显著的表型和遗传负相关,与菇数、两种菌丝生长速度及菇盖厚度呈极显著的遗传正相关。主成分分析结果表明,17个性状可以缩减为6个主成分,按方差贡献率大小分别命名为单菇、发育、产量、酶活、原基和转色因子,6个主成分的方差累积贡献率为80.23%。 对单核体的菌丝长速、胞外酶活性等11个性状进行相关分析发现,单核体两种菌丝长速和抗木霉活性三个性状之间存在显著或极显著表型和遗传正相关;CMC酶活性与漆酶活性之间存在极显著表型和遗传正相关;漆酶活性与愈创木酚氧化酶活性之间也存在极显著表型和遗传正相关;两种菌丝长速与与漆酶和愈创木酚氧化酶之间有极显著遗传和表型负相关;菌丝密度、整齐度和长势之间存在极显著正相关;色素有无与菌丝整齐度、长势之间有极显著负相关,与菌丝密度无显著性相关关系。 3.从真菌基因组计划网站(FGP)和NCBI网站数据库下载了符合条件的总长度为8.1×10~6 bp的11,150条香菇的EST(包括10条cDNA)序列,通过SSRhunter 1.3软件结合手工查找,从中发现2.83%即316条EST含有一共469个SSR,平均每17.3kb出现一个EST-SSR。在所有EST-SSR中,三碱基和六碱基SSR出现最多,分别占EST-SSR总数的38.00%和20.00%。出现较多的基序为(A)n、(T)n、(GA)n、(AG)n、(TGA)n、(GAT)n和(TCTTT)n,占所有EST-SSR的35.39%。 基于香菇EST数据库中的SSR序列,按照引物设计指标,利用Oligo6.0软件,一共设计了87对香菇SSR引物,有67对可以扩增出清晰可见的谱带,有效引物占77.0%。扩增的谱带总数为90条,平均每对引物扩增1.34条谱带。67对引物中有36对可以在双亲和子代中扩增出有多态性的谱带41条。 4.选取277个符合1:1分离的标记通过MapMaker 3.0软件构建了香菇混合分子标记遗传图谱,图谱中包括94个RAPD标记、53个ISSR标记、104个SRAP标记、16个SSR标记及2个交配型座位MatA、MatB。构建的连锁图分为14个连锁群,覆盖基因组总长度2944.1cM,平均每条连锁群覆盖长度210.3cM。整体来看,标记的分布较为均匀,相邻分子标记间平均图距为10.7cM,图距最小的是LG10中SSR标记F107_400与F33_170之间的距离,为0.4cM;最大的是LG8中RAPD标记S47_1290与S42_1400之间的距离,为36.8cM。连锁图中一共出现16个距离大于20cM的间隙。 5.利用Winqtlcart 2.5软件中的复合区间作图法(CIM)对香菇30性状进行检测,以置换测试法确定不同性状的显著性阀值,在本研究构建的香菇遗传图谱中定位了28个性状的78个QTL。另外有4个QTL的LOD值≥2.5,但未等于或超过显著性阀值。 各性状中检测出的QTL多数在1~4个之间,发现QTL最多的性状是单核体菌丝长速(PDA培养基)Mo-MGRP,一共发现8个QTL。14条连锁群中,除了LG9、LG12、LG13和LG14没有被检测到QTL外,其他连锁群均检测到数目不等的QTL,其中LG3中检测到的最多。QTL分布不均匀,主要集中在连锁群LG1、LG2、LG3和LG8上。检测出的QTL中有59个成簇分布,占全部QTL的72.0%,成簇分布QTL所控制的性状基本上都存在显著或极显著相关性。单个QTL的贡献率在6.95~63.66%之间,平均贡献率为17.29%,其中超过20%的主效QTL有23个,占全部OTL的28.05%。QTL的长度(95%置信区间)在2.8~28.7cM之间,平均11.02cM。 用Qtlnetwork 2.0软件中的Bayesian-MCMC作图方法对香菇30个性状的QTL进行了分析以验证CIM方法发现的QTL,检测出17个性状的26个QTL,除少数几个性状的QTL外,其他QTL全部被CIM法检测到,而且,二者共同发现的QTL具有基本相同的标记区间、在连锁群上的位置以及相差不大的QTL长度、贡献率和加性效应。通过MCMC方法对香菇全基因组扫描,发现有4个性状存在6对上位性互作的QTL,贡献率在3.58~36.84%之间,平均为18.65%。 总体上看,本研究构建的香菇分子遗传图谱与其他学者构建的香菇遗传图谱相比,具有作图群体数量和分子标记数量多、图谱覆盖基因组长、采用了新型标记ISSR、SRAP及SSR等特点,并且基于该图谱在国内外首次定位了有关香菇双核体和单核体的主要数量性状的QTL。
【学位授予单位】:华中农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:S646.12

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【引证文献】
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【同被引文献】
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5 边银丙;刘伟;肖扬;龚文兵;周雁;;大型真菌遗传连锁图谱研究与香菇分子遗传图谱构建[A];中国菌物学会第五届会员代表大会暨2011年学术年会论文摘要集[C];2011年
6 刘子卓;张明立;梅中会;;香菇新品种的培育和保藏探讨[A];河南省植保学会第九次、河南省昆虫学会第八次、河南省植病学会第三次会员代表大会暨学术讨论会论文集[C];2009年
7 曹玉谦;李长莉;陈正芬;;香菇布勒杂交育种研究试验初报[A];第九届全国食用菌学术研讨会论文集[C];2010年
8 唐忠盛;柴向华;吴克刚;罗辑;;酶法提取香菇可溶性含氮化合物因素的探讨[A];2010年中国农业工程学会农产品加工及贮藏工程分会学术年会暨华南地区农产品加工产学研研讨会论文摘要集[C];2010年
9 李秀云;;浅谈岫岩地区夏季香菇高产栽培技术[A];辽宁省农林业无害化生产技术研讨会论文集[C];2011年
10 杨春华;;香菇浑身宝 保健离不了,要想栽培好 转色最重要[A];2010年中国菌物学会学术年会论文摘要集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 程洪花;香菇春季巧补水[N];河南科技报;2009年
2 李慎原 初延慧 记者 吴连祥;从种人参到种香菇[N];吉林农村报;2007年
3 通讯员 姚德延;为残疾人“量身定制”脱贫门路[N];丽水日报;2008年
4 郑晓;日本用杉材培植香菇[N];农民日报;2004年
5 磐安县委副书记 黄福良;磐安香菇逆市飘红暗藏隐忧[N];金华日报;2009年
6 张士罡 汪尚法;香菇秋季高产栽培要点[N];云南科技报;2009年
7 记者 沈明堂 通讯员 张谨慎;“淮上香菇”生产渐成规模[N];蚌埠日报;2010年
8 杨志民;明义乡:大棚香菇把家发[N];保定日报;2006年
9 张研;香菇大块高效栽培技术[N];云南科技报;2009年
10 张时长 汪尚法;桑树枝条木屑高效栽培香菇[N];湖北科技报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 林范学;香菇分子遗传图谱构建和数量性状座位(QTL)分析[D];华中农业大学;2008年
2 杨旻;基于ISSR和SRAP的半夏种质资源遗传多样性研究[D];湖北中医药大学;2010年
3 姚焕玫;基于GIS技术的湖泊水质污染综合评价的研究[D];武汉大学;2005年
4 刘凯;提升西安城市竞争力的系统研究[D];西北工业大学;2007年
5 张旭明;产业集群持续成长因素分析与实证研究[D];吉林大学;2008年
6 尹春丽;昌黎原产地葡萄酒三维荧光光谱及电子舌特征研究[D];西北农林科技大学;2008年
7 徐琼;基于技术效率的区域经济竞争力提升研究[D];浙江大学;2006年
8 吴艳;上海市知识服务业发展研究[D];复旦大学;2007年
9 张超;水土保持区划及其系统架构研究[D];北京林业大学;2008年
10 史英杰;东北地区资源型城市产业转型问题研究[D];天津大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张晓蕾;利用RAPD,ISSR,SRAP标记方法对白桦遗传多样性的研究[D];东北林业大学;2011年
2 张广庆;应用SRAP和ISSR分子标记构建红麻的遗传连锁图谱[D];福建农林大学;2007年
3 马红勃;烟草SRAP和ISSR分子遗传连锁图谱构建[D];福建农林大学;2008年
4 许璐;分子标记技术在红曲菌菌种鉴别中的应用[D];华中农业大学;2007年
5 程琳;帽儿山地区异色瓢虫不同色斑型的SRAP与ISSR分析[D];东北林业大学;2009年
6 张瑞颖;香菇菌株多相鉴定鉴别技术研究[D];中国农业大学;2004年
7 郑海燕;利用RAPD、ISSR和SRAP标记技术构建红麻(Hibiscus cannabinus L.)种质资源分子身份证[D];中国农业科学院;2010年
8 姚建春;利用香瓜×哈密瓜F_2群体构建SRAP连锁图[D];甘肃农业大学;2006年
9 王鹤冰;人工老化芥菜种子生理生化变化及基因组DNA损伤的ISSR研究[D];西南大学;2010年
10 李佳;中药远志遗传多样性的ISSR分析[D];西北大学;2010年
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