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《四川农业大学》 2009年
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小豆分子标记遗传图谱构建、农艺性状关联分析及其QTL定位

王宁  
【摘要】: 小豆[Vigna angularis(Willd)Ohwi&Ohashi]是我国主要食用豆类之一。随着人民生活水平的提高,对食品多样性的要求越来越高,小豆的市场需求逐渐扩大,对小豆遗传育种的研究有待深入。 在水稻、玉米、小麦等主要粮食作物上,都证明DNA分子标记辅助育种是提高选择效率的有利工具。但是,小豆分子标记辅助育种研究相对滞后,SSR等具有种属特异性的分子标记开发不足,只有用随机扩增标记鉴定种质资源遗传多样性方面的一些报道。关于分子标记连锁图谱的构建和数量性状QTL定位,只见、Kaga等,Wang等和Han等的少数几篇报道,结合应用RAPD、SSR、AFLP、RFLP等几种分子标记,定位了少数几个农艺性状。对小豆最为适用的RAMP标记,尚未见连锁图谱构建和QTL定位方面的报道。 本研究以来自国内12省市区的94个小豆品种为个体,将小豆种群作为一个整体,基于RAPD、AFLP和RAMP三种DNA分子标记多态性位点与农艺性状表型变异的连锁不平衡关系进行关联分析,检测定位主要农艺性状的QTL位点,并估计各位点对性状表型变异的解释率,以期为小豆遗传育种研究提供参考。 田间试验采用3次重复的随机区组设计,鉴定94个小豆品种株高、主茎节数、主茎分枝数、荚长、荚宽、单株荚数、单株粒数、百粒重和单株粒重9个农艺性状的表型变异。方差分析表明,除荚宽外,94个小豆品种间其他8个性状的差异均达极显著或显著水平。 用10条RAPD引物、10对AFLP引物/酶组合和42对RAMP引物组合,扩增鉴定94个小豆品种的DNA分子多态性,共鉴定出1267个多态性位点。RAPD、AFLP和RAMP标记的平均多态性比率,分别为92.7%、36.9%和96.4%。由此说明,小豆品种间DNA分子标记的多态性比较丰富,可用作遗传多样性研究。通过对三种分子标记的综合比较认为,RAMP是检测小豆品种遗传多样性十分有效的技术。 1267个多态性位点两两之间的802011个连锁不平衡值(R~2),有57540个达到5%显著水平,包括100个RAPD标记、309个AFLP标记和306个RAMP标记,共计715个多态性位点。用JAVA语言编写各位点间R~2值比较排序的程序,将其中551个多态性位点定位到16个连锁群,各连锁群分别包括296、62、55、27、21、14、13、12、9、8、7、6、6、5、5和5个多态性性位点。 将94个小豆品种8个方差分析显著的农艺性状表型数据和DNA分子标记多态性位点数据录入TASSEL软件,并以群体结构的Q值作为协变量,分别进行8个农艺性状表型变异与标记变异的关联分析,计算农艺性状与多态性位点间的关联度。结果表明,在1267个多态性位点中,有96个位点与8个农艺性状的表型变异显著关联。其中,与株高、主茎节数、主茎分枝数、荚长、单株荚数、单株粒数、百粒重和单株粒重关联的位点分别有14、7、18、9、6、12、21和9个,共解释了这些性状90.6%、77.33%、97.41%、83.34%、30.32%、89.79%、87.74%和60.44%的表型变异。 从DNA分子标记连锁图中,查找与农艺性状显著关联的多态性位点及其相邻连锁位点,再根据这些多态性位点及其相邻连锁位点对农艺性状表型变异解释率的大小,定位农艺性状QTL在DNA分子标记连锁图上的相对位置。与8个农艺性状关联的96个多态性位点,有83个被定位到DNA分子标记连锁图中,意即这些位点附近存在控制农艺性状的QTL。与株高、主茎节数、主茎分枝数、荚长、单株荚数、单株粒数、百粒重和单株粒重关联的多态性位点分别有10、6、16、8、6、11、19和7个,其中13位点同时与两个或两个以上的农艺性状关联。此外,还发现有一个性状与同一连锁群相隔很近的多个多态性位点关联的情况。由此推断,这些多态性位点附近很可能存在控制该农艺性状的主效QTL。
【关键词】:小豆 农艺性状 关联分析 DNA分子标记 连锁不平衡 连锁图
【学位授予单位】:四川农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:S521
【目录】:
  • 摘要7-9
  • ABSTRACT9-12
  • 一、文献综述12-30
  • 1. 小豆及其种质资源的收集与保存12-13
  • 1.1 小豆概况12
  • 1.2 小豆种质资源的收集与保存12-13
  • 2. 遗传标记和小豆遗传图谱的构建13-20
  • 2.1 遗传标记的基本概念13
  • 2.2 遗传标记的类型13-14
  • 2.3 遗传标记在小豆种质资源遗传多样性分析中的应用14-18
  • 2.4 小豆基因的标记18-19
  • 2.5 小豆遗传图谱的构建19-20
  • 3. QTL定位20-22
  • 3.1 QTL的原理20
  • 3.2 QTL定位的方法20-21
  • 3.3 QTL研究的目的与意义21-22
  • 4. 关联分析22-28
  • 4.1 关联分析的统计学原理22-23
  • 4.2 关联分析的策略23-24
  • 4.3 关联分析的特点24-26
  • 4.4 关联分析的应用现状26-27
  • 4.5 关联分析与传统连锁作图的区别27-28
  • 5. 本研究的目的和意义28-30
  • 二、材料和方法30-46
  • 1. 农艺性状的田间鉴定30-32
  • 1.1 试验材料30-31
  • 1.2 田间试验设计31
  • 1.3 农艺性状的观察记载31-32
  • 2. DNA分子标记多态性鉴定32-42
  • 2.1 总DNA的提取32-33
  • 2.2 RAPD标记鉴定33-35
  • 2.3 AFLP标记鉴定35-40
  • 2.4 RAMP标记鉴定40-42
  • 3. 遗传连锁图谱的构建及关联分析42-44
  • 3.1 分子标记间连锁不平衡值估算42-43
  • 3.2 分子标记连锁图谱构建43-44
  • 4. DNA分子标记与农艺性状的关联分析及QTL定位44-46
  • 4.1 群体结构分析44
  • 4.2 分子标记与农艺性状的关联分析44
  • 4.3 农艺性状的QTL定位44-46
  • 三、结果与分析46-73
  • 1. 小豆品种农艺性状的多样性46-49
  • 2. 小豆品种间DNA分子标记多态性49-54
  • 2.1 RAPD标记多态性49-51
  • 2.2 AFLP标记多态性51-52
  • 2.3 RAMP标记多态性52-54
  • 3. DNA分子标记连锁图谱54-66
  • 3.1 DNA分子标记间连锁不平衡值54-56
  • 3.2 分子标记遗传连锁图谱56-66
  • 4. DNA分子标记与农艺性状的关联分析及农艺性状的QTL66-73
  • 4.1 农艺性状与多态性位点间的关联度66-68
  • 4.2 农艺性状的QTL68-73
  • 四、讨论73-76
  • 1. 三种分子标记检测小豆DNA多态性的比较73
  • 2. 根据连锁不平衡构建的相对遗传图谱73-74
  • 3. 基于连锁不平衡值的关联分析和QTL定位74
  • 4. 群体结构分析及Q值协变量对关联分析的影响74
  • 5. 多态性位点与农艺性状的对应关系74-76
  • 五、参考文献76-80
  • 六、致谢80-81
  • 七、附录81-87

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 刘振兴;中国北方小豆核心种质及传统出口品种遗传多样性研究[D];中国农业科学院;2012年
2 葛瑞华;利用陆海杂交BC_1F_1群体构建遗传图谱及定位纤维品质与产量性状的QTL[D];湖南农业大学;2012年
【参考文献】
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【共引文献】
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10 金文林;陈学珍;;我国北方小豆地方品种资源的研究——Ⅴ小豆生育期生态分类及其地域分布[J];北京农学院学报;1992年01期
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8 李黎;中国木耳栽培种质资源的遗传多样性研究[D];华中农业大学;2011年
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10 王重荣;中国水稻微核心种质遗传多样性分析与新基因发掘[D];华中农业大学;2011年
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10 陈秀萍;普通枇杷[Eriobotrya japonica (Thunb.)Lindl.]植物若干性状鉴定与分类研究[D];中国农业科学院;2010年
【同被引文献】
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10 孟龄;小豆籽粒色泽、百粒重性状遗传分析及新品种(系)的SSR标记分析[D];新疆农业大学;2008年
【二级参考文献】
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7 杨旭;白菜(Brassica campestris L.)耐抽薹性及其它农艺性状QTL定位的研究[D];西北农林科技大学;2006年
8 蔚荣海;糯玉米种质资源遗传多样性研究[D];吉林农业大学;2006年
9 高必军;甘蓝型油菜napin基因启动子的克隆与几个重要农艺性状的初步QTL定位[D];四川农业大学;2007年
10 蒲至恩;斯卑尔脱小麦种质资源遗传评价及育种利用研究[D];四川农业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李志坤;低酚棉遗传资源基于农艺性状、SSR和AFLP的遗传多样性[D];河北农业大学;2005年
2 刘建军;大豆磷效率的鉴定研究[D];新疆农业大学;2005年
3 莫长明;转sck基因水稻遗传表达与利用研究[D];广西大学;2005年
4 杨本超;烟草种质遗传多样性研究[D];浙江大学;2005年
5 张媛媛;中国不同地理来源的籼稻地方品种遗传多样性分析[D];中国农业科学院;2005年
6 孙东磊;彩色棉纤维色泽遗传及多样性分析[D];河北农业大学;2006年
7 李建国;转ACC合成酶反义基因河套蜜瓜的遗传稳定性及生理生化特性研究[D];内蒙古大学;2006年
8 曲瑞芳;番茄果实中番茄红素的遗传分析及与农艺性状的相关性研究[D];西北农林科技大学;2006年
9 闫向忠;百脉根早熟品系农艺性状及组培再生体系研究[D];甘肃农业大学;2007年
10 潘高峰;不同大麦品种(系)农艺性状和生理特性比较研究[D];西北农林科技大学;2008年
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