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白菜分子遗传图谱构建及其重要农艺性状的基因定位研究

卢钢  
【摘要】: 白菜为中国原产蔬菜之一,在蔬菜生产中占有重要的地位。本研究利用芸薹种的两个亚种白菜(Brassica campestris L.ssp.chinensis)X芜菁(B.campestris L.ssp.rapifera Metzg)杂交建立的F_2分离群体,构建了AFLPs和RAPDs分子标记连锁遗传图谱,在此基础上进行了白菜重要农艺性状的基因定位。主要研究结果如下: (1)建立了白菜稳定的RAPD反应体系和扩增程序。该体系包括200μmol/L dNTP,2.0mmol/L MgCl_2,1.2ng/μl 10-bp引物,2n9/μl模板DNA,1.1U/25μl TaqE以及1×PCR Buffer。扩增反应程序为:94℃变性4min,然后在94℃ 15s、40℃ 30s、72℃ 75s下循环44次,保温7min后保存在4℃条件下。 (2)利用从500条10-bp RAPD随机引物中筛选获得的111条多态性引物分析白菜F_2群体RAPDs的分离以及连锁关系。构建了一个包括89个RAPDs分子标记的连锁遗传图谱。该图谱由13个连锁群组成,覆盖整个基因组总长度1393.8cM,标记间平均图距为15.6cM。 (3)利用新建立的AFLP-银染检测体系,采用筛选的12对3个选择性碱基的EcoR I/Mse I AFLPs引物组合,分析白菜F_2群体的AFLP标记分离和连锁标记。51个AFLPs在RAPD图谱上的分布,构成一个包括129个分子标记的连锁图谱。该图谱由10个主要连锁群和2个较小的连锁群组成。平均标记间距13.7cM,覆盖全基因组长度达1775.5cM。这是第一份利用AFLP与RAPD标记构建的白菜(B.campestris L.ssp.chinensis)遗传图谱。 (4)利用MAPMAKER/QTL1.1软件对白菜地上部主要农艺性状进行了连锁标记分析和QTLs定位。在所分析的17个性状中,除叶柄形状外,各由1~5个分布于不同连锁群上的QTLs控制。其中控制叶片长度、叶片数、叶缘形状、叶色的各有2个QTLs,控制叶宽、叶柄宽、叶柄颜色、叶翼等各有3个QTLs,控制叶毛、叶形系数、裂叶数的各有4个QTLs,控制叶柄长度、叶面光滑的各有5-6个QTLs。单个位点可控制8.9%~99.5%的相应性状变异。 (5)利用该F_2群体对控制根形态的性状包括根长、根直径与根形系数进行了基因定位,分别获得了9个,6个和6个位于不同连锁群上的、作用效应方向或大小各不相同的QTLs。单个QTL可控制相应性状30%-65%的变异。不同性状的部分主效QTLs位于相同区域表明同一基因位点可能同时控制着根形态的不同方面。这是首次有关根部膨大性状的基因定位。 (6)以耐病芜菁(B.campestris L.ssp.rapifera Metzg)和白菜型油菜芸薹品种自交系(B.campestris L.ssp.chinensis)杂交获得的F_2代群体为实验材料,利用集合分离 分群分析法(BSA)构成最大、居中、最小三个基因池,对所定位的根部膨大性状 QTLS位点进行验证。结果利用 E-ACC/M-CAG引物组合扩增的多态性条带在各群 组DNA间也存在差异,获得的差异片段碱基数为203hp。这是首次获得的与直根 膨大基因连锁的分子标记,可以将其转化为SCAR标记应用于根菜类分子育种。


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