红麻遗传连锁图谱构建及重要性状基因定位与SCAR标记的开发

【摘要】：红麻是一种重要的纤维作物之一,对其遗传连锁图谱的构建可以促进分子水平上的研究。本实验主要以来自埃及的阿联红麻与福建农林大学育成的高产优质抗病新品种福红992这2个栽培种构建的F_2群体作为作图群体,基于SRAP、ISSR、RAPD三种分子标记技术构建了一张分布较均匀、密度较高的遗传连锁图谱,在此基础上初步定位了红麻5个质量性状和6个重要产量性状。另外,首次开发了红麻的序列特异扩增区域标记。本实验主要取得了以下结果: (1)以阿联红麻与福红992杂交产生的F_2代作图群体为研究材料,分别应用RAPD单引物和双引物进行多态性条带扩增,并进行扩增效果的比较研究,结果表明RAPD双引物比单引物扩增出更多的多态性条带,该经济有效的手段提高了引物的利用率和多态性条带的扩增效率。 (2)以阿联红麻与福红992杂交产生的180个个体的F_2群体为实验材料,基于SRAP、ISSR、标准RAPD和RAPD双引物复合标记进行遗传连锁图谱构建。利用2亲本DNA为模板,筛选了494对SRAP标记,60个ISSR标记,120个RAPD标记和300对RAPD双引物,获得多态性SRAP引物组合78对(15.8%)、ISSR引物25条(41.7%)、标准RAPD引物28个(23.3%)和RAPD双引物141对(47%)。用这些多态性引物对F2群体进行扩增,共获得396个多态性位点(105 SRAPs、38 ISSRs、38 RAPDs和215 RAPD双引物位点)。 (3)利用Mapmaker/Exp 3.0软件,在LOD 5.0和最大遗传距离25 cM的情况下,构建了一张307个标记位点的遗传连锁图谱,包含26个连锁群,图谱全长4,924.8 cM,标记间平均距离为16.04 cM,标记分布比较均匀。 (4)以F_(2:3)家系为材料,在已构建的红麻遗传连锁图谱基础之上,对叶柄色、叶形、花冠大小、花冠形状、后期茎色5个质量性状进行基因定位。结果表明,后期茎色基因与叶柄色基因连锁,存在紧密的连锁关系,其遗传距离为2.8 cM,定位于第5条连锁群;花冠大小与花冠形状这2个基因之间也存在一定的连锁关系,其遗传距离为14.7 cM,定位于第6条连锁群;叶型与花冠大小和花冠形状的遗传距离分别为38.2 cM与23.5 cM,虽然都定位于第6条连锁群,但是否存在连锁关系有待进一步研究。 (5)以F_(2﹕3)家系为材料,通过一年两点的随机区组田间试验,测定了红麻株高、茎粗、节数、单株鲜皮重、单株干皮重和种子千粒重6个重要产量性状,采用混合线性模型的复合区间作图法进行了QTL定位及其遗传互作效应分析。相关分析结果表明,除种子千粒重外,其它性状之间均存在明显的正相关性。在两地共定位了2个株高QTL、2个茎粗QTL、2个节数QTL、1个单株鲜皮重QTL、2个单株干皮重和2个种子千粒重QTL。在两地检测到的这11个QTL,主要集中分布在第6、11、14、9、13、17和4连锁群上,这些QTL在连锁群上分布不均匀,具有集中分布的特点。 (6)利用亲本阿联红麻和福红992作为PCR模板,通过将二者之间有差异的RAPD、ISSR和SRAP条带克隆、测序并根据测序结果设计特异引物,成功获得了22个SCAR标记,今后有望用于红麻遗传图谱的构建和整合。