【摘要】：目的對(duì)育種工作者來(lái)說(shuō)植物的抗病性非常重要。而通過(guò)QTL定位,已經(jīng)鑒定出了植物中許多相關(guān)性狀的QTL。在中國(guó),由鐮刀菌(Fusarium solani)引起的鐮刀菌根腐病是對(duì)于蓖麻(Ricinus communis)來(lái)說(shuō)一種重大疾病。據(jù)報(bào)道,2016年中國(guó)南方爆發(fā)的一場(chǎng)枯萎病摧毀了超過(guò)0.66公頃的蓖麻。目前,在鑒定與蓖麻對(duì)鐮刀菌根腐病抗性相關(guān)QTL的相關(guān)研究尚未進(jìn)行太多報(bào)道。因此,對(duì)于蓖麻育種工作者來(lái)說(shuō),通過(guò)QTL定位找到蓖麻抗根腐病相關(guān)基因,對(duì)于培育相關(guān)抗性蓖麻品種有著巨大意義。本研究,對(duì)蓖麻根腐病抗性進(jìn)行了QTL定位,可以為培育相關(guān)抗性蓖麻品種提供參考。材料和方法以親本分別為抗病和感病的材料培育出的260株F_2后代作為試驗(yàn)材料和作圖群體,該群體于2017年秋季在溫室種植。將在廣東海洋大學(xué)植物病理實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的鐮刀菌病原菌接種于蓖麻幼苗。以蓖麻枯萎所需天數(shù)作為發(fā)病的評(píng)級(jí)參考,分為8個(gè)等級(jí)為1~8,無(wú)枯萎的高抗性植物得分為1,接種后30天以內(nèi)枯萎為8。選取蓖麻幼嫩葉片提取DNA。用Bulked Segregant Analysis(BSA)法從實(shí)驗(yàn)室自行設(shè)計(jì)的SSR引物中篩選出多態(tài)性較好的,并用表型表現(xiàn)極端蓖麻個(gè)體進(jìn)行PCR擴(kuò)增用以確定所選SSR引物的多態(tài)性。用已選的多態(tài)性SSR引物對(duì)整個(gè)F_2作圖群體進(jìn)行標(biāo)記掃描及基因分型。用分子數(shù)據(jù)構(gòu)建連鎖圖譜,用表型數(shù)據(jù)和分子數(shù)據(jù)組合繪制QTL圖譜。將QTL圖譜與已發(fā)表的蓖麻基因組進(jìn)行比對(duì),從而確定與表型緊密連鎖的相關(guān)基因。結(jié)果對(duì)材料的感病性測(cè)試,顯示出了連續(xù)的偏分布。這種連續(xù)的非正態(tài)分布,表明蓖麻的抗病性由主效QTL控制。用BSA的方法篩選了400對(duì)SSR引物,其中96對(duì)具有多態(tài)性,11對(duì)具有高度多態(tài)性的引物。用這11對(duì)SSR標(biāo)記對(duì)F_2群體中的260份材料進(jìn)行掃描。將掃描結(jié)果輸入QTL IciMapping軟件以繪制連鎖圖。繪制了1個(gè)連鎖圖譜,覆蓋51.04 cM的基因組,平均間隔為4.64cM。繪制的連鎖圖和表型數(shù)據(jù)的組合能夠鑒定染色體上的一個(gè)QTL(FRR)(連鎖群)。qFRR位于引物RCM1471和RCM1311之間34cM的位置,解釋了13%的表型變異并且LOD為7.58。分析具有蓖麻基因組保守氨基酸序列的QTL區(qū)域內(nèi)引物(RCM 1471和RCM1311)的scaffold區(qū)域(National Center for Biotechnology Information),在NCBI網(wǎng)站中進(jìn)行BLAST(同源性分析),發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)基因,“LOC8268784半胱氨酸蛋白酶抑制劑”和“LOC8281835細(xì)胞分裂周期和凋亡調(diào)節(jié)蛋白”。半胱氨酸蛋白酶抑制劑屬于半胱氨酸蛋白酶抑制劑超家族,其已在人和其他植物中鑒定并賦予抗微生物特性。細(xì)胞分裂周期和凋亡調(diào)節(jié)因子基因也稱為CCAR1或p30 dbc基因,已在人類中用于腫瘤的控制,并且已經(jīng)在癌癥的治療中進(jìn)行了研究。結(jié)論從表性分析推測(cè)蓖麻對(duì)病害的抗性受主要QTL控制,QTL分析檢測(cè)到一個(gè)QTL,(LOD=7.58;PVE%=13.80),在QTL區(qū)間內(nèi)注釋到兩個(gè)候選基因,“LOC8268784半胱氨酸蛋白酶抑制劑”和“LOC8281835細(xì)胞分裂周期和凋亡調(diào)節(jié)蛋白”,其功能與抗病性密切相關(guān),與其連鎖的分子標(biāo)記為RCM1311和RCM1471。這是首次對(duì)蓖麻抗枯萎病基因進(jìn)行QTL定位,在蓖麻育種中有著很重要的意義。
【學(xué)位授予單位】：廣東海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S435.656

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