【摘要】：在我國(guó)特有鄉(xiāng)土樹(shù)種毛白楊(Populus tomentosa Carr.)雜交育種中一直存在以雜種為母本而導(dǎo)致母本效應(yīng)利用不充分問(wèn)題。有關(guān)問(wèn)題的解決,對(duì)于推動(dòng)毛白楊遺傳改良研究進(jìn)展具有重要意義。本論文以毛白楊種質(zhì)資源庫(kù)內(nèi)保存的469個(gè)優(yōu)樹(shù),以及課題組前期獲得的30個(gè)雌株的半同胞家系、34個(gè)全同胞家系為材料,圍繞毛白楊種內(nèi)生長(zhǎng)性狀高配合力雜交親本選配的目標(biāo),依托SSR分子標(biāo)記技術(shù),開(kāi)展了毛白楊種質(zhì)資源庫(kù)優(yōu)良無(wú)性系SSR指紋圖譜構(gòu)建和遺傳分化分析、親本SSR遺傳距離與生長(zhǎng)性狀特殊配合力相關(guān)分析、半同胞群體內(nèi)入選優(yōu)株父本鑒定、高特殊配合力雜交親本組合構(gòu)建、毛白楊全同胞子代群體構(gòu)建及其評(píng)價(jià),以及天然2n配子發(fā)生途徑及其傳遞親本雜合性分析等研究,主要研究結(jié)果如下:(1)構(gòu)建了毛白楊多態(tài)SSR引物庫(kù)和優(yōu)良無(wú)性系指紋圖譜庫(kù)。以469個(gè)毛白楊優(yōu)株無(wú)性系的DNA為模板,通過(guò)熒光SSR引物PCR擴(kuò)增和毛細(xì)管電泳儀檢測(cè),篩選出清晰、特異、多態(tài)、穩(wěn)定擴(kuò)增的SSR引物406對(duì),在毛果楊的19條染色體上的分布介于3-39對(duì)之間;并利用BLAST比對(duì)分析,將其中389對(duì)SSR引物定位到毛果楊基因組,構(gòu)建了毛白楊多態(tài)SSR引物庫(kù)。同時(shí),通過(guò)對(duì)SSR引物進(jìn)行鑒別效率分析,篩選出25對(duì)多態(tài)性較高的SSR核心引物,以及13對(duì)特異的SSR輔助引物,構(gòu)建了 469個(gè)毛白楊優(yōu)良無(wú)性系指紋圖譜,并完成了指紋圖譜的QR編碼。有關(guān)研究為今后毛白楊遺傳資源管理、品種鑒定、親本分析和知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等奠定了基礎(chǔ)。(2)證明了通過(guò)SSR分子標(biāo)記分析可以完成毛白楊半同胞優(yōu)株的父本鑒定和高特殊配合力雜交親本組合重建。在對(duì)30個(gè)毛白楊半同胞家系的2292株子代株高、地徑、分枝角、胸徑、分枝粗、葉長(zhǎng)、葉寬、葉面積等主要生長(zhǎng)性狀綜合評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上,篩選出源于17個(gè)半同胞家系的77株優(yōu)良半同胞子代,包括三倍體43株、二倍體34株。利用篩選出的14對(duì)高多態(tài)性SSR引物對(duì)77個(gè)優(yōu)良單株進(jìn)行父本鑒定,為59個(gè)優(yōu)良單株鑒定出唯一父本,包括49個(gè)雜交親本組合,含17個(gè)母本、29個(gè)父本。(3)根據(jù)雌雄株SSR遺傳距離初步構(gòu)建了育種親本群體。對(duì)34個(gè)雜交組合的生長(zhǎng)性狀特殊配合力與親本SSR遺傳距離進(jìn)行相關(guān)性分析,證明毛白楊雜交組合親本特殊配合力與親本間SSR遺傳距離具有顯著正相關(guān),通過(guò)親本間SSR遺傳距離可以預(yù)測(cè)高特殊配合力雜交親本組合。進(jìn)而基于SSR遺傳距離分析,對(duì)課題組前期篩選出的育性較好的18個(gè)雌株、68個(gè)雄株間特殊配合力進(jìn)行預(yù)測(cè),將1224個(gè)雜交親本組合壓縮到52個(gè),初步篩選出高特殊配合力育種親本群體,包括母本15個(gè)、父本12個(gè)。綜合SSR遺傳距離初選育種親本群體以及優(yōu)良單株父本鑒定結(jié)果,構(gòu)建了毛白楊育種親本群體,含14個(gè)潛在高配合力親本組合,包括母本10個(gè)、父本5個(gè)。(4)實(shí)踐證明,基于親本遺傳距離和半同胞子代優(yōu)株SSR分子標(biāo)記父本鑒定的毛白楊育種親本選配策略科學(xué)且高效。從綜合SSR遺傳距離以及優(yōu)良單株父本鑒定結(jié)果構(gòu)建的高配合力育種親本中,選擇育性較好的3個(gè)母本、6個(gè)父本,組配5個(gè)目標(biāo)雜交組合和3個(gè)對(duì)照雜交組合并進(jìn)行人工控制授粉雜交,共獲3984株毛白楊全同胞雜交后代;對(duì)各雜交組合子代株高、地徑生長(zhǎng)遺傳變異分析結(jié)果表明,不同的母本與父本雜交對(duì)子代株高與地徑的影響顯著;5個(gè)目標(biāo)雜交組合株高與地徑都顯著高于同一母本的對(duì)照雜交組合;各雜交組合內(nèi)單株株高和地徑均存在較大變異,對(duì)照組株高與地徑的變異系數(shù)較目標(biāo)雜交組合更大。表明根據(jù)毛白楊半同胞子代優(yōu)良單株SSR分子標(biāo)記父本鑒定以及親本遺傳距離預(yù)測(cè)組配雜交組合,可以獲得生長(zhǎng)表現(xiàn)更有優(yōu)勢(shì)的雜種后代。(5)首次發(fā)現(xiàn)毛白楊天然2n雌配子的存在,并證明了天然2n雌雄配子發(fā)生途徑及其傳遞親本雜合性特點(diǎn)。對(duì)雜交組合“T-F-14 ×T-M-43”獲得的87株天然三倍體2n配子來(lái)源進(jìn)行SSR鑒定,首次發(fā)現(xiàn)其中存在18株來(lái)源于未減數(shù)2n雌配子的天然三倍體,占該雜交組合三倍體子代總數(shù)的20.68%。利用4個(gè)低重組率的SSR位點(diǎn)進(jìn)行2n雌雄配子發(fā)生途徑鑒定,證明在產(chǎn)生于天然2n雌配子的三倍體中,有6株源自FDR型2n配子,12株源自SDR型2n配子;而在產(chǎn)生于天然2n雄配子的三倍體子代中,有55株源自FDR型2n配子,14株源自SDR型2n配子。同時(shí),利用42對(duì)SSR引物對(duì)2n配子傳遞親本雜合性進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)2n雌配子傳遞親本雜合度低于2n雄配子雜合度。(6)提出了一種更為可靠的林木高特殊配合力育種親本選配策略。即在毛白楊乃至類(lèi)似樹(shù)種的優(yōu)良無(wú)性系選育中,首先利用種質(zhì)資源庫(kù),通過(guò)花粉及結(jié)籽情況觀察篩選育性好的父母本;再利用SSR分子標(biāo)記對(duì)育性好的親本間遺傳距離進(jìn)行分析,基于一定的遺傳距離標(biāo)準(zhǔn)篩選潛在的高特殊配合力雜交組合,實(shí)現(xiàn)初選育種親本群體的構(gòu)建;進(jìn)而利用初選育種親本群體的母本構(gòu)建半同胞家系,從中篩選優(yōu)良半同胞子代優(yōu)株,并利用分子標(biāo)記開(kāi)展半同胞群體優(yōu)良單株的父本鑒定;快速、高效實(shí)現(xiàn)高特殊配合力雜交組合親本選配以及育種親本群體構(gòu)建。
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：S792.117
【圖文】：

３．１材料與方法逡逑３．１．１研究材料逡逑白鳳瑩于２０１３年采集山東省冠縣毛白楊種質(zhì)資源庫(kù)內(nèi)４３個(gè)雌株（圖３－１）的半逡逑同胞家系種子播種育苗，建立半同胞子代群體（白鳳瑩，２０１５）。本研究主要利用其中最逡逑終保存子代數(shù)量較多的３０個(gè)半同胞家系苗木，包括半同胞子代２２９２株。逡逑３１逡逑

—２６０６邋上未發(fā)現(xiàn)母本中對(duì)應(yīng)邋ＳＳＲ邋位點(diǎn)上逡逑的等位基因（圖３－３）。此時(shí)，僅以現(xiàn)有１４對(duì)ＳＳＲ引物己不能鑒定這４個(gè)優(yōu)株的唯一逡逑父本。此外，半同胞家系Ｔ－Ｆ－３、Ｔ－Ｆ－ｌ、Ｔ－Ｆ－ｌｌ、Ｔ－Ｆ－４中二倍體子代９５、４２，１８８，逡逑３４在父本鑒定過(guò)程中ＬＯＤ值（＜０）均為負(fù)值

邐＠邐也逡逑圖３－３毛白楊二倍體子代與母本等位基因錯(cuò)配信息逡逑Ｆｉｇ．３－３邋Ｍｉｓｍａｔｃｈ邋ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ邋ｂｅｔｗｅｅｎ邋Ｐｏｐｕｌｕｓ邋ｔｏｍｅｎｔｏｓａ邋ｄｉｐｌｏｉｄ邋ｐｒｏｇｅｎｙ邋ａｎｄ邋ｆｅｍａｌｅ邋ｐａｒｅｎｔ逡逑利用篩選出的１４對(duì)ＳＳＲ引物以及遺傳排除法對(duì)４３株三倍體子代優(yōu)株進(jìn)行父本逡逑鑒定，結(jié)果見(jiàn)附表１。通過(guò)對(duì)３８７株候選父本進(jìn)行排除，為４３個(gè)半同胞三倍體子代逡逑優(yōu)株在父本鑒定過(guò)程中篩選出唯一最似父本，并且子代與最似父本之間未出現(xiàn)位點(diǎn)錯(cuò)逡逑配的現(xiàn)象。此外，由附表１可知，子代優(yōu)株４７在ＬＧ＿ＶＩＩＩ－４ＳＳＲ位點(diǎn)，６６在ＬＧ＿ＩＩＩ－逡逑２邋與邋ＧＣＰＭ－２５７０ＳＳＲ邋位點(diǎn)，子代邋１２、５７、３９、２６、２８邋在邋ＰＭＧＣ－２６０６、ＬＧ＿ＶＩＩＩ－３、逡逑ＧＣＰＭ－１４１１ＳＳＲ位點(diǎn)上同樣未發(fā)現(xiàn)母本中對(duì)應(yīng)標(biāo)記位點(diǎn)的等位基因，無(wú)法根據(jù)孟德逡逑爾遺傳定律來(lái)確定來(lái)源于父本的等位基因，不能判定其雜交父本。逡逑在所鑒定的全部７７個(gè)優(yōu)株中

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 白鳳瑩;曾青青;康寧;索玉靜;廖婷;張平冬;康向陽(yáng);;毛白楊基因庫(kù)優(yōu)樹(shù)倍性檢測(cè)及性狀對(duì)比分析[J];北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2015年04期

2 沈敬理;白天道;陳亞斌;王星星;徐立安;;馬尾松無(wú)性系種子園親本指紋圖譜構(gòu)建[J];分子植物育種;2015年03期

3 賈會(huì)霞;姬慧娟;胡建軍;盧孟柱;;楊樹(shù)新品種的SSR指紋圖譜構(gòu)建和倍性檢測(cè)[J];林業(yè)科學(xué);2015年02期

4 馮錦霞;張川紅;鄭勇奇;孫榮喜;;利用熒光SSR標(biāo)記鑒別楊樹(shù)品種[J];林業(yè)科學(xué);2011年06期

5 湯玉喜;劉志祥;吳敏;唐潔;李永進(jìn);;XL-90等美洲黑楊雜交子代ISSR分子鑒別[J];中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào);2011年02期

6 馬紅勃;許旭明;韋新宇;楊旺興;鄒文廣;;基于SSR標(biāo)記的福建省若干水稻品種DNA指紋圖譜構(gòu)建及遺傳多樣性分析[J];福建農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào);2010年01期

7 張紅蓮;李火根;胥猛;馮源恒;;鵝掌楸屬種及雜種的SSR分子鑒定[J];林業(yè)科學(xué);2010年01期

8 劉本英;王麗鴛;李友勇;唐一春;賀魏;成浩;王平盛;;ISSR標(biāo)記鑒別云南茶樹(shù)種質(zhì)資源的研究[J];茶葉科學(xué);2009年05期

9 王靜毅;陳業(yè)淵;黃秉智;于飛;武耀廷;;部分香蕉品種SSR指紋圖譜的構(gòu)建[J];果樹(shù)學(xué)報(bào);2009年05期

10 陳曉明;王以紅;蔡玲;楊開(kāi)太;;幾個(gè)桉樹(shù)優(yōu)良無(wú)性系的ISSR指紋圖譜分析[J];西部林業(yè)科學(xué);2009年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前1條

1 康向陽(yáng);朱之悌;張志毅;;毛白楊天然三倍體及其起源的研究[A];面向21世紀(jì)的中國(guó)林木遺傳育種——中國(guó)林學(xué)會(huì)林木遺傳育種第四屆年會(huì)文集[C];1997年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前7條

1 董春波;楊樹(shù)同源重組特點(diǎn)及2n配子雜合性分析[D];北京林業(yè)大學(xué);2015年

2 何旭東;桉樹(shù)雜種優(yōu)勢(shì)及其分子標(biāo)記輔助選擇研究[D];南京林業(yè)大學(xué);2010年

3 劉本英;EST-SSR和ISSR分子標(biāo)記在云南茶樹(shù)資源中的應(yīng)用研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2009年

4 張正海;毛白楊未減數(shù)花粉發(fā)生及相關(guān)分子標(biāo)記研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2008年

5 王艷梅;利用SSR研究榛屬種間親緣關(guān)系及平榛居群遺傳多樣性[D];北京林業(yè)大學(xué);2008年

6 陳珂;川西青楊組（Section Tacamahaca Spach）不同種的親緣關(guān)系分析[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（成都生物研究所）;2007年

7 李善文;楊樹(shù)雜交親本與子代遺傳變異及其分子基礎(chǔ)研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2005年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

1 白鳳瑩;毛白楊優(yōu)樹(shù)資源評(píng)價(jià)與育種親本群體構(gòu)建[D];北京林業(yè)大學(xué);2015年

2 鄭茜;我國(guó)楊樹(shù)雜交育種思路演化及主栽部分種遺傳相似性分析[D];江西農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

3 陳霽;基于SSR標(biāo)記的觀賞桃、桃砧木親緣關(guān)系分析[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

4 王龍強(qiáng);雜交鵝掌楸優(yōu)良遺傳型選擇及無(wú)性系指紋圖譜構(gòu)建[D];南京林業(yè)大學(xué);2010年

5 王曉陽(yáng);利用SSR分子標(biāo)記探測(cè)鵝掌揪雜種優(yōu)勢(shì)[D];南京林業(yè)大學(xué);2009年

6 王小萍;利用SSR標(biāo)記對(duì)38份茶樹(shù)種質(zhì)資源親緣關(guān)系與品種分子鑒定的研究[D];四川農(nóng)業(yè)大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2783650