【摘要】：茶樹(shù)作為廣泛種植的多年生經(jīng)濟(jì)作物,其生長(zhǎng)周期長(zhǎng)和自交不親和的特點(diǎn),導(dǎo)致茶樹(shù)在使用自然選種和雜交育種等傳統(tǒng)育種手段選育新品種時(shí),育種效率低,限制了茶樹(shù)種質(zhì)資源改良和創(chuàng)新的進(jìn)程。本研究以開(kāi)發(fā)茶樹(shù)高通量SNP分子標(biāo)記為切入點(diǎn),結(jié)合‘龍井43’ב白毫早’F1群體327個(gè)子代株系的基因分型,旨在實(shí)現(xiàn)遺傳圖譜加密,降低圖位克隆的難度。通過(guò)群體表型觀測(cè)、QTL作圖和基因組比對(duì)等手段,挖掘調(diào)控目標(biāo)數(shù)量性狀的潛在候選基因,為研究分子標(biāo)記輔助育種技術(shù)在快速選育茶樹(shù)種質(zhì)資源的應(yīng)用提供理論依據(jù)。本研究主要結(jié)果如下:1.利用2b-RAD測(cè)序技術(shù),采用標(biāo)準(zhǔn)型接頭5’-NNN-3’建立雙親‘龍井43’和‘白毫早’的標(biāo)準(zhǔn)文庫(kù),以限制型接頭5’-NNA-3’和5’-NNT-3’建立327個(gè)子代株系的簡(jiǎn)化文庫(kù)。各樣本文庫(kù)經(jīng)二代測(cè)序,共獲得871,736,246條高質(zhì)量reads。通過(guò)父母本標(biāo)準(zhǔn)文庫(kù)高質(zhì)量reads聚類(lèi)獲得380,936個(gè)tags,并從中篩選出46,932個(gè)具有多態(tài)性的SNP位點(diǎn)。將子代文庫(kù)與雙親文庫(kù)進(jìn)行比對(duì),進(jìn)一步篩選到在80%以上的子代株系中均存在基因分型的10,816個(gè)SNP標(biāo)記。對(duì)篩選到的SNP標(biāo)記進(jìn)行χ2檢驗(yàn)評(píng)估標(biāo)記的符合孟德?tīng)柗蛛x比,共獲得4463個(gè)符合孟德?tīng)柗蛛x比(p≥0.05)的SNP標(biāo)記用于遺傳作圖。2.基于新開(kāi)發(fā)的SNP標(biāo)記,分別成功構(gòu)建父母本遺傳圖譜。母本遺傳圖譜共包含2470個(gè)標(biāo)記分布于15個(gè)連鎖群上,覆蓋1427.70 cM的基因組長(zhǎng)度;父本遺傳圖譜共包含2217個(gè)標(biāo)記分布于15個(gè)連鎖群上,覆蓋1710.63 cM的基因組長(zhǎng)度�；趦烧叩墓灿袠�(biāo)記成功整合了一張具有3800個(gè)SNP和417個(gè)SSR標(biāo)記的高密度遺傳連鎖圖譜。該圖譜共15個(gè)連鎖群,覆蓋1678.52 cM的基因組長(zhǎng)度,標(biāo)記間距僅為0.40 cM且相鄰標(biāo)記距離(Gap2 cM)的標(biāo)記達(dá)到98.19%。上述結(jié)果表明本研究首次采用規(guī)模200的群體(327個(gè))進(jìn)行遺傳作圖,構(gòu)建的遺傳圖譜首次將標(biāo)記間距縮小至1 cM以下(0.4 cM)。3.為了篩選花青素相關(guān)候選基因,本研究首次實(shí)現(xiàn)了茶樹(shù)花青素含量的QTL作圖。經(jīng)表型測(cè)定,群體各樣品的花青素含量為980.20±24.79 nmol/g,變異系數(shù)31.89%。相關(guān)性分析顯示群體樣本花青素含量與芽葉顏色數(shù)據(jù)呈極顯著正相關(guān)。基于作圖群體花青素含量和芽葉顏色的表型數(shù)據(jù),共檢測(cè)到10個(gè)QTLs,LOD閾值為4.55 30.94,解釋6.30 40.30%的表型變異。其中9個(gè)主效QTLs相互疊加形成3個(gè)QTLs簇。4.本研究通過(guò)測(cè)定作圖群體在二年生實(shí)生苗、扦插苗和擴(kuò)繁苗等3個(gè)時(shí)期與生長(zhǎng)勢(shì)相關(guān)的18個(gè)參數(shù)(樹(shù)幅、莖長(zhǎng)、莖粗、一級(jí)分枝、葉重、根重、莖重、地上部重、根冠比、葉N濃度、莖N濃度、根N濃度、葉N含量、莖N含量、根N含量、地上部N含量、總N含量和葉片數(shù)),首次檢測(cè)到與茶樹(shù)生長(zhǎng)勢(shì)相關(guān)的QTLs共計(jì)53個(gè)。QTLs分布于13個(gè)連鎖群上,LOD閾值為3.12 6.58,解釋4.80 29.10%的表型變異,并在6個(gè)連鎖群上相互疊加形成8個(gè)QTLs簇。5.利用本課題構(gòu)建的高密度SNP遺傳圖譜對(duì)芽葉顏色、兒茶素組分、咖啡堿、發(fā)芽期和炭疽病抗性等數(shù)量性狀重新進(jìn)行QTL作圖。分別在15個(gè)連鎖群上檢測(cè)到目標(biāo)性狀的QTLs共計(jì)81個(gè)。其中,本研究新發(fā)現(xiàn)的QTLs為35個(gè),包含7個(gè)穩(wěn)定的主效QTLs。6.基于遺傳圖譜上SNP標(biāo)記的序列,分別有1558個(gè)和1209個(gè)標(biāo)記的序列以唯一匹配且無(wú)錯(cuò)配的形式(PM_uniq)定位于CSS和CSA參考基因組的Scaffold上,其中超過(guò)70%的標(biāo)記定位于基因間區(qū)。結(jié)合目標(biāo)性狀QTL區(qū)間內(nèi)標(biāo)記兩側(cè)基因的功能注釋,共篩選獲得9個(gè)分別與茶樹(shù)花青素、發(fā)芽期和生長(zhǎng)勢(shì)相關(guān)的候選基因。利用qRT-PCR技術(shù)初步驗(yàn)證了候選基因TEA009062.1是影響茶樹(shù)生長(zhǎng)勢(shì)的重要基因。
【圖文】：

茶樹(shù) SNP 高密度遺傳連鎖群體構(gòu)建與數(shù)量性狀候選基因挖掘3.1.2 2b-RAD 標(biāo)記開(kāi)發(fā)基于 RAD-typing 的分型策略，父母本 2b-RAD 標(biāo)準(zhǔn)文庫(kù)的高質(zhì)量序列經(jīng)聚類(lèi)locus cluster 和質(zhì)量過(guò)濾 (去除測(cè)序錯(cuò)誤產(chǎn)生的低覆蓋度 locus cluster 和重復(fù)序列導(dǎo)致的高覆蓋度 locus cluster) 后共獲得 380,936 個(gè)標(biāo)簽，平均標(biāo)簽數(shù)目為 190,468個(gè)，這些標(biāo)簽的平均測(cè)序深度達(dá)到 123x。利用 SOAP 軟件，將 327 個(gè) 2b-RAD 子代文庫(kù)的高質(zhì)量序列比對(duì)到父母本的高質(zhì)量標(biāo)簽上，共獲得 23,495,604 個(gè)標(biāo)簽，，平均每個(gè)子代文庫(kù)含有 71,852 個(gè)標(biāo)簽，每個(gè)標(biāo)簽的平均測(cè)序深度為 20x。

31圖 3.2 茶樹(shù) ‘龍井 43’× ‘白毫早’F1 代群體 SNP 高密度遺傳連鎖圖譜Figure 3.2 the high-density SNP genetic map for F1 population of ‘Longjin 43’× ‘Baihaozao’
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：S571.1

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 呂海鵬;費(fèi)旭元;梁名志;王立波;林智;;茶樹(shù)特異品種“紫娟”中的花青素組分分析[J];食品科學(xué);2012年22期

2 蔡昭艷;劉滔;方中明;范甜;張明永;;植物寡肽運(yùn)輸與硝酸根運(yùn)輸基因家族的研究進(jìn)展[J];熱帶亞熱帶植物學(xué)報(bào);2011年01期

3 何俊平;阮松林;祝水金;馬華升;;圖位克隆技術(shù)在農(nóng)作物基因分離中的應(yīng)用與評(píng)價(jià)[J];遺傳;2010年09期

4 李慧慧;張魯燕;王建康;;數(shù)量性狀基因定位研究中若干常見(jiàn)問(wèn)題的分析與解答[J];作物學(xué)報(bào);2010年06期

5 劉賢德;張國(guó)范;;運(yùn)用擬測(cè)交策略構(gòu)建遺傳圖譜的理論依據(jù)及研究進(jìn)展[J];海洋科學(xué);2008年10期

6 蔣洪蔚;劉春燕;高運(yùn)來(lái);李燦東;張聞博;胡國(guó)華;陳慶山;;作物QTL定位常用作圖群體[J];生物技術(shù)通報(bào);2008年S1期

7 黃福平;梁月榮;陸建良;陳榮冰;;應(yīng)用RAPD和ISSR分子標(biāo)記構(gòu)建茶樹(shù)回交1代部分遺傳圖譜[J];茶葉科學(xué);2006年03期

8 王月華;韓烈保;曾會(huì)明;尹淑霞;秦利軍;;植物赤霉素矮化突變體研究進(jìn)展[J];中國(guó)生物工程雜志;2006年08期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 譚禮強(qiáng);茶樹(shù)遺傳圖譜與品種指紋圖譜構(gòu)建及幾個(gè)重要性狀的QTL定位[D];四川農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

2 馬建強(qiáng);茶樹(shù)高密度遺傳圖譜構(gòu)建及重要性狀QTL定位[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 王雪敏;茶樹(shù)兒茶素含量的遺傳與QTL分析[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2013年

本文編號(hào)：2643960