【摘要】：骨干親本(Elite parents)是指一些親本育種材料,能直接用于選育一批廣泛播種的品種。總的來說,骨干親本不僅具有良好的綜合性狀,而且具有較高的配合力,即容易與其他材料雜交而產(chǎn)生優(yōu)良的品種。但是目前對于馬鈴薯骨干親本,尤其是骨干親本的遺傳基礎(chǔ)了解有限。在本研究中,對國內(nèi)外馬鈴薯育成品種的系譜關(guān)系進行了分析。并利用2b-RAD,一種簡化基因組測序方法,對我國育成品種世代數(shù)最多的骨干親本家族-米拉(Mira)家族進行基因分型。利用FreeBayes鑒定出的四倍體型SNP和譜系關(guān)系追蹤米拉基因組在后代品種遺傳過程中的保守區(qū)段和頻繁改變區(qū)段。這些區(qū)段形成于幾代的高度的人工品種選育之后,有助于下一步育種的前景選擇。全文的主要結(jié)果如下:1.調(diào)查了 4,397個1841-2013年間世界范圍內(nèi)育成品種以及523個國內(nèi)育成品種。發(fā)現(xiàn)占一定比例的品種由少數(shù)幾種親本育成。育種家親本的選擇在不同時期育成的品種中有所變化。在不同時期都出現(xiàn)了骨干親本,同時一些骨干親本間存在著親緣關(guān)系,意味著有些遺傳物質(zhì)在骨干親本之間傳遞。2.利用2b-RAD簡化基因組測序方法,對米拉及其具有代表性的不同世代的后代進行測序分型。獲得了 120,460個平均測序為深度124×的獨特標簽。利用FreeBayes軟件鑒定出50,448個四倍體型SNP(平均37.1個/Mb,σ= 12.46),并通過Sanger測序驗證了分型結(jié)果。3.通過米拉及其后代之間的SNP信息和譜系關(guān)系計算繼承率,并通過繼承率追蹤保守以及頻繁改變的染色體區(qū)段。得到的繼承率數(shù)值接近于正態(tài)分布,但在Q-Q圖中繼承率數(shù)值較大及較小的兩端與正態(tài)分布預期值高度偏離,提示這些部分處于選擇壓力中。4.保守的染色體區(qū)段在米拉家族基因組中遺傳多樣性較低,具有繼承率大于0.9的染色體區(qū)段占米拉基因組的20.8%,其中包含4,037個大于10,000 bp的染色體片段。處于保守區(qū)段中的一些基因預測參與了重要的生物過程,如糖代謝過程、光合作用、轉(zhuǎn)運和信號轉(zhuǎn)導。一些基因在塊莖發(fā)育以及生物和非生物脅迫中高度表達。同時,這些區(qū)域中還發(fā)現(xiàn)了一些育種者感興趣的表征基因。5.頻繁改變的染色體區(qū)段在米拉家族基因組中多態(tài)性位點變化頻繁,因此米拉的這部分基因組區(qū)段內(nèi)的等位基因所影響的性狀,可能不能滿足育種者的需要,并因此而需要改進。分析了占米拉基因組5%的,繼承率小于0.306的染色體區(qū)段。在頻繁改變?nèi)旧w區(qū)段中共發(fā)現(xiàn)了 1,328個能注釋的功能基因,其中同樣包含了擁有重要生物學功能的基因。6.根據(jù)米拉后代品種的育成地的種植區(qū)域的不同,分析了米拉基因組為了適應不同種植環(huán)境而改變的染色體區(qū)段。對4個種植區(qū)域中的米拉后代基因組相較于米拉基因組遺傳率最低的1%的遺傳區(qū)段內(nèi)的基因功能進行了分析,發(fā)現(xiàn)其中一些基因在塊莖發(fā)育以及生物和非生物脅迫中高度表達。
【學位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S532
【圖文】：

邋２０１４）。但這套全基因組單核苷酸多態(tài)性（ＳＮＰ）芯片由于所依據(jù)的馬鈴薯種質(zhì)逡逑資源少（６個馬鈴薯栽培種的表達基因組），ＳＭＰ標記標記數(shù)量少，所以可能在一些群逡逑體中不適用。另外，在芯片中存在著長距離的ＳＮＰ標記空缺的狀況（圖１－１）。逡逑１１逡逑

巴拿馬傳入美國，它的后代與歐洲品種雜交后，表現(xiàn)突出，從此馬鈴薯雜交育種開始逡逑得到重視并廣泛應用。北美著名品種布爾班克（Ｒｕｓｓｅｔ邋Ｂｕｒｂａｎｋ）就是Ｒｏｕｇｈ邋Ｐｕｒｐｌｅ逡逑Ｃｈｉｌｉ的后代（圖２－１）。在美國馬鈴薯協(xié)會的出版物中，列出了北美１７７個應用于生產(chǎn)逡逑的品種，其中１５６個品種含有ＲｏｕｇｈＰｕｒｐｌｅ邋Ｃｈｉｌｉ的血緣（隋啟君，２００１）。因此如同逡逑其他作物一樣，馬鈴薯同樣存在著優(yōu)秀的骨干親本，它們的應用影響著馬鈴薯育種進逡逑程，通過調(diào)查世界范圍內(nèi)及我國育成馬鈴薯品種的系譜，能使我們更加系統(tǒng)深入的認逡逑識馬鈴薯的骨干親本。逡逑Ｒｏｕｇｈ邋Ｐｕｒｐｌｅ邋Ｃｈｉｌｉ邋（１８５１）逡逑開放授粉邐＋逡逑Ｇａｒｎｅｔ邋Ｃｈｉｌｉ邋（１８５３）逡逑開放＼邐＾雜交逡逑Ｐｅｅｒｌｅｓｓ（１８６２）邐／邐＼邐Ｅａｒｌｙ邋Ｖｅｒｍｏｎｔ逡逑，級邐＇雜交邐（１８６６）逡逑Ｂｒｏｗｎ邋Ｂｅａｕｔｙ（１８６１）邋／邐Ｅｘｔｒａ邋Ｅａｒｌｙ邋Ｖｅｒｍｏｎｔ邋ｉ邋ｋ逡逑／邐（ｌ８７Ｉ）邋ｖ逡逑自ｆ^u放授粉邐＼逡逑ｒ邋Ｅａｒｌｙ邋Ｒｏｓｅ（ｌ８６１）邐＼逡逑Ｂｅａｕｔｙ邋ｏｆ邋Ｈｅｂｒｏｎ（邋１８７８）／＾＿從邐Ｊａｃｋｓｏｎ邋Ｗｈｉｔｅ逡逑開放ｔ授粉逡逑”雜交邐Ｂｕｒｂａｎｋ（１８７６）邋芽變逡逑ｒｒｉｕｍｐｈ（１８７８）邋＾邐｜芽變邐ＩｒｉｓｈＣｏｂｂｅｒ（１８７６）逡逑Ｒｕｓｓｅｔ邋Ｂｕｒｂａｎｋ（１９０８）逡逑圖２－１早期育成馬鈴暑品種的系譜（ＰＩａｉｓｔｅｄ邋ａｎｄ邋Ｈｏｏｐｅｓ

【參考文獻】

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本文編號：2742006