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KASP標記用于甘藍指紋圖譜構(gòu)建及雜種優(yōu)勢群劃分

發(fā)布時間:2020-05-11 15:43
【摘要】:結(jié)球甘藍(Brassica oleracea L.var.capitata)簡稱甘藍,是蕓薹屬的一種重要蔬菜,在我國各地廣泛栽培。近年來,市場上的甘藍品種不斷增多,種植面積不斷增大。但是,在種子市場上同名異物及同物異名的情況時有發(fā)生,甚至一些不合格種子混入市場,造成巨大的經(jīng)濟損失。因此,構(gòu)建DNA指紋圖譜,實現(xiàn)對品種的快速準確鑒定,對于假種辨別和產(chǎn)權(quán)糾紛具有重要作用。甘藍是典型的異花授粉作物,雜種優(yōu)勢十分明顯,通過選育自交系配制雜交組合是雜種優(yōu)勢利用的主要途徑。而如何進行自交系間的組配,顯得至關重要,目前主要依賴于育種家的經(jīng)驗及表型特征或地理來源,因此迫切需要從分子水平上初步劃分甘藍優(yōu)勢群,為育種家利用雜種優(yōu)勢提供科學指導,并提高組合配制效率。本研究對50份甘藍自交系進行重測序,開發(fā)SNP標記。挑選一部分SNP標記轉(zhuǎn)化為KASP標記,對主要甘藍品種及自交系進行基因分型檢測,根據(jù)分型數(shù)據(jù)構(gòu)建主要甘藍品種的DNA指紋圖譜并劃分甘藍自交系的雜種優(yōu)勢群。主要研究結(jié)果如下:1.甘藍全基因組KASP標記開發(fā)采用Illumina Hi-Seq 2500平臺對50個甘藍高代自交系進行全基因組重測序,將重測序數(shù)據(jù)與參考基因組02-12進行比對,共篩選獲得2.54×10~6個SNPs。在全部SNP中篩選多態(tài)性介于40%~60%、未測通材料數(shù)20、在9條染色體均勻分布、位點前后各50 bp不存在其他變異,最終獲得500個SNP位點。并將其轉(zhuǎn)化為KASP標記,其中442個成功轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)化成功率88.4%。在每條染色體中隨機挑選1個標記,利用KASP平臺對96個甘藍自交系材料進行基因分型,9個標記全部分型成功。結(jié)果表明,開發(fā)的KASP標記的分型效果較好,可用于下一步試驗。2.基于KASP標記構(gòu)建甘藍主要品種的DNA指紋圖譜利用甘藍全基因組開發(fā)的KASP標記,對59個主要甘藍品種進行分型。在442個標記中,有25個標記的未分型材料數(shù)5,為保證結(jié)果準確性,在后續(xù)分析中將這25個標記去除。根據(jù)基因分型結(jié)果,篩選多態(tài)性信息含量0.35、無基因型數(shù)據(jù)缺失、在9條染色體上均勻分布的50個SNP位點作為核心標記,構(gòu)建甘藍品種指紋圖譜。通過人工構(gòu)建模擬群體進行驗證,結(jié)果表明利用50個核心SNP標記構(gòu)建的DNA指紋圖譜可實現(xiàn)對甘藍品種真實性和特異性的有效鑒定。3.利用KASP標記進行甘藍自交系雜種優(yōu)勢群初步劃分根據(jù)栽培茬口的不同,可將246個甘藍自交系分為春甘藍、秋甘藍、越冬甘藍三種類型。其中,春甘藍包含77份材料,秋甘藍包含72份材料,越冬甘藍包含97份材料。基于甘藍自交系的SNP標記分型結(jié)果,對不同栽培茬口的自交系進行遺傳相似性分析及聚類分析,并結(jié)合系譜關系進行優(yōu)勢群的劃分。結(jié)果顯示,春甘藍劃分為7個優(yōu)勢群、秋甘藍劃分為6個優(yōu)勢群、越冬甘藍劃分為5個優(yōu)勢群。為驗證雜種優(yōu)勢群劃分的準確性,對上述部分自交系選配的50個優(yōu)良雜交組合的雙親進行分析,除越冬甘藍中‘嘉麗-綠×嘉麗-灰’組合為亞群內(nèi)雜交外,剩余組合均為群間或亞群間雜交,這說明雜種優(yōu)勢群的劃分較為合理。由此我們認為盡量選擇群間或亞群間親本材料進行組配,這將為雜交組合的科學配制提供依據(jù),提高甘藍雜種優(yōu)勢利用效率。
【圖文】:

條染,位點,分型


圖 2.2 500 個 SNP 位點在 9 條染色體中的分布Fig. 2.2 Distribution of 500 SNP loci in nine chromosomes藍 SNP 標記的 KASP 分型驗證的 500 個 SNP 位點交由 LGC 公司進行 KASP 引物設計,根據(jù) 50 個 SNP每個 SNP 位點,采用 KrakenTM 軟件在 SNP 位點上游設計兩條正向引 序 列 標 簽 A ( GAAGGTGACCAAGTTCATGCT ) 和 序 列TCGGAGTCAACGGATT),在位點下游設計一條通用引物。500 個 SNP 位為 KASP 標記,轉(zhuǎn)化成功率為 88.4%,引物序列信息見附表 1。染色體中隨機挑選 1 個標記進行分型驗證,利用 KASP 平臺對 96 個甘藍型,9 個標記全部分型成功。其中,,標記 Bol1-10、Bol3-56、Bol5-23、B 100%,全部 96 份材料均成功分型;標記 Bol2-26 與 Bol6-16 獲得 95 份材料-36 與 Bol9-1 獲得 93 份材料的基因型;標記 Bol4-27 的分型成功率最低,僅,占全部材料的 93.8%。全部 9 個位點的平均分型成功率為 94.4%,基因功的 KASP 標記可用于下一步試驗。圖 2.3 表示 9 個 SNP 標記的分型結(jié)果表示兩種不同的基因型,綠點表示雜合基因型,粉點表示未成功分型。

基因分型,自交系,甘藍


圖 2.3 9 個 SNP 標記在 96 個甘藍自交系中的 KASP 基因分型Fig. 2.3 KASP genotyping of nine SNP markers in ninety-six inbred lines of cabbage重測序技術的 SNP 標記開發(fā)組重測序是對已有參考基因組的物種不同個體間進行基因組測序,并根據(jù)性分析。利用全基因組重測序數(shù)據(jù)與參考基因組進行比對,可以檢測到基nDels、CNVs 等。Zheng(2011)對三個不同的高粱品系進行全基因組重18 個 SNPs、99948 個 Indels 以及 17111 個 CNVs。羅昕(2015)利用簡化 份玉米自交系進行檢測,共開發(fā)了 670412 個 SNP 標記,并與 RNA-seq及 60K 基因芯片的 SNP 標記進行比較分析,獲得了一套玉米完整基因型構(gòu)建的白菜 RILs 群體的 150 份材料進行重測序,共檢測到 105 萬個 SN209 個 SNP 標記構(gòu)建了高密度遺傳圖譜,鑒定出與 6 個葉球性狀相關聯(lián)測序技術可以檢測到群體中幾乎所有的 DNA 變異,是一種快速有效的 S
【學位授予單位】:中國農(nóng)業(yè)科學院
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2018
【分類號】:S635

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4 吳s

本文編號:2658691


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