本文關(guān)鍵詞：陸地棉與海島棉、毛棉、達爾文氏棉種間遺傳圖譜加密及線性關(guān)系比較

  更多相關(guān)文章： 雷蒙德氏棉 genome-SSR 海島棉 毛棉 達爾文氏棉 遺傳圖譜 物理圖譜 線性關(guān)系

【摘要】：棉花是重要的纖維作物,也是世界重要的油料作物和戰(zhàn)略資源。棉屬有52個棉種,包括45個二倍體棉種分屬于8個二倍體基因組和7個異源四倍體棉種。棉花廣泛種植于熱帶和亞熱帶地區(qū),異源四倍體栽培棉種陸地棉遺傳基礎(chǔ)狹窄,需要擴大遺傳資源進行遺傳改良。栽培的海島棉具有優(yōu)異的纖維品質(zhì);異源四倍體野生種毛棉含有許多特異性狀如抗逆等,異源四倍體野生種達爾文氏棉具有纖維細(xì)度好、耐干旱及抗枯黃萎病等優(yōu)點,可用于陸地棉栽培品種的遺傳改良。遺傳連鎖圖譜不僅可以研究基因組的結(jié)構(gòu)和變異,還可以進行圖位克隆、QTL定位以及分子標(biāo)記輔助育種等重要作用,在現(xiàn)代棉花分子生物學(xué)和遺傳改良中具有重要的地位。本研究從棉花基因組學(xué)出發(fā),依據(jù)雷蒙德氏棉基因組序列開發(fā)了genome-SSR引物,在前人的工作基礎(chǔ)上,對構(gòu)建的(陸地棉×海島棉)BC_1、(陸地棉×毛棉)F2、(陸地棉×達爾文氏棉)F2群體SSR遺傳連鎖圖進行加密,并利用連鎖圖上的共有標(biāo)記對圖譜進行共線性分析,探討棉花種間遺傳連鎖圖譜的結(jié)構(gòu),為研究不同棉種的起源、進化與分類、育種遺傳改良等奠定基礎(chǔ)。主要結(jié)果如下:1.基于雷蒙德氏棉基因組的g SSR開發(fā)根據(jù)已經(jīng)發(fā)表的雷蒙德氏棉基因組序列,成功開發(fā)了涵蓋雷蒙德氏棉全基因組的genome-SSR標(biāo)記。本套標(biāo)記共計12560對引物,命名為SWU,涵蓋了所有13條染色體。每條染色體的引物數(shù)量平均為966條,其中引物數(shù)最少的是13號染色體,為852對;引物最多的是9號染色體,為1323對。所有標(biāo)記擴增片段TM值均在55-61℃之間,長度在100-200bp之間。其中平均擴增長度最短的是5、9、11號染色體,擴增長度平均為167bp,擴增長度最長的是8號染色體,擴增片段平均為171bp。冗余性檢測發(fā)現(xiàn)其中217條序列與已經(jīng)發(fā)表的SSR標(biāo)記具有較高的相似性。2.(陸地棉×海島棉)BC_1群體遺傳連鎖圖譜加密利用新開發(fā)SSR引物篩選陸地棉品種中棉所35與海島棉品種Pima S7之間的多態(tài)性,以篩選出來的多態(tài)性引物對94個BC_1單株進行群體基因型檢測,最后獲得1490個新標(biāo)記位點,將這新篩選到的標(biāo)記添加到本實驗室原來已經(jīng)完成的(中棉所35×Pima S7)BC_1遺傳連鎖圖譜,最終獲得了包含3433個位點的高密度陸海種間遺傳連鎖圖譜。圖譜總長度4059.3c M,標(biāo)記間平均距離為1.29c M,定位到At亞組的標(biāo)記位點共有1275個,其中新增標(biāo)記385個,At亞組的染色體總長度1958.6c M,平均長度1.59 c M;定位到Dt亞組的標(biāo)記位點共有2158個,其中新增標(biāo)記1105個,Dt亞組的染色體總長度2100.7c M,平均長度0.98c M。3.(陸地棉×毛棉)F2群體遺傳連鎖圖譜的加密利用新開發(fā)的SSR引物篩選陸地棉中棉所12號與毛棉之間的多態(tài)性引物,獲得148個新標(biāo)記位點,將新篩選到的標(biāo)記添加到本實驗室原來已經(jīng)完成的(中棉所12號×毛棉)F2遺傳連鎖圖譜,經(jīng)過對所有位點和標(biāo)記的糾錯和整合,最終獲得了包含1917個位點的高精度的陸地棉×毛棉種間遺傳連鎖圖譜。圖譜總長度3345.4c M,成功定位到26個連鎖群上,標(biāo)記間平均距離為1.80c M,定位到At亞組的標(biāo)記位點共有871個,其中新增標(biāo)記27個,At亞組的染色體總長度1588.7c M,平均長度1.87c M;定位到Dt亞組的標(biāo)記位點共有1046個,其中新增標(biāo)記121個,Dt亞組的染色體總長度1756.7c M,平均長度1.68c M。4.(陸地棉×達爾文氏棉)F2群體遺傳連鎖圖譜的加密利用新開發(fā)的SSR引物中篩選中棉所12號、達爾文氏棉之間的多態(tài)性標(biāo)記,將篩選出來的多態(tài)性引物對188個(中棉所12號×達爾文氏棉)F2單株進行多態(tài)性群體檢測,最后獲得203個新標(biāo)記位點,將這新篩選到的標(biāo)記添加到本實驗室原來已經(jīng)完成的中棉所12號×達爾文氏棉F2遺傳連鎖圖譜,經(jīng)過對所有位點和標(biāo)記的糾錯和整合,最終獲得了包含1964個位點的高精度的陸地棉×達爾文氏棉種間遺傳連鎖圖譜。圖譜總長度3615.3c M,成功定位到26個連鎖群上。該圖譜標(biāo)記間平均距離為1.84c M,定位到At亞組的標(biāo)記位點共817個,其中新增標(biāo)記35個,At亞組的染色體總長度1658.9c M,平均長度2.03c M;定位到Dt亞組的標(biāo)記位點共1147個,其中新增標(biāo)記168個,Dt亞組的染色體總長度1956.4c M,平均長度1.71c M。5.(陸地棉×海島棉)BC_1群體遺傳圖譜與陸地棉物理圖譜線性關(guān)系比較比較(陸地棉×海島棉)BC_1遺傳連鎖圖譜與陸地棉基因組物理圖譜線性關(guān)系,發(fā)現(xiàn)標(biāo)記在遺傳圖譜上的順序與在物理圖譜上的順序基本一致。在Chr.21染色體內(nèi)部,發(fā)現(xiàn)一段遺傳圖譜與物理圖譜倒位現(xiàn)象,呈部分非同線性關(guān)系。(陸地棉×海島棉)遺傳圖譜At染色體亞組1958.6c M對應(yīng)到陸地棉物理圖譜的1.156Gb基因組大小,Dt染色體亞組2100.7c M對應(yīng)到物理圖譜的0.772Gb基因組大小,(陸地棉×海島棉)遺傳圖譜共涵蓋了1.928Gb基因組,占陸地棉總?cè)旧w大小的83.84%。6.(陸地棉×毛棉)F2遺傳圖譜與陸地棉物理圖譜線性關(guān)系比較通過對(陸地棉×毛棉)F2群體遺傳連鎖圖譜與陸地棉基因組物理圖譜線性關(guān)系比較,發(fā)現(xiàn)遺傳圖譜與物理圖譜在染色體分布上均呈現(xiàn)共線性關(guān)系;在Chr.08和Chr.18染色體內(nèi)部,發(fā)現(xiàn)兩段遺傳圖譜與物理圖譜位置倒位現(xiàn)象,呈部分非同線性關(guān)系。陸地棉×毛棉遺傳圖譜At染色體亞組的遺傳圖譜1588.7c M對應(yīng)到陸地棉物理圖譜的1.111Gb基因組大小,Dt染色體亞組1756.7c M對應(yīng)到物理圖譜的0.750Gb基因組大小,陸地棉×毛棉遺傳圖譜共涵蓋了1.861Gb基因組,占陸地棉總基因組染色體大小的80.93%。7(陸地棉×達爾文氏棉)F2群體遺傳圖譜與陸地棉物理圖譜線性關(guān)系比較通過對陸地棉×達爾文氏棉遺傳連鎖圖譜與陸地棉基因組物理圖譜線性關(guān)系比較,發(fā)現(xiàn)標(biāo)記在遺傳圖譜與物理圖譜上的分布基本一致;在個別染色體內(nèi)部,有個別標(biāo)記的遺傳圖譜與物理圖譜倒位(Chr.01、Chr.08、Chr.16)和易位(Chr.20、Chr.23)現(xiàn)象,呈部分非同線性關(guān)系。(陸地棉×達爾文氏棉)遺傳圖譜At染色體亞組1658.9c M對應(yīng)到陸地棉物理圖譜的1.091Gb基因組大小,Dt染色體亞組1956.4c M對應(yīng)到物理圖譜的0.757Gb基因組大小,陸地棉×達爾文氏棉遺傳圖譜共涵蓋了1.847Gb基因組,占總基因組染色體大小的80.32%。8.(陸地棉×達爾文氏棉)與(陸地棉×毛棉)F2群體遺傳圖譜線性關(guān)系比較通過對(陸地棉×毛棉)和(陸地棉×達爾文氏棉)兩個遺傳連鎖圖共有的SSR標(biāo)記線性關(guān)系比較分析,發(fā)現(xiàn)兩個遺傳連鎖圖上的多數(shù)標(biāo)記呈現(xiàn)共線性,但是在部分染色體的部分區(qū)域,出現(xiàn)部分非同線性關(guān)系,包括7個倒位(Chr.02、Chr.05、Chr.08、Chr.12、Chr.14、Chr.16、Chr.25染色體)和3個簡單易位(Chr.5、Chr.14、Chr.26染色體)。線性關(guān)系分析表明,棉屬不同染色體之間的片段代換(Chr.02與Chr.03、Chr.04與Chr.05)可能均發(fā)生在異源四倍體形成之前。
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S562
，

本文編號：1266880