本文關(guān)鍵詞：玉米多葉突變體lfy1的遺傳分析、精細(xì)定位和克隆，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：玉米lfy1突變體主要表型為穗上多葉,其不僅是研究玉米莖尖生長(zhǎng)點(diǎn)發(fā)育機(jī)制的重要突變體,也是飼用玉米育種的重要種質(zhì)。前人將lfy1基因初定位在3號(hào)染色體長(zhǎng)臂上,但至今仍未克隆。在本研究中,我們進(jìn)一步證實(shí)lfy1突變體在其后代分離群體中的表型受遺傳背景影響明顯。利用lfy1突變體與不同自交系構(gòu)建的遺傳群體,我們通過(guò)圖位克隆法對(duì)其精細(xì)定位,構(gòu)建物理圖譜,且找到其他影響該表型的QTL位點(diǎn)。此外,利用自然群體對(duì)玉米穗上葉數(shù)和苞葉數(shù)進(jìn)行了全基因組關(guān)聯(lián)分析。主要結(jié)果如下： 1.lfy1突變體并不是典型的顯性突變體,受遺傳背景影響明顯。在與B73得到的分離群體中,穗上葉數(shù)分布呈現(xiàn)典型的質(zhì)量性狀分離比,在與鄭58得到的分離群體中,穗上葉數(shù)呈現(xiàn)典型的數(shù)量性狀遺傳分布。因此,選擇B73群體作為精細(xì)定位的遺傳群體,通過(guò)開(kāi)發(fā)SSR和InDel分子標(biāo)記,將lfy1基因的候選區(qū)間縮小至55kb(參照B73基因組)。三個(gè)標(biāo)記與lfy1基因共分離,利用其鑒定基因型,觀察到lfy1突變體莖尖生長(zhǎng)點(diǎn)發(fā)育受到嚴(yán)重抑制。 2.根據(jù)B73參考基因組,對(duì)候選區(qū)間內(nèi)GRMZM2G072052和GRMZM2G072080兩個(gè)候選基因進(jìn)行了序列測(cè)定、轉(zhuǎn)錄和蛋白水平分析。GRMZM2G072052基因在lfy1突變體與B73之間有差異,但是與鄭58等自交系完全一致,且表達(dá)量未檢測(cè)到明顯差異。lfy1突變體中,GRMZM2G072080基因第八內(nèi)含子有一5kb轉(zhuǎn)座子插入,但并未影響該基因轉(zhuǎn)錄長(zhǎng)度,RNAi轉(zhuǎn)基因株系并未出現(xiàn)多葉表型。說(shuō)明GRMZM2G072052和GRMZM2G072080可能并不是lfy1突變體的候選基因。 3.通過(guò)構(gòu)建篩選lfy1突變體BAC文庫(kù),鄭58Fosmid文庫(kù),得到候選區(qū)域物理圖譜。lfy1突變體BAC文庫(kù)中,3個(gè)BAC陽(yáng)性克隆可覆蓋整個(gè)候選區(qū)域。對(duì)其中一個(gè)陽(yáng)性克隆29E3測(cè)序證實(shí),在lfy1突變體中,候選區(qū)域長(zhǎng)度至少大于90kb。鄭58Fosmid文庫(kù)中,對(duì)GRMZM2G072080的一個(gè)陽(yáng)性克隆26D6進(jìn)行測(cè)序,獲得約35kb序列,其序列與29E3有26kb的重疊區(qū)域,且序列完全一致。說(shuō)明鄭58與lfy1突變體的基因組序列更為接近,兩者之間序列的差異之處才可能是真正的突變位點(diǎn)。 4.lfy1突變體與鄭58構(gòu)建的F2分離群體穗上葉數(shù)呈現(xiàn)正態(tài)分布,符合數(shù)量性狀遺傳規(guī)律。利用110個(gè)SSR標(biāo)記,lfy1突變體與鄭58的F2群體190個(gè)單株,對(duì)穗上葉數(shù)進(jìn)行QTL定位,共定位到4個(gè)影響穗上葉數(shù)的QTL位點(diǎn),其中l(wèi)fy1基因所在的位點(diǎn)qEPN3貢獻(xiàn)率最高,為12.3%,qEPN2貢獻(xiàn)率次之,為7.1%。通過(guò)對(duì)BC4F2、BC6F1、BC6F12群體的基因型和表型分析,進(jìn)一步驗(yàn)證qEPN3和qEPN2兩個(gè)QTL位點(diǎn)。且證實(shí)qEPN3與AC209804-4標(biāo)記緊密連鎖,qEPN2與chr2_S_209011873標(biāo)記緊密連鎖。 5.連續(xù)兩年統(tǒng)計(jì)366個(gè)自交系組成的關(guān)聯(lián)分析群體的穗上葉數(shù)和苞葉數(shù),數(shù)據(jù)分析表明,穗上葉數(shù)和苞葉數(shù)相關(guān)系數(shù)為0.38。對(duì)穗上葉數(shù)進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)分析,以p值0.0001為顯著性標(biāo)準(zhǔn),共檢測(cè)到45個(gè)顯著性SNP位點(diǎn)。玉米苞葉數(shù)的全基因組關(guān)聯(lián)分析,顯著性標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置為p值0.0001,共有56個(gè)顯著性SNP位點(diǎn)被檢測(cè)到。
【關(guān)鍵詞】：穗上葉數(shù) 圖位克隆 分子標(biāo)記 候選基因
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：S513
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 英文縮略表9-10
• 第一章 文獻(xiàn)綜述10-21
• 1.1 玉米穗上多葉性狀的研究進(jìn)展10-11
• 1.1.1 多葉型玉米的植株特征和遺傳機(jī)理10
• 1.1.2 lfy1多葉突變體的研究進(jìn)展10-11
• 1.2 玉米質(zhì)量性狀圖位克隆11-18
• 1.2.1 圖位克隆的原理和流程11-17
• 1.2.2 玉米圖位克隆的基因17
• 1.2.3 玉米圖位克隆存在的問(wèn)題及展望17-18
• 1.3 玉米數(shù)量性狀的研究18-20
• 1.3.1 QTL定位18-20
• 1.3.2 全基因組關(guān)聯(lián)分析20
• 1.4 本研究的目的和意義20-21
• 第二章 lfy1突變體的遺傳分析、精細(xì)定位和高代回交群體表型分析21-32
• 2.1 材料與方法21-25
• 2.1.1 試驗(yàn)材料21-22
• 2.1.2 試驗(yàn)方法22-25
• 2.2 結(jié)果與分析25-31
• 2.2.1 lfy1突變體遺傳分析25-27
• 2.2.2 驗(yàn)證lfy1基因定位區(qū)間27
• 2.2.3 lfy1基因的精細(xì)定位27-29
• 2.2.4 精細(xì)定位結(jié)果的進(jìn)一步驗(yàn)證29
• 2.2.5 高代回交群體表型對(duì)比29-31
• 2.3 討論31-32
• 第三章 候選基因分析及高代回交群體RNA-seq結(jié)果分析32-56
• 3.1 材料方法32-44
• 3.1.1 試驗(yàn)材料32-34
• 3.1.2 試驗(yàn)方法34-44
• 3.2 結(jié)果與分析44-54
• 3.2.1 候選基因序列比較44-49
• 3.2.2 候選基因表達(dá)和蛋白水平分析49-51
• 3.2.3 GRMZM2G072080轉(zhuǎn)基因株系分析51-53
• 3.2.4 高代回交群體RNA-seq結(jié)果分析53-54
• 3.3 討論54-56
• 第四章 lfy1突變體BAC文庫(kù)篩選和物理圖譜構(gòu)建56-65
• 4.1 材料與方法56-58
• 4.1.1 試驗(yàn)材料56-57
• 4.1.2 試驗(yàn)方法57-58
• 4.2 結(jié)果與分析58-63
• 4.2.1 lfy1突變體BAC文庫(kù)篩選58-60
• 4.2.2 陽(yáng)性BAC克隆指紋圖譜分析和物理圖譜構(gòu)建60-61
• 4.2.3 BAC陽(yáng)性克隆測(cè)序結(jié)果分析61-62
• 4.2.4 鄭58Fosmid文庫(kù)篩選結(jié)果及末端測(cè)序62-63
• 4.2.5 鄭58 Fosmid文庫(kù)部分陽(yáng)性克隆測(cè)序結(jié)果分析63
• 4.3 討論63-65
• 第五章 玉米穗上葉數(shù)QTL定位65-74
• 5.1 材料與方法65-67
• 5.1.1 試驗(yàn)材料65
• 5.1.2 試驗(yàn)方法65-67
• 5.2 結(jié)果與分析67-72
• 5.2.1 作圖群體穗上葉數(shù)表型67-68
• 5.2.2 遺傳連鎖圖譜構(gòu)建68-70
• 5.2.3 穗上葉數(shù)QTL位點(diǎn)分析70
• 5.2.4 qEPN3的驗(yàn)證70-71
• 5.2.5 qEPN2的驗(yàn)證71-72
• 5.3 討論72-74
• 第六章 玉米穗上葉數(shù)和苞葉數(shù)全基因組關(guān)聯(lián)分析74-79
• 6.1 材料與方法74
• 6.1.1 試驗(yàn)材料及基因型數(shù)據(jù)74
• 6.1.2 試驗(yàn)方法74
• 6.2 結(jié)果與分析74-78
• 6.2.1 玉米穗上葉數(shù)和苞葉數(shù)相關(guān)性74-76
• 6.2.2 玉米穗上葉數(shù)全基因組關(guān)聯(lián)分析76-77
• 6.2.3 玉米苞葉數(shù)全基因組關(guān)聯(lián)分析77-78
• 6.3 討論78-79
• 參考文獻(xiàn)79-86
• 致謝86-87
• 附錄87-96
• 作者簡(jiǎn)歷96

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 文陽(yáng)平;賀浩華;王建革;徐景坤;孫曉磊;;關(guān)聯(lián)分析及其在玉米中的研究進(jìn)展[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2009年19期

2 呂洪坤;鄭軍;;圖位克隆技術(shù)在玉米基因分離中的應(yīng)用[J];分子植物育種;2013年03期

3 李賢唐;丁俊強(qiáng);王瑞霞;吳建宇;;玉米株型相關(guān)性狀的QTL定位與分析[J];江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué);2011年02期

4 楊小紅;嚴(yán)建兵;鄭艷萍;余建明;李建生;;植物數(shù)量性狀關(guān)聯(lián)分析研究進(jìn)展[J];作物學(xué)報(bào);2007年04期

5 邢永忠,徐才國(guó);作物數(shù)量性狀基因研究進(jìn)展[J];遺傳;2001年05期

6 李強(qiáng),萬(wàn)建民;SSRHunter,一個(gè)本地化的SSR位點(diǎn)搜索軟件的開(kāi)發(fā)[J];遺傳;2005年05期

7 扈光輝;飼用玉米的育種進(jìn)展與趨勢(shì)[J];玉米科學(xué);2003年02期

8 席章?tīng)I(yíng),朱芬菊,臺(tái)國(guó)琴,李志敏;作物QTL分析的原理與方法[J];中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào);2005年01期

9 王益軍;鄧德祥;卞云龍;;多葉型玉米研究進(jìn)展[J];中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào);2010年16期

10 唐立群;肖層林;王偉平;;SNP分子標(biāo)記的研究及其應(yīng)用進(jìn)展[J];中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào);2012年12期

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本文編號(hào)：261282