【摘要】：谷子作為我國重要的區(qū)域性特色雜糧,同時也是一種較為古老的栽培農(nóng)作物,具有重要的歷史意義和研究價值。與我國主要的糧食作物相比,谷子在生理特性和理化指標(biāo)上都具有明顯的優(yōu)勢,被大眾視為糧飼料兩用作物。它不僅能高效利用水分、表現(xiàn)出較好的抗旱耐瘠性,在干旱、半干旱地區(qū)廣泛種植;而且其籽粒(小米)富含多種氨基酸以及人體所必需的礦質(zhì)營養(yǎng)元素,營養(yǎng)豐富且價值極高,可作為傳統(tǒng)食補(bǔ)、食療的重要原材料。此外,谷子還具有相對較小的基因組(2n=2x=18)。相比于其他黍亞科農(nóng)作物,谷子可作為解析植物基因組、研究作物抗旱性機(jī)理的候選材料,同時也是有望成為研究C4能源作物及黍亞科作物功能基因組的模式作物之一。谷子育種的目標(biāo)性狀中的很大一部分性狀都被公認(rèn)為是典型的數(shù)量性狀,應(yīng)用傳統(tǒng)育種方法改良這些性狀,既費(fèi)時又費(fèi)力。隨著分子標(biāo)記技術(shù)及高通量測序的快速發(fā)展,分子標(biāo)記輔助選擇為這些數(shù)量性狀的遺傳改良提供了新的思路。谷子全基因組測序工作的順利完成,也為谷子的數(shù)量性狀基因(QTL)定位和功能基因組研究提供了非常重要的數(shù)據(jù)資源。至今,已有大量的谷子分子標(biāo)記被成功開發(fā),但現(xiàn)有的谷子遺傳圖譜所包含的標(biāo)記數(shù)目較少,覆蓋率低,檢測QTL的效率低。因此,開發(fā)更多的新引物,創(chuàng)建多樣的作圖群體,構(gòu)建密度較高的遺傳圖譜,鑒定更多、更穩(wěn)定的顯著QTL,對谷子產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀的遺傳改良具有重要應(yīng)用價值。本研究選用兩個農(nóng)藝性狀差異較大的谷子栽培品種“隴谷7號”和“豫谷1號”作為親本,建立(豫谷1號×隴谷7號)F_2作圖群體,利用新開發(fā)的微衛(wèi)星(SSR)標(biāo)記,構(gòu)建谷子高密度種內(nèi)遺傳連鎖圖譜;結(jié)合兩年的相關(guān)表型數(shù)據(jù),經(jīng)檢測分析,以期獲得控制谷子這些重要性狀的穩(wěn)定QTL。主要研究結(jié)果如下:1.谷子SSR標(biāo)記開發(fā)本研究利用“豫谷1號”參考基因組序列,設(shè)計了10598對SSR引物,約覆蓋谷子基因組的99.89%。分布在谷子9條染色體上的SSR標(biāo)記數(shù)目介于658~1874個,各染色體上標(biāo)記密度為16.17~31.78 markers/Mb。其中,第9染色體的標(biāo)記數(shù)目最多,標(biāo)記密度也最大;第8染色體上的標(biāo)記數(shù)目最少,標(biāo)記密度也最小。設(shè)計的不同重復(fù)單元引物中,五核苷酸重復(fù)的引物數(shù)目最多,二核苷酸重復(fù)的引物數(shù)目最少。2.群體標(biāo)記基因型檢測利用10598對SSR引物篩選“豫谷1號”與“隴谷7號”兩親本間的多態(tài)性,共獲得1013對多態(tài)性引物,多態(tài)性比例為9.6%。利用獲得的1013對多態(tài)性引物檢測F_2群體中168個單株的標(biāo)記基因型,共產(chǎn)生1035個多態(tài)性位點(diǎn),其中22對引物分別產(chǎn)生2個多態(tài)性位點(diǎn)。經(jīng)χ~2檢測,其中220個標(biāo)記位點(diǎn)表現(xiàn)出顯著的偏分離(p0.05),偏分離比例為21.3%。遺傳圖譜上1035個SSR標(biāo)記覆蓋谷子物理圖譜的395.65 Mb,約為谷子全基因組重組長度(~515 Mb)的76.8%。3.谷子遺傳連鎖圖譜構(gòu)建利用作圖軟件Jionmap4.0進(jìn)行連鎖分析,1035個位點(diǎn)分別定位到了谷子的9條染色體上,構(gòu)建了一張覆蓋1318.8 c M的谷子遺傳圖譜,相鄰標(biāo)記間的平均間隔為1.27 c M。該圖譜共包含9個連鎖群,依次對應(yīng)于谷子的9條染色體。其中,第9染色體的重組長度最長,為226.4 c M,標(biāo)記間的平均距離最大(2.02 c M);重組長度最短的是第7染色體,只有102.9 c M,標(biāo)記間距相對較小,為0.93 c M;第8染色體上的標(biāo)記密度最大,平均距離為0.67 c M。4.谷子產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀QTL分析利用上述構(gòu)建的高密度遺傳圖譜,結(jié)合2個年份的谷子11個主要農(nóng)藝性狀表型數(shù)據(jù),檢測到29個與谷子產(chǎn)量及農(nóng)藝性狀相關(guān)的QTL,LOD值為2.56~5.45,解釋變異率介于7.0%~14.3%之間。在檢測到的29個QTL中,有22個QTL增加性狀表型值的等位基因來源于“豫谷1號”,而其余6個QTL來源于“隴谷7號”。另外有1個千粒重QTL(q TGW5.1)增加性狀表型值的等位基因在單環(huán)境(2014年)和聯(lián)合分析檢測中分別來源于不同的親本。此外,在第1、5、6染色體上均發(fā)現(xiàn)了控制不同性狀的QTL聚集在同一染色體的同一區(qū)域內(nèi)。其中第1染色體上檢測到的8個QTL(q LMS1.1、q DMS1.1、q NMS1.1、q MPL1.1、q MPD1.1、q SWP1.1、q PWP1.1、q GWP1.1)聚集在GSA00767~GSA00780區(qū)域內(nèi),這些QTL及染色體區(qū)段可以作為下一步研究的重點(diǎn)研究對象。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S515

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2460337