托桂型菊花花器性狀的遺傳分析及其QTL定位.pdf

1、菊花（Chrysanthemum morifolium Ramat.）是原產(chǎn)我國的十大傳統(tǒng)名花之一，世界四大切花之一，在園林綠化和花卉生產(chǎn)中占有極為重要的地位。托桂型菊花因其形狀奇特且色彩豐富的桂瓣而備受青睞，且更具觀賞價(jià)值，托桂型菊花新品種的培育是菊花育種的重要方向之一。目前，關(guān)于托桂型菊花花器性狀的遺傳機(jī)制尚不明確，為此，本文從數(shù)量遺傳學(xué)的角度出發(fā)，以花器表型差異較大的托桂型秋菊品種‘QX-053，和非托桂型秋菊品種‘南農(nóng)驚艷’的雜

2、交F1群體為研究對象，調(diào)查其在2012和2013年的表型數(shù)據(jù)，研究了托桂型菊花花器性狀的雜種優(yōu)勢表現(xiàn)和主基因+多基因混合遺傳模型;同時本文還從分子數(shù)量遺傳學(xué)的角度出發(fā)，通過單因素方差分析方法，尋找與托桂型花器性狀相關(guān)聯(lián)的標(biāo)記位點(diǎn);其次按“雙-假測交”作圖策略，以該F1代為作圖群體，構(gòu)建了雙親連鎖遺傳圖譜，并選用WinQTL5.0軟件和復(fù)合區(qū)間作圖法(LOD=2.5)對其花器性狀進(jìn)行數(shù)量性狀基因定位(QTL)分析，討論了托桂型菊花花器性狀

3、的遺傳機(jī)制，為托桂型菊花分子標(biāo)記輔助育種奠定基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下:
　　1.托桂型菊花花器性狀的遺傳分析
　　以托桂型菊花品種‘QX-053’為母本和非托桂型菊花品種‘南農(nóng)驚艷，為父本配制組合，統(tǒng)計(jì)F1代在2012和2013年10個花器性狀（花徑、心花直徑、舌狀花數(shù)、舌狀花長、舌狀花寬、管狀花數(shù)、管狀花長、管狀花寬、最深齒裂長和花柱長）的表型數(shù)據(jù)，運(yùn)用單個分離世代的主基因+多基因混合遺傳模型進(jìn)行遺傳分析。結(jié)果表明:

4、　　(1)10個花器性狀均存在雜種優(yōu)勢，且心花直徑、舌狀花寬、管狀花數(shù)、管狀花長、最深齒裂長和花柱長6個花器性狀的中親優(yōu)勢值均達(dá)極顯著水平。(2)10個花器性狀中，花徑、心花直徑、舌狀花長、舌狀花寬、管狀花數(shù)、管狀花長和花柱長均符合A-0模型，即無主基因控制，可能受環(huán)境影響較大的多基因控制;而舌狀花數(shù)、管狀花寬、最深齒裂長符合B-1模型，即主基因表現(xiàn)為加性-顯性-上位性的兩對主基因控制，且它們的主基因遺傳率分別為93.85％，42.86

5、％和52.00％。
　　2.托掛型菊花花器性狀關(guān)聯(lián)分子標(biāo)記的研究
　　以托桂型菊花品種‘QX-053’和非托桂型菊花品種‘南農(nóng)驚艷’及其160個F1代單株作為試驗(yàn)材料，采用單因素方差分析方法，利用SRAP和SSR標(biāo)記對菊花花器性狀進(jìn)行了關(guān)聯(lián)分析。從425對SRAP引物組合和350對SSR引物組合中，分別篩選出多態(tài)性表現(xiàn)較好的引物組合各72和56對。兩種標(biāo)記分別擴(kuò)增出631個SRAPs和215個SSRs條帶，其中母本‘QX-0

6、53’有210個測交位點(diǎn)，父本‘南農(nóng)驚艷’有287個測交位點(diǎn)，而雙親均有349個交叉標(biāo)記位點(diǎn)。通過SRAP和SSR標(biāo)記與10個花器性狀的關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)，除舌狀花數(shù)無極顯著標(biāo)記位點(diǎn)外，共檢測到與菊花花徑、心花直徑、舌狀花長、舌狀花寬、管狀花數(shù)、管狀花長、管狀花寬、最深齒裂長和花柱長極顯著相關(guān)聯(lián)的標(biāo)記位點(diǎn)各有3、6、3、5、4、8、8、5和5個，其累計(jì)貢獻(xiàn)率依次為19.66％、53.18％、17.17％、28.46％、23.80％、63.47

7、％、61.34％、43.21％和33.37％,單個標(biāo)記位點(diǎn)對目標(biāo)性狀變異的貢獻(xiàn)率范圍為5.04％～14.84％。SRAP標(biāo)記位點(diǎn)如N-M20E5-150、N-M20E7-170、Q-M10E7-511、Q-M25E2-137、Q-M6E11-198等和SSR標(biāo)記位點(diǎn)如N-SSR336-431、N-SSR67-286、N-SSR94-133等都對多個花器性狀變異的貢獻(xiàn)率比較大，尤其是SSR標(biāo)記位點(diǎn)N-SSR94-133對心花直徑、管狀花長

8、、管狀花寬、最深齒裂長的貢獻(xiàn)率均在12％以上。
　　3.托桂型菊花花器性狀的QTL定位研究
　　本文研究10個花器性狀（菊花花徑、心花直徑、舌狀花數(shù)、舌狀花長、舌狀花寬、管狀花數(shù)、管狀花長、管狀花寬、最深齒裂長和花柱長）在2012和2013年的遺傳變異及其相關(guān)性，同時利用SRAP和SSR標(biāo)記構(gòu)建的連鎖遺傳圖譜，對上述10個花器性狀進(jìn)行QTL分析。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析表明，菊花10個花器性狀在2012和2013兩年間差異不顯著，性狀表

9、現(xiàn)穩(wěn)定，且性狀平均值介于雙親之間，后代普遍存在超親分離現(xiàn)象，但并未形成超親優(yōu)勢;QTL作圖結(jié)果表明，在2012和2013年的不同環(huán)境中共計(jì)檢測到36個QTL與上述10個花器性狀顯著相關(guān)，主要分布在親本‘QX-053’遺傳圖的Q1、Q2和Q3共計(jì)3個連鎖群和親本‘南農(nóng)驚艷’遺傳圖的N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7、N8、N9、N10和N11共計(jì)11個連鎖群上，LOD值介于2.52～5.85之間，單個QTL對表型變異的貢獻(xiàn)率在9.0