割手密高密度遺傳圖譜的構建及黑穗病QTL定位.pdf

1、甘蔗（Saccharum officinarum L.）是世界上最重要的糖料作物，選育高產(chǎn)高糖抗逆的品種仍然是當前甘蔗育種的主要目標。甘蔗屬的大多數(shù)性狀受微效多基因控制，為復雜的數(shù)量性狀，因而對其進行遺傳改良十分困難，加之甘蔗遺傳背景復雜，一般條件下難于開花或很少開花，使用傳統(tǒng)育種方法進行新品種選育，效率較低。割手密（SaccharumspontaneumL.）是甘蔗屬中分布最廣、類型最多的細莖野生種，比其他甘蔗屬及近緣屬的野生種更易于

2、雜交利用，是當前甘蔗品種中優(yōu)良性狀如適應、性抗逆性、宿根性等的主要來源。開展割手密高密度分子遺傳連鎖圖譜構建和QTL定位研究，將優(yōu)異的野生種質資源轉化為基因資源，找到與目標性狀緊密連鎖或共分離的分子標記，借助標記輔助選擇可以極大縮短育種年限、加快育種進程。本研究以廣西割手密GXS85-30和GXS87-16雜交F1157個分離后代建立作圖群體，結合SSR和AFLP分子標記技術，采用“擬測交”策略分別構建雙親分子遺傳圖譜，并對控制黑穗病性

3、狀的QTL進行定位分析。主要結果如下:
　　1.建立了高效的SSR和AFLP分子標記技術體系，SSR-CE方法檢測多態(tài)性標記和單劑量標記效率分別是SSR-PAGE方法的1.9倍和1.47倍;AFLP-CE方法檢測多態(tài)性標記和單劑量標記效率分別是AFLP-PAGE方法的2.5倍和3.9倍。SSR和AFLP熒光標記結合毛細管電泳檢測具有高效性，其中AFLP熒光標記毛細管電泳技術更具優(yōu)越性，該技術體系有利于開展高密度遺傳圖譜的構建及遺傳

4、多樣性分析等相關研究。
　　2.利用JoinMap4.0成功構建了母本GXS85-30和父本GXS87-16的分子遺傳圖譜。母本GXS85-30分子遺傳圖譜包含72個連鎖群，共計701個標記位點;覆蓋總圖距4656.2cM，標記間平均圖距6.64 cM;估測基因組長度為7141.69 cM，基因組覆蓋率為65.20％;圖譜共含8個同源組，推測其為同源八倍體。父本GXS87-16的遺傳連鎖圖譜共形成72個連鎖群，包括650個標記位點

5、;覆蓋總圖距4539.34 cM，標記間平均圖距6.98 cM;估測基因組長度為5632.69 cM，基因組覆蓋率為80.59％;圖譜包含8個同源組，推測其為同源八倍體。本次構建的兩張割手密分子遺傳圖譜，標記間平均圖距均較?。ㄐ∮? cM)，覆蓋率較高（65％以上），達到下一步開展黑穗病QTL定位的要求。
　　3.比較SSR/AFLP-CE標記和SSR/AFLP-PAGE的作圖效率，SSR-CE標記作圖效率是SSR-PAGE標記的

6、2.27倍;AFLP-CE標記作圖效率是AFLP-PAGE標記的3.72倍。SSR和AFLP分子標記結合毛細管電泳技術的高效性，不僅體現(xiàn)在多態(tài)性位點的檢測效率，還體現(xiàn)在標記位點的作圖效率，再次顯示出毛細管電泳的優(yōu)越性。其中AFLP-CE方法比SSR-CE的標記作圖效率高出10.6％，表明AFLP標記是遺傳圖譜作圖效率更高的一種分子標記，有利于構建高密度的遺傳連鎖圖譜。
　　4.用單標記分析法(SMA)進行割手密黑穗病QTL分析，檢

7、測到130個分子標記（72個來自母本GXS85-30、58個來自父本GXS87-16）與黑穗病QTL連鎖，其中有5個標記的貢獻率值超過10％，表現(xiàn)在0.1％水平上與黑穗病QTL呈極顯著相關，分別是來自母本GXS85-30的Aatcga37(12.53％)、Actcaa16(11.53％)、Attcca1(10.8％)和來自父本GXS87-16的mSSCIR17-b(12.73％)、Aatcga4(11.29％)。
　　5.采用Wi

8、ndows QTL Cartographer2.5的復合區(qū)間作圖法(CIM)，以LOD≥3.0作為QTLs入選的臨界值，成功地對割手密黑穗病進行了QTL初步定位。用CIM法在母本GXS85-30遺傳圖譜上共檢測到控制黑穗病性狀的2個主效QTL和19個微效QTL，單個QTL解釋表型變異的0.43％～15.99％，9個QTL表現(xiàn)為正加性效應，其增效效應來源于GXS85-30，12個QTL表現(xiàn)為負加性效應，其增效效應來源于GXS87-16。2

9、個主效QTLs（qSmut23和 qSmut37）分別與標記Attcca1和Attcaa18呈共分離，單一可解釋的表型變異分別為10.81％和15.99％。
　　6.用CIM法在父本GXS87-16遺傳圖譜上共檢測到控制黑穗病性狀的2個主效QTL和32個微效QTL，單個QTL解釋表型變異的0.25％～12.10％;15個QTL表現(xiàn)為正加性效應，其增效效應來源于GXS87-16;19個QTL表現(xiàn)為負加性效應，其增效效應來源于GXS8