SNAP分子标记检测玉米Ael，Sul，D9，ZmRap基因多态性

论文摘要

本研究以我国山东省、湖北省和河南省主要骨干自交系中的58个玉米自交系为材料,应用Single-nucleotide amplified polymorphisms（SNAP）分析了Ael、Sul、D9、ZR四个基因的single nucleotide polymorphisms（SNP）,对所得结果进行单倍型分析,聚类分析,连锁不平衡分析,从而探讨了这58个玉米自交系的遗传多样性,并对导致遗传多样性的原因进行了讨论。主要结果如下:1.建立了玉米SNAP-PCR体系,玉米SNAP标记的PCR程序为:94℃变性3min;94℃变性20s,60℃退火10s,72℃延伸10s,37个循环;最后72℃延伸3min,4℃保存,反应总体积20μl,模板DNA浓度为20ng,Mg2+浓度为2.0μmol/L,该体系的扩增结果重复性好,稳定性强,玉米多态性谱带丰富。2.根据SNP（Single-nucleotide polymorphisms）标记聚类分析的结果,将58个玉米自交系分成6个类群。聚类分析揭示了硬粒型,马齿型和半马齿型的玉米品种分别构成了不同的亚群,例如:Ⅰ-Ⅰ包括品种B73,武314,318-4,E28,浚92-8,178,昌-72,87-1,独321,黄582,抚96,掖502,P138,374,鄂玉21,X0017,13781,3184,抚85,k12s22,k22137,4c310,冀35-66,9801,S73。其中,E28,黄582,鄂玉21,13781四个品种为半马齿型,3184,抚85为马齿型,其他所有的自交系品种种质表型为硬粒型。Ⅰ-Ⅰ亚类中,Ael基因主要为TTCG的单倍型,Ⅴ-Ⅱ主要表现为TCCG,TCTA等单倍型。Sul基因,Ⅰ-Ⅰ亚类中主要表现为TAG,TGG两种单倍型,这个结果说明,种质资源的特征,包括硬粒性,马齿型,半马齿型可能是由基因Ael和Sul SNP位点的单倍型特征决定的。这种单倍型的特征由人工选择获得,人工选择导致了被选择位点遗传多样性的降低。根据种质资源结合聚类分析图谱,可以为杂交优势提供理论基础,为杂交育种工作提供指导作用。同时也说明了SNAP分子标记可以用于杂种优势群的划分。3.玉米自交系选育过程中的选择压力,由于连锁不平衡现象的存在,单倍型的数目远远小于预期的数目。连锁不平衡现象的分析,对基因内,基因间,以及染色体间的SNP位点之间的连锁不平衡现象的分析。结果显示,有些SNP位点之间显示比较强的连锁现象,而另一些SNP位点之间连锁现象比较弱或者没有连锁现象发生。这种SNP位点之间不同的连锁现象,可能是由于自交系在选育过程中,不同的基因承受了不同的选择压力所导致的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 玉米种植的概况
• 1.1.1 玉米的生产现状
• 1.1.2 玉米的经济作用
• 1.1.3 利用分子生物学技术提高玉米的育种水平
• 1.2 分子标记在玉米遗传多样性中的应用
• 1.2.1 遗传标记简介
• 1.2.2 常用的几种分子标记
• 1.2.3 利用SNP检测遗传多样性
• 1.3 群体遗传学、单倍型结构及连锁不平衡分析
• 1.3.1 单倍型
• 1.3.2 连锁不平衡分析
• 1.4 研究过程和研究对象
• 1.4.1 淀粉合成相关基因
• 1.4.2 开花时间相关的基因
• 1.4.3 株高相关的基因
• 1.5 本研究的目的和意义
• 第二章 材料和方法
• 2.1 试验材料
• 2.2.试验方法
• 2.2.1 自交系基因组DNA的提取
• 2.2.2 SNPs扩增引物的设计
• 2.2.3 PCR反应程序的选择
• 2.2.4 SNPs-PCR反应参数的优化
• 2.2.5 扩增产物的凝胶电泳
• 2.3 利用软件统计分析
• 第三章 结果和分析
• 3.1 SNP反应参数的优化
• 3.2 SNP标记扩增结果分析
• 3.2.1 单倍型分析
• 3.2.2 SNP标记聚类分析结果
• 3.2.3 LD分析结果
• 第四章 讨论
• 4.1 玉米SNAP标记试验方法探讨
• 4.2 SNAP标记在为划分玉米自交系类群提供遗传学基础
• 4.3 聚类分析的结果显示出单倍型决定植物表型的可能性
• 4.4 LD结果显示了研究的四个相关基因玉米基因多样性的水平降低
• 4.5 SNP位点之间表现出来的较强或者较弱的连锁现象可能是由于不同的选择压力导致的
• 4.6 单倍型、LD和植物的性状结合为玉米育种提供遗传学基础
• 参考文献
• 在校期间发表的论文、科研成果等
• 致谢