棉花重要农艺性状SSCP标记的建立与分析

论文摘要

目前,用于棉花的限制性片段长度多态性(Restriction fragment length polymorphism, RFLP)、随机扩增多态性DNA(Random amplified polymorphic DNA, RAPD)、扩增片段长度多态性(Amplified fragment length polymorphism, AFLP)、简单序列重复(Simple sequence repeat, SSR)等分子标记已经被开发利用,并广泛应用于连锁图谱的构建、基因作图以及遗传多样性检测。然而,这些标记在棉花基因组中多态性低,尤其在陆地棉中多态性更低,并且已开发可利用的标记比较少,因此,棉花栽培种遗传多样性的缺乏已阻碍了基因组连锁图的构建以及在遗传育种上的应用。单链构象多态性(Single strand conformation polymorphism,SSCP)作为一种新型的分子标记分析技术,具有多态性丰富、覆盖密度大、且遗传稳定性强的特点,可以在很大程度上丰富棉花的多态性。目前SSCP技术在棉花分子标记方面应用较少,因此,SSCP技术的利用对于棉花遗传图谱的构建和分子标记辅助选择等方面十分重要。本研究是利用纤维发育差异表达基因及油分合成相关基因的序列设计引物,借助SSCP技术开发分子标记,而后用海陆多态性引物在17个高代回交自交系材料中进行SSCP分析,通过进一步关联分析,筛选与重要农艺性状显著关联的分子标记,从而为这些重要农艺性状QTL定位及分子标记辅助选择奠定基础。1利用本实验室已有的棉花基因芯片筛选到的纤维发育差异表达基因设计了162对引物,其中146对引物经PCR扩增后在1.5%的琼脂糖凝胶电泳检测中出现清晰、明亮的条带。经过SSCP分析,54对引物(37.0%)在四个陆地棉之间产生116个多态性位点;45对引物(30.8%)在四个海岛棉之间产生111个多态性位点;79对引物(54.1%)在陆地棉和海岛棉之间产生260个多态性位点;36对引物(24.7%)在陆地棉之间、海岛棉之间同时出现多态性。根据以上多态性位点进一步聚类分析,结果表明海岛棉和陆地棉分别聚在了一起。2从NCBI等网站上下载棉花油分合成相关基因溶血磷脂酸酰基转移酶(Lysophosphatidic acid acyltransferase,LPAAT)、二酰甘油酰基转移酶(Diacylg lycerol acyltransferase,DGAT)以及磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(Phosphoenolpyruvate carboxylase, PEPC)的所有EST,而后分别用CAP3做contigs,根据三个基因的contigs共设计了75对引物,其中经PCR扩增,有55对引物在1.5%的琼脂糖凝胶电泳上出现清晰的条带。经SSCP分析,21对引物(38.2%)在四个陆地棉之间产生47个多态性位点;16对引物(29.0%)在四个海岛棉间产生30个多态性位点;39对引物(70.9%)在这8个棉花品种间共产生104个多态性位点,13对引物(23.6%)四个陆地棉之间和四个海岛棉之间同时出现多态性。聚类分析结果表明,陆地棉和海岛棉分别聚在了一起。3采用软件SAS 6.0分析SSCP标记与17个后代的10个重要农艺性状的关联性。在10个性状中共检测到与之相关联的SSCP标记位点63个。其中与性状成极显著相关的有24个,成显著相关的有45个。同时,在所获得的标记中,共有22个标记同时与2个以上的性状相关联。通过关联分析获得了与棉花重要性状相关的SSCP标记,这为棉花重要性状的图位克隆和分子标记辅助选择育种提供了又一基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 分子标记技术在棉花遗传育种中的应用
• 1.1.1 遗传图谱的构建
• 1.1.2 种质资源遗传多样性研究
• 1.1.3 一些重要农艺性状相关基因的定位
• 1.2 SSCP 技术及在植物中的应用
• 1.2.1 SSCP 技术的原理及操作步骤
• 1.2.2 SSCP 技术的特点
• 1.2.3 SSCP 在植物研究中的应用
• 1.3 棉花油分合成相关基因的研究进展
• 1.4 作物重要农艺性状与标记的关联分析
• 1.5 本研究的目的与意义
• 第二章 利用SSCP 技术分析棉花纤维差异表达基因的多态性
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 植物材料
• 2.1.2 方法
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 PCR 扩增产物的琼脂糖凝胶电泳检测结果
• 2.2.2 PCR 扩增产物的非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳的SSCP 分析
• 2.2.3 聚类分析结果
• 2.3 讨论
• 第三章 利用SSCP 技术分析棉花油分合成相关基因的多态性
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 植物材料
• 3.1.2 方法
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 PCR 扩增产物的琼脂糖凝胶电泳检测结果
• 3.2.2 PCR 扩增产物的非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳的SSCP 分析
• 3.2.3 聚类分析结果
• 3.3 讨论
• 第四章 SSCP 标记与高代回交重组自交系田间表型性状的聚类分析及相关性分析
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 植物材料
• 4.1.2 方法
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 PCR 扩增产物的非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳的SSCP 分析
• 4.2.2 田间表型性状的聚类分析
• 4.2.3 SSCP 标记的聚类分析
• 4.2.4 SSCP 标记与表型性状的关联分析
• 4.3 讨论
• 第五章 全文结论
• 5.1 SSCP 标记的开发
• 5.2 SSCP 标记与性状的关联分析
• 参考文献
• 附图
• 缩略词表
• 致谢
• 作者简介