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大豆杂种优势及细胞质雄性不育恢复基因的定位

2020-12-11阅读(678)

大豆杂种优势及细胞质雄性不育恢复基因的定位

论文摘要

杂种优势可以大幅提高农作物的产量和品质。我国有关大豆杂种优势的研究,虽然起步晚,但进展很快,在三系培育、杂交种选育和制种技术等关键环节取得突破,处于国际领先地位。在玉米、水稻、棉花等均开发出了商用杂交种后,大豆成为唯一没有大面积推广杂交种的主要作物；同时大豆杂种优势的基础研究也相对匮乏。本研究在分析了亲本间差异与F1代产量性状之间的优势表现及其杂种优势预测；以两个ZD型大豆细胞质雄性不育系阜CMS5A和W931A与相应的恢复系的杂交F2、F2：3为材料,分析了ZD型大豆细胞质雄性不育的遗传模式；以不育系阜CMS5A与恢复系阜恢6号构建的F2,利用选择性基因型定位方法,结合SSR技术寻找与恢复基因连锁的分子标记。细胞质雄性不育遗传研究对于杂交大豆新组合的选育,配制杂交种具有重要的指导意义。主要研究结果如下：1、大豆亲本差异对杂种F1产量影响的研究通过对36个亲本间性状差异与杂种优势的研究,发现单株荚数和单株重超亲优势显著高于百粒重、株高等性状；分析表明大豆产量优势主要来源于单株荚数和单株粒数的增加；亲本间单株荚数、单株重和百粒重差异小,则后代的杂种优势较强；国内×国外品种组合的超高亲优势>黄淮×其它区域品种>黄淮×黄淮品种；遗传距离与单株重优势呈正相关关系。2、花粉败育率与单株荚数的关系单株荚数与花粉败育率有显著负相关关系,相关系数分别为-0.472、-0.468、-0.453、-0.261；当花粉败育率在0%-50%范围内时,单株荚数并无大的变化,当花粉败育率大于60%-80%,相应植株的单株荚数明显下降。3、ZD型细胞质雄性不育遗传分析对大豆花粉的育性进行研究发现以花粉败育率0-90%为可育株,90.1～100%为不育株划分。对五个群体育性分离结果统计,经卡方测验,其可育株和不育株的比例为15：1,符合2对显性叠加基因控制的孢子体不育遗传。4、ZD型细胞质雄性不育恢复基因定位研究利用细胞质雄性不育系阜CMS5A和恢复系阜恢6号的杂交F2群体中80株极端可育株和80个典型半不育株为定位群体。用亲本和基因池筛选标记,获得了两个特异性标记C1连锁群上的satt524和J连锁群上sat 350。利用完全可育的80个单向极端群体扩增,发现sat350和sctt011与恢复基因Rf的遗传距离分别为11.6 cM和2.5 cM。为了找到更近的分子标记,合成了最新在soybase发布的sctt011附近潜在SSR引物。有多态性的标记用选择性基因型群体扩增,最终将恢复基因定位于MLGJ连锁群上1040和satt547两个标记之间,与Rf遗传距离分别为6.5 cM和12.3 cM。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 目录
  • 引言
  • 1 文献综述
  • 1.1 杂种优势利用研究概述
  • 1.1.1 杂种优势的发展史
  • 1.1.2 杂种优势遗传基础
  • 1.1.3 杂种优势度量和双亲选择
  • 1.2 植物雄性不育的概念与分类
  • 1.3 雄性不育鉴别指标研究
  • 1.4 细胞质雄性不育生物学研究
  • 1.4.1 细胞质雄性不育的遗传
  • 1.4.2 大豆细胞质雄性不育的遗传
  • 1.4.3 细胞质雄性不育恢复基因定位
  • 1.4.4 大豆细胞质恢复基因定位研究
  • 1.5 基于选择性基因型的QTL定位
  • 1.6 本研究的目的与意义
  • 2 大豆亲本间差异对F1产量影响的研究
  • 2.1 材料
  • 2.2 方法
  • 2.2.1 田间试验设计
  • 2.2.2 DNA的提取
  • 2.2.3 PCR扩增反应体系
  • 2.2.4 统计分析
  • 2.3 结果与分析
  • 2.3.1 产量构成性状的杂种优势表现
  • 2.3.2 亲本间各性状差异与杂种优势的关系
  • 2.3.3 杂种优势预测
  • 2.3.4 亲本间地理来源与杂种优势的关系
  • 2.3.5 遗传距离与杂种优势的关系
  • 2.4 讨论
  • 3 大豆恢复基因的遗传和定位研究
  • 3.1 试验材料
  • 3.2 试验方法
  • 3.2.1 花粉败育率判断
  • 3.2.2 近等基因池的构建
  • 3.2.3 DNA提取方法
  • 3.2.4 SSR标记分析
  • 3.2.5 变性聚丙烯酰胺凝胶电泳
  • 3.2.6 扩增产物的银染方法
  • 3.2.7 试剂配制
  • 3.2.8 遗传距离的计算及数据统计
  • 3.3 结果与分析
  • 3.3.1 相关性状的关联分析
  • 3.3.2 败育率与单株荚数的关系
  • 3.3.3 细胞质雄性不育的遗传分析
  • 3.3.4 细胞质雄性不育恢复基因的分子标记
  • 3.3.4.1 恢复基因SSR引物筛选
  • 3.3.4.2 细胞质雄性不育恢复基因的进一步定位
  • 3.3.4.3 利用新开的发潜在标记进一步定位
  • 3.4 讨论
  • 3.4.1 关于表型性状的讨论
  • 3.4.2 细胞质雄性不育的遗传分析研究
  • 3.4.3 细胞质雄性不育恢复基因分子标记研究
  • 4 全文结论
  • 4.1 大豆亲本差异对杂种F1产量影响的研究
  • 4.2 ZD型细胞质雄性不育遗传分析
  • 4.3 ZD型细胞质雄性不育恢复基因定位研究
  • 参考文献
  • 附录
  • 致谢
  • 作者简历
  • 攻读学位期间取得的科研成果清单

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