大麦黄花叶病抗性鉴定及关联SSR标记的筛选

论文摘要

大麦黄花叶病是欧亚冬大麦上最重要的病害之一,由大麦黄花叶病毒(BaYMV)和大麦温和花叶病毒(BaMMV)通过土传真菌多粘菌(polymyxa graminis)传播引起,选育并使用抗病品种是防止该病危害的有效途径。本研究以96份来源不同的大麦材料构建的自然群体为材料,对参试材料的大麦黄花叶病抗性进行鉴定,分析参试材料不同时期的抗性差异及综合抗性,并对参试材料的抗性进行聚类分析。利用覆盖全基因组的107对SSR标记对自然群体进行全基因组扫描,结合各参试材料的黄花叶病抗性,利用关联分析,筛选与大麦黄花叶病抗性相关的分子标记,为大麦抗黄花叶病的分子标记辅助选择改良提供依据。研究结果如下：(1)4个鉴定时期参试材料的大麦黄花叶病抗性均存在极显著差异。依据各时期的抗性聚类分析,将参试品种分为高抗品种、中抗品种、中感品种、高感品种,其品种数分别为21、14、11、14,占群体的比例分别为35.0%、23.3%、18.4%、23.3%。抗性相对稳定的品种共计60个,其余36个品种对大麦黄花叶病的抗性在不同时期略有波动。(2)107对SSR引物在96个大麦品种中共检测到470个位点,它们的大小为：100～570bp,单个引物可扩增出2～10个位点,平均每引物4.4个位点,剔除部分等位性位点,共有319个多态性位点,占总检测位点的67.8%。每个引物的多态性信息含量(PIC)平均为0.42。群体间的遗传相似性较高,遗传距离分布范围在0.5480～0.9195之间,平均遗传距离为0.7009。42份来自我国不同地区及日本引进的冬大麦品种和2份美国引进品种被聚成同一亚类,45份美国引进品种和2份国内品种被聚成同一亚类,其余5个品种被聚成4类(亚类)。(3)107对SSR标记与大麦黄花叶病抗性关联分析,共检测到12个与黄花叶病相关的分子标记,与4个调查时期相关联的标记数分别为5、8、3、4、。其中在第1、2、4条染色体上关联的标记数目相对较多,在第3、6、7条染色体上关联的标记相对较少。根据不同调查时期大麦黄花叶病关联SSR标记的重演性,初步筛选到1个与控制黄花叶病存在显著相关的分子标记GBM1121。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.2 大麦黄花叶病国内外研究进展
• 1.2.1 大麦黄花叶病国外研究进展
• 1.2.2 大麦黄花叶病国内研究进展
• 1.3 大麦黄花叶病种质资源的遗传多样性研究
• 1.3.1 形态学标记研究
• 1.3.2 同工酶标记研究
• 1.3.3 分子标记研究
• 1.3.3.1 DNA分子标记的种类
• 1.3.3.2 SSR标记技术在大麦遗传多样性中的应用
• 1.3.3.3 其他分子标记技术在大麦遗传多样性中的应用
• 1.4 关联分析在作物研究中的应用
• 1.4.1 关联分析的基本原理
• 1.4.2 连锁不平衡
• 1.4.3 关联分析在大麦及其他作物中的应用
• 1.4.3.1 大麦
• 1.4.3.2 水稻
• 1.4.3.3 玉米
• 1.4.3.4 大豆
• 1.5 本论文研究的目的和意义
• 2 材料与方法
• 2.1 供试材料
• 2.2 田间试验设计
• 2.3 黄花叶病抗性调查与性状考察
• 2.4 参试材料分子多态性检测
• 2.4.1 设备和仪器
• 2.4.2 试剂
• 2.4.3 DNA提取
• 2.4.4 SSR标记检测
• 2.4.4.1 SSR引物的设计与筛选
• 2.4.4.2 PCR反应
• 2.4.4.3 电泳检测
• 2.5 统计分析
• 2.5.1 最小组内平方和动态聚类法
• 2.5.2 遗传相似系数的计算
• 2.5.3 关联分析
• 2.5.3.1 LD的衡量
• 2.5.3.2 群体结构分析
• 2.5.3.3 关联分析
• 3 结果与分析
• 3.1 大麦黄花叶病抗性及农艺性状的差异性分析
• 3.1.1 不同时期大麦黄花叶病抗性鉴定结果
• 3.1.2 大麦黄花叶病病级的差异性分析
• 3.1.3 农艺性状的差异性分析
• 3.1.4 不同调查时期病级与病田农艺性状间的相关分析
• 3.1.5 大麦黄花叶病抗性的聚类分析
• 3.1.5.1 大麦黄花叶病不同时期病级的动态聚类
• 3.1.5.2 综合抗性聚类
• 3.2 参试材料的分子遗传多样性分析
• 3.2.1 SSR多态性信息含量分析
• 3.2.2 SSR标记在各染色体上的分布
• 3.2.3 聚类分析
• 3.3 群体结构分析及关联分析
• 3.3.1 群体结构分析
• 3.3.2 连锁不平衡分析
• 3.3.3 LD衰减及衰减图
• 3.3.4 大麦黄花叶病病级与SSR标记的关联分析
• 4 小结与讨论
• 4.1 病级指数及农艺性状的差异性分析
• 4.2 不同调查时期病级与农艺性状间的相关分析
• 4.3 大麦黄花叶病抗性鉴定
• 4.4 关于大麦种质资源遗传多样性分析
• 4.5 关联分析与等位基因的发掘
• 参考文献
• 附录1 聚丙烯酰胺凝胶电泳方案
• 附录2 本研究中使用的缓冲液等试剂的配制
• 附录3 K值取4时各品种的Q值
• 附录4 共线标记的位点大小和距离
• 致谢