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31600字硕士毕业论文大白菜主要农艺性状的遗传作图设计及QTL分析

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:31600字
论点:孢子,培养,游离
论文概述:

大白菜很多重要农艺性状如产量等都属于数量性状,在选择中易受环境影响,量化的准确程度更多地依靠育种家的经验,选择周期长,选育效率相对较低,因此,研究大白菜数量性状遗传和 QTL 定位

论文正文:

第一章文献综述

1.1游离小孢子培养的研究进展
在适当的条件下,游离小孢子可以从正常配子体发育途径转变为孢子体发育途径,发育成胚状体和加倍单倍体植株。从小孢子获得双单倍体是作物育种和基础研究中的一项重要技术。与常规育种方法相比,游离小孢子培养技术具有以下优点:第一,用游离小孢子培养方法只需1-2年即可获得纯合子,大大节省了纯化时间和工作量。第二,游离小孢子具有很强的胚胎发生能力和植株再生潜力,是突变体产生的理想途径,可以提高选择效率。第三,小孢子再生植株中不存在显性基因掩盖隐性基因的现象。表型和基因型一致,可以提高选择的准确性和育种效率。第四,以杂交品种为试验材料的游离小孢子培养获得的再生植株,株系间性状变异范围大,株系内性状一致,世代间稳定性强。用此方法制备的杂交组合均匀度好,杂种优势强。
此外,通过小孢子培养技术构建的DH群体也可用于分析形态性状的遗传和分子标记。与花药培养相比,小孢子培养的优势主要体现在以下几个方面:(1)游离小孢子培养是培养游离和纯小孢子,排除花药壁和绒毡层等组织对培养小孢子细胞分裂、分化和发育的影响,再生植株均来自小孢子;(2)培养过程中各种外界因素可以直接作用于小孢子,是研究转化和诱变的理想材料。(3)便于体外观察小孢子的生长发育,是一种优秀的研发材料体系。(4)小孢子培养有许多成功的基因型,胚状体诱导频率也很高。Maluszynski等人(2003)详细列举了33种重要作物的培养方法,并指出226种作物的小孢子培养是成功的。例如,小麦、大麦、黑小麦。),水稻,芸苔属植物。)、茄子、辣椒、芦笋和烟草(烟草)(托马斯等人,2003年)。但到目前为止,只有四种作物被认为建立了模型系统(马拉斯钦等人,2003年):甘蓝型油菜、烟草、大麦和小麦。一些作物小孢子胚的诱导率仍然很低,或者植株再生困难。

1.1.1芸苔属植物游离小孢子培养研究概述
李彻(1982)甘蓝型油菜小孢子的分离启动了芸苔属植物游离小孢子培养的研究。此后,许多学者致力于建立各种作物的游离小孢子培养体系。尽管近年来取得了很大进展,但许多作物仍然很难产生胚胎。例如,虽然有大量关于拟南芥的基因组信息,但是目前还没有这种作物的小孢子培养方法。在国际上,日本学者佐藤(Sato)(1989)首次报道了大白菜小孢子胚和再生植株的成功诱导。我国芸薹属蔬菜游离小孢子培养的研究起步较晚,但也取得了很大进展。1992年,中国学者曹明清等人报道了大白菜游离小孢子培养的成功。此后,徐彦辉等人(2001)、宣嬴政等人(2005)、杨涵等人(2005、2006)和周莹等人(2006)相继开展了大白菜游离小孢子培养的研究,建立了更高效的培养体系。1993年,李岩等人在大白菜小孢子培养中获得花粉植株。1996年,李光涛等人从紫甘蓝游离小孢子中获得再生植株。1997年,张德双等人通过小孢子培养获得花椰菜单倍体植株。1998年,陈宇萍等人首次在芥菜游离小孢子培养中获得单倍体植株。严准等人(1999)首次报道了甘蓝游离小孢子培养的成功。此外,还报道了芸苔类蔬菜如花椰菜、花椰菜、羽衣甘蓝、花椰菜和羽衣甘蓝小孢子培养的研究(王怀明等人,1992年;朱云华等人,2003年;何行军等人,2004;张彦国等人,2005年;江冯英,2006)。
迄今为止,几乎所有芸苔属作物都报道了成功的小孢子培养。游离小孢子培养技术已成为芸薹属植物品种改良的重要手段。芸苔属种间杂种小孢子培养技术也在不断改进。施文淑等人(1993)通过加倍油菜和甘蓝型油菜F1、甘蓝型油菜和甘蓝型油菜F1、甘蓝型油菜和甘蓝型油菜F1的F1小孢子培养获得胚状体。周永明和斯卡思(1995,1996)通过甘蓝型油菜和油菜种间杂种和甘蓝型油菜和芥菜种间杂种的小孢子培养获得胚状体和再生植株。这些植物大多在形态上介于双亲之间,染色体数目不同。鲁刚等人(2001)以白菜为母本,芜菁为父本,从6个杂交种中的5个获得胚状体。陈文辉等人(2006年)对20个甘蓝×西兰花杂交体的游离小孢子培养产生了14个胚状体,一些胚状体成为完全再生植株。

第二章大白菜永久变异群体的建立

用于植物基因组作图的永久变异群体主要包括重组自交系和双单倍体系。白菜是典型的异花授粉植物。通过连续自交产生重组自交系需要很长时间。利用小孢子培养技术可以快速获得双单倍体纯系。因此,在本研究中,利用游离小孢子培养方法建立DH系,以获得永久突变群体。自李希特(1982)首次获得甘蓝型油菜小孢子植株以来,游离小孢子培养技术在各种甘蓝型蔬菜中也取得了成功。包括大白菜,1989年;Baillie等人,1992年),pakchoi (b.rapa l.ssp.chinensis,cao等人,1994年;冯辉等,2009a),财新。菜心,wong等人,1996年)和紫色菜台。中国变种。purpureahort,Wang等人,2009年)。然而,与甘蓝型油菜(周等人,2002年;Guet al,2004年;Xu等人,2007年;Leroux等人,2009)与芸苔属蔬菜相比,游离小孢子培养技术不是很成功(郭和普莉,1996)。由于现有系统不能简单地应用于所有育种材料,因此有必要优化小孢子培养技术。虽然前人在增加小孢子胚状体发生率和建立困难胚发生基因型品种体系方面做了大量的研究(曹等,1994;Wong等人,1996年;王等人,2009),但有些品种仍然很难诱导胚胎,如帕尔和瓦尔蒂和品种。胚状体发生率最高的品种(61个胚/芽)是浙江品种三毛(顾等,2003)。小孢子培养受到许多因素的影响,例如供体植物的生长条件、小孢子的发育阶段、预处理方法、培养基组成和接种小孢子的密度(帕尔默等人,1996年)。植物育种需要高出苗率。基因型(马蒂亚斯,1998),培养基(楚红和贝弗斯多夫,1985;腺体-Zwerger,1995),胚状体转移到固体培养基的阶段(牛金属。,1999)所有影响胚状体幼苗形成。然而,在以前的研究中,胚状体成苗率非常低,只有5-10% (satoet al .,1989)和7.6%(b . rapal . ssp)。chinensis,Cao等人,1994年)。为了高效获得双单倍体纯系,并使这一新方法成功应用于育种实践,建立数量性状遗传作图的作图群体,研究了大白菜培养基配方、高温热激处理温度和时间、成苗率和自然加倍率的改进。

第三章大白菜材料和方法分子遗传图谱的构建................41-55
3.1............................41-45
3.1.1实验材料............................41-42[/溴/] 3.1.2试验方法............................42-45
3.2结果和分析............................45-51
3.2.1父母间分子标记多态性分析............................45-48[/比尔/] 3.2.2遗传图谱的构建............................48-51
3.3讨论............................51-54 [/BR/] 3.3.1关于人口制图............................51-52 [/BR/] 3.3.2关于分子标记的选择............................52-53[/ Br/] 3.3.3部分离析的比较............................53
3.3.4已出版地图集和染色体............................53-54
3.4概述............................54-55
第四章大白菜植株和叶片的形态特征............................55-69
4.1材料和方法............................55-56
4.1.1实验材料............................55[/溴/] 4.1.2试验方法............................55-56[/比尔/] 4.2结果和分析............................56-65
4.3讨论............................65-68
4.4概述............................68-69
第五章大白菜叶色性状的QTL分析............................69-85
5.1材料和方法............................69-70
5.1.1实验材料............................69[/溴/] 5.1.2试验方法............................69-70[/比尔/] 5.2结果和分析............................70-82 [/BR/] 5.3讨论............................82-84
5.4概述............................84-85

结论

1。为了建立高效的大白菜游离小孢子培养体系,构建永久性作图群体,以13个大白菜杂交种为试验材料,对大白菜游离小孢子培养的关键技术进行了研究。不同基因型的小孢子胚状体发生率不同。小孢子胚状体的最高发生率为10.6个胚/芽。一种基因型不能产生胚状体。高温热激处理对提高胚状体诱导率有显著效果,33℃处理24h或48h比72 h更有利于胚状体的产生。在NLN-13培养基中添加6-BA和NAA能显著提高胚状体发生率,以“0.1 mgL-16-BA+0.05 mgL-1 NAA”效果最好,胚状体发生率比不添加激素时高2-3倍。抗生长素PCIB对提高胚状体形成率和直接成苗率有显著效果。最佳浓度为40μM,可使胚状体形成率提高3.4~6.2倍,直接成苗率提高9.6倍。PCIB对次级胚胎的胚状体形成也有影响。转移胚状体的最佳时间是21天。本研究成苗率最高的基因型可达67.4%,平均自然加倍率可达57.5%。
2。通过对两个不同生态型的大白菜自交系杂交后代进行游离小孢子培养,获得192个DH系。作为作图群体,利用SSR和SRAP两种标记技术,利用Joinmap 3.0软件构建了永久遗传连锁图谱,包括233个标记、43个SSR标记和190个SRAP标记,长度为1063.8cM,平均距离为4.6cM,最大距离为18.0cM,最小距离为0cM。共有10个连锁群。每个连锁群上标记的数量在14至32之间,长度在38.2至150.5厘米的范围内。SSR标记锚定可以对应于染色体。在233个多态性标记中,有149个(63.9%)明显偏离孟德尔1:1的遗传分离比,分离标记在各连锁群中的比例不同。
3。基于233份大白菜分子遗传图谱,对沈阳和大连大白菜的株高、株高、外叶长、外叶宽、叶型指数、叶柄长、叶柄宽和叶柄厚8个性状进行了QTL作图和遗传效应分析。利用基于混合线性模型和复合区间作图法的QTLnetwork 2.0软件,在9个连锁群中定位到37个形态相关的QTL,检测到4对上位性QTL,分布在A05、A06、A08和A09连锁群中。其中,QTL控制株高4个,QTL控制株高3个,QTL控制外叶长度7个,QTL控制外叶宽度6个,QTL控制叶形指数4个,QTL控制叶柄长度2个,QTL控制叶柄宽度5个,QTL控制叶柄厚度6个。每个QTL的贡献率不同,从5.09%到31.37%不等,24个QTL的贡献率在10.00%以上。贡献率最高的QTL是QTL控制外叶宽度,位于A10连锁群。相关性状的QTL通常集中在连锁群的相同或相似区域。控制株高和外叶长度的两个QTL位于A08的同一位置(73.9cM)。控制外叶长度和叶柄厚度的两个QTL均位于A05连锁群的33.4厘米处。控制外叶长度和叶柄长度的两个QTL均位于A10连锁群的0.0厘米处。控制外叶宽度和叶柄厚度的两个QTL位于A06连锁群的12.7厘米处。外叶宽度和叶柄宽度检测到相同位置的QTL。

参考
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