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甘薯[Ipomoea batatas(L.)Lam.],旋花科,甘薯属,是世界上继小麦、水稻、玉米、大豆、大麦、木薯之后第七大主要作物,每年产量达到1.04×10~9 t,是粮食、工业原料、饲料兼用作物,也是生物质能源发展的优势作物。甘薯是六倍体作物(2n=6x=90),染色体数目多且不稳定,杂合性很强,遗传背景复杂,自交不孕以及种内、种间存在广泛的杂交不亲和,且近缘野生种利用困难、遗传资源匮乏、无性繁殖为主、遗传分析和改良也非常困难,极大地制约了甘薯分子生物学研究及生产的发展。建立高密度的甘薯遗传连锁图谱是重要性状基因定位、基因克隆和分子标记辅助育种的基础。甘薯的常规育种采用品种间杂交,然后依据杂交后代表现型选择,这种方式选育周期长、效率低、很难短时间聚合优良目标基因,而且甘薯多数重要品质性状和产量性状受数量性状基因控制,它们之间一般呈负相关关系,因此传统的常规育种制约了甘薯改良进程。DNA分子标记技术的应用,为甘薯育种提供了一种快速、准确的选择方法。通过对甘薯产量和重要品质QTL的分子标记筛选,利用与产量和重要品质QTL紧密连锁的分子标记跟踪和筛选有利的等位基因,可以提高选择预见性、准确性,缩短育种年限,有助于甘薯育种水平的提高。本研究以高淀粉含量、中产品种万薯5号为母本,低淀粉含量、高产品种商丘52-7为父本构建的复合杂交群体,利用EST-SSR标记,运用JoinMap4.0软件中复合杂交群体作图策略构建整合的连锁遗传图谱,并结合复合杂交群体在2年2点四个环境中的表型数据,采用区间作图法对干物质含量、淀粉含量、鲜薯产量、干物质产量和淀粉产量等性状进行QTL检测。主要研究结果如下:1、作图群体EST-SSR标记多态性本研究选用甘薯品种万薯5号、商丘52-7为作图亲本。利用1679对EST-SSR引物筛选万薯5号、商丘52-7亲本间的差异,获得672对在亲本间具有多态性的引物,多态性引物占40%,与同类研究相比,多态性较高。再将672对引物对构建的复合杂交群体进行检测,获得了1022个多态性位点,这些多态性位点可用于甘薯遗传图谱构建。2、甘薯复合杂交群体遗传连锁图谱利用JoinMap4.0软件对1022个多态性位点进行遗传连锁分析,在LOD≥5.0情况下,构建了基于EST-SSR标记的遗传连锁图谱。构建的图谱包含90个连锁群,连锁群长度在7.1-186.64 cM之间,图谱总长为4 693.21cM,标记间平均距离为13.4cM。每个连锁群上有2-47个标记位点,共有350个标记位点,占多态性位点1022个的34.25%,尚有672个标记位点不能定位在连锁图谱上,占总位点的65.75%。3、整合图谱与双亲的图谱比较构建的整合图谱连锁群的数量、标记的数量、连锁群覆盖度、平均距离均优于双亲分别作图,具有更高的密度。整合图谱90个连锁群中,与母本有关的连锁群33个,父本有关的连锁群39个,整合图谱特有的连锁群18个。其中WS.01、WS.02和WS.54连锁群包含了同一亲本的两个连锁群,WS.34连锁群同时包含两个亲本的连锁群。4、甘薯复合杂交群体QTL分析利用复合杂交群体构建的遗传连锁图谱,利用QTL作图软件MapQTL5.0,采用区间作图法进行分析。四个环境下共计检测到64个甘薯主要性状QTL,其中19个干物质含量QTL,解释性状表型变异9.0-58.7%;20个淀粉含量QTL,解释性状表型变异8.6-66.2%;9个鲜薯产量QTL,解释性状表型变异26.6-62.3%;7个干物质产量QTL,解释性状表型变异10.9-46.8%;9个淀粉产量QTL,解释性状表型变异11.8-49.7%。所有检测到的64个甘薯主要性状QTL中,增加甘薯各个性状表型值的等位基因来自万薯5号共计30个,来自商丘52-7共计13个,来自双亲的21个。所有检测到的64个甘薯主要性状QTL中,qDMC01.2、qDMC02.1、qDMC07.1、qDMC17.1等4个干物质含量QTL,qSC02.1、qSC03.1、qSC17.1等3个淀粉含量QTL在四个环境中均同时检测到;qDMC03.1、qDMC04.2、qDMC09.1、qDMC11.1等4个干物质含量QTL,qSC01.2、qSC04.2、qSC07.1、qSC14.1、qSC54.1等5个淀粉含量QTL在三个环境中均同时检测到;qDMC01.1、qDMC06.1、qDMC10.1、qDMC14.1、qDMC24.1、qDMC34.1等6个干物质含量QTL,qSC06.1、qSC07.2、qSC08.1、qSC09.1、qSC10.1、qSC 11.1、qSC34.1等7个淀粉含量QTL,qy14.1鲜薯产量QTL,qDMY01.2干物质产量QTL和qSY02.1淀粉产量QTL在二个环境中均同时检测到。这些在多个环境中均能检测到的QTL可作为辅助育种的主效QTL。