柑橘果实发育及成熟果实大小的遗传分析和QTL定位

来源 :西南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:youfei741101
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
柑橘(Citrus L.)属于芸香科(Rutaceae)柑橘亚科(Aurantiodeae),在我国的栽种历史悠久,是国内栽培面积和产量最大的水果。果实是柑橘生产的核心,其大小影响产量和外观品质,一直是生产和研究关注的重点,也是现代柑橘育种的重要目标。但果实发育和大小为数量性状,受到众多因素影响,有一定研究难度,其遗传调控机制尚不清楚,更缺乏可资育种利用的调控基因或分子标记,为此我们利用培育多年的杂交分离群体开展了本项研究。本研究的分离群体为‘晚蜜2号’ב梨橙2号’F1代,总计94株材料,其中已结果的后代有59株。首先,结合本研究小组前期设计的COS和SSR引物,构建分离群体的遗传连锁图谱,同时对结果个体的果实生长发育全程进行测量和果实生长过程分析及遗传规律的分析,然后利用QTL定位获得调控柑橘果实大小和发育重要参数的QTL位点,结合公布的基因组挖掘相关候选基因。主要研究结果如下:1、遗传连锁图谱的构建。首先对本研究小组前期设计的COS标记进行分离检测,Join Map作图分析,发现有多个未入群的标记,且连锁群过多,因此在此基础上又增加部分SSR标记,构建更完善的柑橘遗传连锁图谱。该图谱共含有201个标记,10个连锁群,总长度为1194.5 c M,标记间平均距离约为5.9 c M。其中连锁群的主体标记与测序克力迈丁Scaffold顺序号存在高度一致性。以亲本晚蜜2号和梨橙2号的拼音首字母缩写及测序克力迈丁Scaffold顺序号命名为WL1~WL9,而标记9系列在标准作图分析过程中不能自然连锁在同一连锁群上,而是分别连锁成两个连锁群,本文则将其分别命名为WL9-1和WL9-2。2、作图群体果实大小相关性状测定和分析。(1)果重(fruit weight,FW),群体平均值为161.00 g,变异范围为82.90~266.02 g,分布符合正态分布;双亲的FW分别为194.05 g和238.60 g,亲中值为216.33 g;群体平均值低于亲中值,但后代FW变异大,出现明显高于或低于亲本的个体,杂交育种改良空间比较大。(2)横径(transverse diameter,TD),群体平均值为7.25 cm,变异范围为5.41~9.52 cm,分布符合正态分布;双亲的TD分别为8.08 cm和7.57 cm,亲中值为7.83 cm;群体平均值低于亲中值,后代TD出现了明显高于或低于亲本的个体,杂交育种改良空间比较大。(3)纵径(longitudinal diameter,LD),群体平均值为6.28 cm,变异范围为4.56~8.56 cm,分布符合正态分布;双亲的LD分别为6.53 cm和8.50 cm,亲中值为7.51 cm;群体平均值低于亲中值,但后代LD变异大,出现明显低于亲本的个体,杂交育种改良有一定空间。(4)果形指数(fruit shape index,FSI),群体平均值为0.87,变异范围为0.73~1.01,分布符合正态分布;双亲的LD分别为0.81和1.22,亲中值为0.97;群体平均值低于亲中值,但后代FSI变异大,出现低于亲本的个体,杂交育种改良有一定空间。3、柑橘果实大小相关性状的相关性分析。相关性分析结果显示:FW分别与TD、LD呈极显著正相关,相关系数分别为0.824和0.835,与FSI不相关。TD与LD呈极显著正相关,相关系数为0.756,与FSI不相关。LD与FSI呈显著正相关,相关系数为0.439。表明FW、TD和LD有非常密切的关系,从相关系数的大小看,FW与LD的相关性比TD的更高。而FSI只与LD之间有显著相关性,与FW和TD均无显著相关性。4、作图群体果实生长发育全程分析。运用Logistic模型(y=a/(1+be-kx))进行拟合分析,绘制果实生长曲线图。分析发现,所有测试个体在花后50天-274天(DAF50-274)生长阶段的果实生长数据都能较好拟合,决定系数>0.93。通过计算生长曲线的拐点(lnb/k,a/2),得到DAF92-106是作图群体果实生长的转折期,在该时间段之后生长速度由快转慢。再通过生长量变化分析,发现作图群体在DAF50-92期间快速增长,DAF106-232期间减缓增长,DAF246-274期间几乎不生长。5、柑橘果实大小相关性状和发育动态参数的QTL分析。运用Map QTL6.0分析软件,采用区间作图法(Interval Mapping,IM)对柑橘果实大小相关性状和柑橘果实TD和LD生长曲线的a,b,k参数进行QTL定位,b值LOD值低于2.0,未进行相应定位分析。再采用多重区间作图法优化,两者检测结果一致,结果如下:(1)与柑橘FW相关的QTL。在LOD≥4.39的条件下,共检测到4个QTLs,3个分布在WL3上,命名为qtl3.1(FW)、Lc SSR130(FW)和qtl3.2(FW),贡献率分别为34.4%、34.1%和30%。1个分布在WL8上,命名为qtl8.1(FW),贡献率为26.7%。(2)与柑橘TD相关的QTL。在LOD≥2.59的条件下,共检测到5个QTLs,其中4个QTLs分布在WL8上,命名为Lc SSR120(TD)、qtl8.1(TD)、COSC8-8(TD)和qtl8.2(TD),贡献率分别为24.2%、22.1%、19.6%和16.8%。1个QTL分布在WL3上,命名为Lc SSR130(TD),贡献率为18.3%。(3)与柑橘LD相关的QTL。在LOD≥3.8的条件下,共检测到3个QTLs,均分布在WL8上,命名为qtl8.1(LD)、qtl8.2(LD)和qtl8.3(LD),贡献率分别为24%、23.7%和23.6%。(4)与柑橘TD-a相关的QTL。在LOD≥3.35的条件下,共检测到1个QTL,位于WL7上,命名为COSC7-9(TD-a),贡献率为23%。(5)与柑橘TD-k相关的QTL。在LOD≥2.88的条件下,共检测到1个QTL,位于WL7上,命名为COSC7-5(TD-k),贡献率为20.2%。(6)与柑橘LD-a相关的QTL。在LOD≥3.65的条件下,共检测到4个QTLs,均位于WL3上,命名为Lc SSR124(LD-a)、qtl3.1(LD-a)、COSCS3-38(LD-a)和COSC3-2(LD-a),贡献率分别为27.8%、25.1%、24.8%、24.6%。(7)与柑橘LD-k相关的QTL。在LOD≥2.63的条件下,共检测到3个QTLs,均位于WL8上,命名为qtl8.1(LD-k)、qtl8.1(LD-k)和COSC8-10(LD-k)贡献率分别为19.4%、19.3%和18.6%。6、果实大小相关QTL所在区域的基因分析。以QTL所在的分子标记或区间两侧的分子标记序列,选择C.clementina为参考基因组,在phytozome网站进行Blast分析,对标记所界定的基因组区间内的编码基因进行功能注释查询,初步挖掘到一批可能与柑橘果实发育有关系的功能基因。再选择LOD值和贡献率较高,在果重和纵横径QTL定位中均出现的候选基因开展进一步分析。发现临近COSC8-6标记有GATA转录因子和生长素响应因子(ARF),它们的注释功能均与植物生长发育相关,而Lc SSR130的功能注释为GDSL酯酶(GDSL ESTERASE),该基因与木聚糖的脱乙酰化有关,影响次生细胞壁的分型,这些功能可能确实能对柑橘果实大小和单果重产生影响。综上所述,本研究通过对分离群体的连锁图谱构建和果实性状的连锁分析,锁定了一批可能与柑橘果实发育和大小相关的QTLs和分子标记,相关的分子标记和功能基因将为柑橘果实大小的遗传改良提供分子辅助育种工具和理论参考。
其他文献
改革开放40多年来,随着城镇化和工业化的不断发展,农村地区大量青壮年优质劳动力持续的“非农化”转移。劳动力转移导致了农业劳动力短缺和农村人力资本的大量流失,农业面临“谁来种地”的严峻挑战。由著名的学者舒尔茨、贝克尔等提出的人力资本理论,认为劳动者的技能、知识和体力对提高产量和效率具有重要的影响。理论上,劳动力的大量转移会给粮食产量带来负向的影响。但实际是农村人力资本流失与中国粮食总产量“十二连增”
学位
夏季高温环境对奶牛业造成威胁,耐热品种的培育是应对高温环境的长效机制,但周期很长,而饲料能快速有效的缓解奶牛热应激。薏苡草营养价值高并含有多种药物成分,具有抗炎和抗氧化等作用,可以提高动物免疫力和抵抗夏季热应激的能力。因此本试验以薏苡草为粗饲料,以传统的青贮玉米和苜蓿草为对照,开发了荷斯坦育成牛和泌乳牛薏苡草配方。以育成牛和泌乳牛为实验动物,在重庆2018~2020进行试验,评估了薏苡草配方对育成
学位
当代高校教育的两大基本职能为教学与科研,二者是同等重要的。该文基于设计学科青年教师发展,从高校角色和教师个人发展角度探究平衡教学与科研的重要性,以为设计学科青年教师的培养和规划提出建议。
期刊
沙门菌(Salmonella),一种导致食源性疾病的人畜共患病原体,同时也是引起人类三大腹泻疾病的病因之一。世界卫生组织定义沙门菌是侵入性病原体(病毒、细菌、原生动物、蠕虫和化学物质)中最能引发人类肠道或全身性疾病的31种病原体之一。但由于抗生素在畜牧及医疗中的广泛应用,细菌耐药现象越来越普遍,沙门耐药菌株也相继出现。因此,需要加强新型抗菌药物的研发来控制耐药菌。与侵染动物细胞的病毒类似,也有感染
学位
柑橘富含抗坏血酸、多酚、黄酮等抗氧化物质,酸甜适中,深受人们的欢迎。但柑橘采后、贮藏、运输和货架期间容易受真菌病菌侵害,导致大量腐烂,造成巨大经济损失。其中,青霉病是柑橘采后最普遍发生的真菌性病害。引起柑橘产生青霉病的真菌是意大利青霉菌,它在感染柑橘的同时会分泌一种挥发性物质,会加快感染果实的速度;且在低温下储藏,青霉菌也能通过包装盒进行传播,则意大利青霉菌的危害很大。目前,有多方面研究柑橘采后感
学位
1983—1985年合肥工业大学地质系王文华、程全柱等师生在安徽地矿局326队韩信诚同志协助下承担的地矿部国家重点推广项目有色金属矿原生晕找盲矿体方法技术研究课题,经在我国著名的长江中下游有色金属重要成矿带上开展研究后,取得了新的突破,该项科研成果已于1986年5月经地矿部苏州会议评审验收。运用钻孔原生晕在老矿区内寻找新的盲矿体,在同一成矿地质条件下预测新的隐伏矿床,这不仅是当前国内外岩石地球化学
期刊
在DNA纳米技术中快速发展起来的核酸适配体能以高亲和力和高选择性与受体结合,并以其优良的性质在生物医学领域具有很大的应用价值。在生物体中,蛋白质是生命信息表达的物质载体,几乎所有的生物过程都与蛋白质的调控密切相关。核酸适配体能够特异性识别相关蛋白从而直接或者间接调控蛋白的功能,对于蛋白质的活性调控具有很好的研究价值。凝血级联反应中的相关蛋白凝血酶是适配体研究中较早用到的一种受体,现有的适配体主要是
学位
猪支原体肺炎是由猪肺炎支原体感染引起的一种严重危害养猪业的呼吸系统传染病。本实验室已经证明猪肺炎支原体能进入猪肺泡巨噬细胞造成LC3-Ⅱ的累积,诱导细胞自噬发生。本文拟研究猪肺炎支原体诱导的自噬流完整性及自噬对猪肺炎支原体在胞内生长的影响,同时希望初步了解影响猪肺炎支原体诱导自噬流完整性的宿主细胞分子。1.猪肺炎支原体AH株感染3D4/21细胞最佳感染复数及自噬调节剂处理3D4/21细胞最佳浓度的
学位
由于集约化养殖的高度发展,饲养管理不规范,例如环境风险因素不好控制、高脂高蛋白或霉变饲料的使用,以及抗生素的滥用和用药不规范等均可使动物所面临的肝损伤风险大大增加,导致动物肝细胞损伤坏死,肝组织病变,肝功能下降,最终导致动物的死亡。临床可见动物可视粘膜、皮肤发黄、呕吐、脘腹胀满、腹水、小便短黄、大便不爽或秘结。按中兽医辨证该疾病由湿热毒邪入侵,致湿热内蕴肝胆。应以保肝退黄、清热解毒为治疗原则。赶黄
学位
1970年,尤金·法玛将有效市场假说正式提出后,资本市场上信息存在的不完备性以及非对称性的问题受到众多学者关注。其后主流经济学领域兴起博弈论与信息经济学相关理论与方法,非对称信息下最优契约和机制设计的理论模型及分析方法迅速被应用到关于资本市场的研究领域。证券市场信息公开制度的目的是为约束上市公司行为,但上市公司常常因为隐瞒信息身陷财务丑闻之中,导致投资者对其产生“信任危机”,理论学者、投资者以及政
学位