G.41×新疆野苹果遗传图谱构建及生长性状的QTL定位

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lummy
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中国是苹果属植物的主要起源中心之一,蕴藏着丰富的具有极大利用价值的苹果砧木资源。充分发挥我国苹果砧木资源所具有的优良特性,对于提高我国苹果生产水平,增强国际竞争力具有重要意义。传统的育种方式在面对苹果砧木生长周期长、占地面积大、基因高度杂合等缺点时显得费时、费力且费用较高。近年来,随着生物信息技术的发展,DNA分子标记技术在苹果属植物育种研究中得到大量应用,为苹果砧木育种研究提供了新的方法和手段。本研究以215株G.41和新疆野苹果(Malus sieversii)后代群体为材料,应用SSR标记技术,构建了该群体的遗传图谱,并对其植株节间长度与植株高度、接穗高度与接穗横截面积等4个生长相关性状进行了QTL定位分析。主要研究结果如下:1.应用JoinMap 4.0作图软件构建了基于SSR标记的G.41×新疆野苹果遗传图谱,该图谱包含有95个SSR标记,分别位于15个遗传连锁群,覆盖基因组总长度为897.2cM。平均每个连锁群所具有的SSR标记数目为2-18个,平均每两个SSR标记间遗传距离为9.2 cM。2.利用SPSS 20.0和Excel 2010软件对植株节间长度(IL)与植株高度(PH)、接穗高度(SH)与接穗横截面积(TCA)等4个性状进行了相关性分析。植株节间长度与其高度之间呈极显著的正相关性关系,接穗高度与接穗横截面积之间具有最大的极显著正相关关系,R=0.662(P<0.01)。3.利用MapQTL 5.0软件的区间作图法对植株节间长度(IL)、植株高度(PH)以及接穗高度(SH)、接穗横截面积(TCA)等4个与植株生长相关性状进行了初步QTL定位,一共检测出6个与植株生长相关性状的QTL位点。与接穗横截面积性状相关的QTL位点TCA1,定位在5号连锁群SSR标记C13449和Hi09b04之间,LOD=33.28,解释的表型变异率为56.0%;与接穗横截面积性状相关的QTL位点TCA2,定位在5号连锁群SSR标记CH04g09和C21057之间,LOD=24.02,解释的表型变异率为55.3%。与接穗高度性状相关的QTL位点SH1,定位在5号连锁群SSR标记CH04g09和C21057之间,LOD=8.10,解释的表型变异率为24.0%;与接穗高度性状相关的QTL位点SH2,定位在5号连锁群SSR标记C12371和C13449之间,LOD=9.48,解释的表型变异率为22.9%。与植株节间长度性状相关的QTL位点PH1,定位在5号连锁群SSR标记C13449和CH03a09之间,LOD=3.84,解释的表型变异率为7.9%;与植株节间长度性状相关的QTL位点PH2,定位在5号连锁群SSR标记Hi21c08和CH05f06之间,LOD=3.65,解释的表型变异率为9.7%。其中,控制接穗横截面积、接穗高度以及植株高度等生长相关性状的QTL主要在5号连锁群上呈簇分布。在3、6号连锁群可能存在与植株生长相关性状的QTL,需要进一步研究。4.根据苹果属基因组数据库中基因组序列信息,应用Microsatellite repeats finder寻找SSR位点,利用Primer Premier 5.0软件共设计出51对SSR引物,其中18对SSR引物在G.41和新疆野苹果的后代群体中表现出多态性。通过新开发的18对SSR引物,对3、5号连锁群初步定位区域进行标记加密,将与接穗横截面积相关的QTL区域定位到SSR标记L05024和C13449之间,位于‘金冠’苹果5号染色体10.57-12.25 Mb范围内,在该位点小于5 cM范围内还有Hi09b04、L05020等SSR标记与之紧密连锁;与接穗高度相关的QTL区域定位到SSR标记Hi09b04和C13449之间,位于5号染色体4.52-5.78Mb范围内,在该位点小于3 cM范围内还有L05024、L05020等SSR标记与之紧密连锁。根据GDR网站上的基因注释信息,筛选到与这两个性状相关的候选基因数目分别为36个和27个。综上所述,本研究通过新开发SSR标记,并结合已有SSR标记,构建了G.41×新疆野苹果的遗传图谱,定位了与植株生长相关性状的QTL位点,并对该位点内候选基因进行了预测。研究结果为今后苹果砧木遗传与育种研究奠定了基础。
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