耐盐紫花苜蓿选育及其耐盐分子标记的鉴定与利用

摘要

苜蓿是牧草之王,是重要的蛋白饲草,培育苜蓿耐盐品种是开发利用盐碱地经济而有效的方法.该研究在完成耐盐苜蓿新材料第一代轮回选择的基础上,完成了耐盐苜蓿的第二代轮回选择及一次混合选择.在此基础上,以耐盐苜蓿×敏盐苜蓿组合的F<,2>群体为试验材料,利用改良BSA法筛选与苜蓿耐盐基因紧密连锁的分子标记,并用该标记鉴定苜蓿种质资源,旨在实现苜蓿耐盐育种和种质创新中亲本和杂交后代的分子标记的辅助选择.主要研究结果如下:1.以第一代轮回选择得到的后代群体为材料,在其种植的试验地上,又选出107个耐盐优株,并进行了耐盐性一般配合力的测定,花期淘汰低一般配合力植株,让耐盐性高一般配合力优株相互杂交,完成了耐盐苜蓿新材料第二代轮回选择.在完成两次轮回选择的基础上,又进行了一次混合选择,并得到了70个耐盐优株相互杂交的耐盐苜蓿新材料.2.建立了耐盐苜蓿与敏盐苜蓿相互杂交的F<,2>群体,通过盆栽条件下对F<,2>群体的苗期耐盐性鉴定,表明不同杂交组合,后代植株的耐盐性分离情况不同,该试验的四个杂交组合,遗传分析证明苜蓿的耐盐基因存在一个主效位点.3.以耐盐苜蓿和敏盐苜蓿为材料,应用RAPD技术,对26组520条随机引物进行筛选,结果表明:共有六十六条引物都可作为DNA多态性引物,为苜蓿耐盐性基因分子遗传标记的研究奠定了基础.4.以耐盐苜蓿与敏盐苜蓿相互杂交的F<,2>群体为试验材料,利用改良的BSA法和RAPD技术筛选出与苜蓿耐盐基因相连锁的分子遗传标记.在耐盐苜蓿DNA池、F<,2>耐盐苜蓿DNA中都扩增出一个约1400bp的DNA片段.经遗传分析证明,该标记与苜蓿的耐盐基因相连锁.这一结果在美国引进的耐盐苜蓿种质AZ-90NDC-ST、敏盐苜蓿种质AZ-88NDC和澳大利亚耐盐苜蓿品种Alfanafa中得到验证.5.苜蓿耐盐分子遗传标记PCR产物,用回收试剂盒回收纯化,然后将其直接与pMD 18-T载体连接,进行DNA序列测定,测定结果表明,该片段大小为1438bp.然后在Genebank进行了序列比对,结果发现,苜蓿耐盐分子遗传标记的核苷酸序列与截形苜蓿的mth2-6e18基因的一个片段(347bp)和mth2-33122基因的一个片段(334bp)序列分别有93％、91％的同源性.而mth2-6e18基因又是植物干旱、盐诱导CysPr1基因的标记基因,说明该片段与植物干旱、盐诱导的CysPr1基因高度相关.6.盆栽条件下,通过0.3％、0.4％ NaCl浓度的盐处理后的存活率、株高、干重共六个指标的聚类分析,将供试的75份苜蓿品种(种质)耐盐性分为三类,其中相对耐盐品种21份,中等耐盐品种34份,相对敏盐品种20份.在此基础上用已筛选出的苜蓿耐盐性分子标记进行重复鉴定,通过盆栽耐盐鉴定与分子标记鉴定比较证明,二者的鉴定结果具有较大程度的一致性.筛选出的耐盐苜蓿分子标记可以作为苜蓿耐盐鉴定的辅助指标.该研究的耐盐苜蓿新材料,为耐盐苜蓿新品种选育取得了阶段性成果;研究鉴定出的苜蓿耐盐性分子标记,为苜蓿种质耐盐鉴定、耐盐遗传育种提供了分子标记辅助选择标记,将会大大提高选择效率、缩短育种进程.

目录

文摘

英文文摘

独创性声明和关于论文使用授权的说明

第一章文献综述

1植物耐盐育种的意义

2植物耐盐性基因分子标记的研究进展

2.1分子标记技术概述

2.2植物耐盐性基因分子标记的研究

3苜蓿耐盐性常规育种与数量遗传基础的研究现状

3.1苜蓿品种和种质材料的耐盐鉴定

3.2苜蓿耐盐新品种和耐盐种质材料的选育研究进展

4生物技术在苜蓿耐盐遗传改良中的应用

4.1苜蓿的分子遗传标记研究和应用概述

4.2苜蓿盐诱导基因的研究进展

4.3苜蓿耐盐基因工程研究进展

5本研究的意义

第二章耐盐苜蓿新材料的选择

引言

1材料和方法

1.1试验材料

1.2试验方法

1.3数据统计分析

2结果与分析

2.1耐盐苜蓿新材料的第二代轮回选育

2.2耐盐苜蓿新材料第三代混合选择及耐盐新材料的获得

3 讨论

3.1苜蓿耐盐优株耐盐性一般配合力测定方法的讨论

3.2苜蓿耐盐育种周期与一般配合力的测定

4小结

4.1耐盐苜蓿的第二代轮回选择

4.2耐盐苜蓿的混合选择

第三章苜蓿耐盐性遗传特性的研究

引言

1材料与方法

1.1试验材料

1.2试验方法

2结果与分析

2.1耐盐苜蓿与敏盐苜蓿的相互杂交

2.2耐盐苜蓿与敏盐苜蓿相互杂交F2群体的耐盐鉴定

3 讨论

3.1 F2代苜蓿的耐盐性分离

3.2苜蓿耐盐遗传特性

4小结

4.1建立耐盐苜蓿与敏盐苜蓿相互杂交的F2群体

4.2苜蓿的耐盐遗传特性分析

第四章苜蓿耐盐基因分子标记的筛选及鉴定

引言

1材料和方法

1.1试验材料

1.2试验方法

2结果与分析

2.1 DNA的提取与检测

2.2亲本多态性引物的筛选

2.3苜蓿耐盐性基因标记的筛选与获得

2.4苜蓿耐盐基因与分子标记的遗传连锁距离分析

2.5苜蓿耐盐性基因分子标记的鉴定

3讨论

3.1植物耐盐性状标记(或QTL)分析

3.2苜蓿耐盐基因与标记间的遗传距离

3.3利用群分法(BSA)筛选苜蓿耐盐性基因标记

3.4有关RAPD显性标记及其标记基因的等位关系

4小结

4.1筛选出能在耐盐苜蓿与敏盐苜蓿材料之间可产生DNA多态性的随机引物66条

4.2筛选和鉴定出与苜蓿耐盐性基因紧密连锁的分子标记

4.3苜蓿耐盐基因分子遗传标记的验证

第五章苜蓿耐盐分子遗传标记的DNA序列测定及对比

引言

1材料与方法

1.1材料

1.2方法

2结果与分析

2.1苜蓿耐盐标记基因PCR产物的克隆

2.2序列分析

3讨论

3.1苜蓿耐盐分子遗传标记基因的序列的测定与拼接

3.2苜蓿耐盐分子遗传标记(RAPD)的稳定性

4小结

第六章苜蓿耐盐性基因分子标记的应用研究

引言

1材料与方法

1.1试验材料

1.2试验方法

2试验结果与分析

2.1苗期盐处理后的植株症状

2.2盐胁迫处理30天时的存活率、株高和干重

2.3 七十五个苜蓿品种的综合评价

2.4苜蓿种质耐盐性盆栽鉴定与耐盐基因分子标记鉴定的比较研究

3讨论

3.1苜蓿品种内、品种间耐盐性遗传差异

3.2苜蓿耐盐分子标记辅助鉴定、辅助育种的前景

4小结

4.1 75个苜蓿品种(或种质)苗期盆栽耐盐性试验研究

4.2筛选出的苜蓿耐盐性分子标记可以作为苜蓿耐盐鉴定的辅助指标

结论

参考文献

致谢

在读期间发表的论文

附图1.pMD-18-T Vector结构

附图2.测序DNA片段扫描图谱

杨青川简历