KASP标记用于甘蓝指纹图谱构建及杂种优势群初步划分

摘要

结球甘蓝(Brassica oleraceaL.var.capitata)简称甘蓝，是芸薹属的一种重要蔬菜，在我国各地广泛栽培。近年来，市场上的甘蓝品种不断增多，种植面积不断增大。但是，在种子市场上同名异物及同物异名的情况时有发生，甚至一些不合格种子混入市场，造成巨大的经济损失。因此，构建DNA指纹图谱，实现对品种的快速准确鉴定，对于假种辨别和产权纠纷具有重要作用。甘蓝是典型的异花授粉作物，杂种优势十分明显，通过选育自交系配制杂交组合是杂种优势利用的主要途径。而如何进行自交系间的组配，显得至关重要，目前主要依赖于育种家的经验及表型特征或地理来源，因此迫切需要从分子水平上初步划分甘蓝优势群，为育种家利用杂种优势提供科学指导，并提高组合配制效率。
　　本研究对50份甘蓝自交系进行重测序，开发SNP标记。挑选一部分SNP标记转化为KASP标记，对主要甘蓝品种及自交系进行基因分型检测，根据分型数据构建主要甘蓝品种的DNA指纹图谱并划分甘蓝自交系的杂种优势群。主要研究结果如下:
　　1.甘蓝全基因组KASP标记开发
　　采用Illumina Hi-Seq2500平台对50个甘蓝高代自交系进行全基因组重测序，将重测序数据与参考基因组02-12进行比对，共筛选获得2.54×106个SNPs。在全部SNP中筛选多态性介于40％～60％、未测通材料数＜20、在9条染色体均匀分布、位点前后各50bp不存在其他变异，最终获得500个SNP位点。并将其转化为KASP标记，其中442个成功转化，转化成功率88.4％。在每条染色体中随机挑选1个标记，利用KASP平台对96个甘蓝自交系材料进行基因分型，9个标记全部分型成功。结果表明，开发的KASP标记的分型效果较好，可用于下一步试验。
　　2.基于KASP标记构建甘蓝主要品种的DNA指纹图谱
　　利用甘蓝全基因组开发的KASP标记，对59个主要甘蓝品种进行分型。在442个标记中，有25个标记的未分型材料数＞5，为保证结果准确性，在后续分析中将这25个标记去除。根据基因分型结果，筛选多态性信息含量＞0.35、无基因型数据缺失、在9条染色体上均匀分布的50个SNP位点作为核心标记，构建甘蓝品种指纹图谱。通过人工构建模拟群体进行验证，结果表明利用50个核心SNP标记构建的DNA指纹图谱可实现对甘蓝品种真实性和特异性的有效鉴定。
　　3.利用KASP标记进行甘蓝自交系杂种优势群初步划分
　　根据栽培茬口的不同，可将246个甘蓝自交系分为春甘蓝、秋甘蓝、越冬甘蓝三种类型。其中，春甘蓝包含77份材料，秋甘蓝包含72份材料，越冬甘蓝包含97份材料。基于甘蓝自交系的SNP标记分型结果，对不同栽培茬口的自交系进行遗传相似性分析及聚类分析，并结合系谱关系进行优势群的划分。结果显示，春甘蓝划分为7个优势群、秋甘蓝划分为6个优势群、越冬甘蓝划分为5个优势群。为验证杂种优势群划分的准确性，对上述部分自交系选配的50个优良杂交组合的双亲进行分析，除越冬甘蓝中‘嘉丽-绿×嘉丽-灰’组合为亚群内杂交外，剩余组合均为群间或亚群间杂交，这说明杂种优势群的划分较为合理。由此我们认为尽量选择群间或亚群间亲本材料进行组配，这将为杂交组合的科学配制提供依据，提高甘蓝杂种优势利用效率。

目录

声明

摘要

英文缩略表

第一章 引言

1．1 分子标记技术发展及应用

1．1．1 分子标记技术概况

1．1．2 SNP标记的开发与检测

1．1．3 SNP标记在作物遗传育种中的应用

1．2 DNA指纹图谱

1．2．1 DNA指纹图谱的发展

1．2．2 DNA指纹图谱在甘蓝中的应用

1．3 杂种优势群与杂种优势模式

1．3．1 杂种优势群与杂种优势模式

1．3．2 甘蓝杂种优势群划分

1．4 本研究的目的与意义

第二章 甘蓝KASP标记开发与分型验证

2．1 材料和方法

2．1．1 供试材料

2．1．2 试验方法

2．2 结果

2．2．1 甘蓝SNP标记的开发及筛选

2．2．2 甘蓝SNP标记的KASP分型验证

2．3 讨论

2．3．1 基于重测序技术的SNP标记开发

2．3．2 KASP技术在SNP检测中的应用

第三章 基于KASP标记构建甘蓝主要品种DNA指纹图谱

3．1 材料和方法

3．1．1 供试材料

3．1．2 试验方法

3．2 结果

3．2．2 核心SNP位点的挑选及DNA指纹图谱的构建

3．2．3 主要甘蓝品种的聚类分析

3．2．4 核心标记在品种鉴定中应用

3．3 讨论

3．3．1 主要甘蓝品种的代表性

3．3．2 基于SNP标记构建DNA指纹图谱

3．3．3 利用核心标记构建SNP-DNA指纹图谱

第四章 基于KASP标记初步划分甘蓝杂种优势群

4．1 材料和方法

4．1．1 供试材料

4．1．2 试验方法

4．2 结果

4．2．1 甘蓝自交系基因分型结果

4．2．2 甘蓝自交系的聚类分析

4．2．3 甘蓝自交系的优势群划分

4．2．4 优势群划分的初步验证

4．3 讨论

4．3．1 分子标记在杂种优势群划分中的应用

4．3．2 甘蓝自交系杂种优势群划分

4．3．3 甘蓝自交系亲缘关系分析

第五章 全文结论

参考文献

附录

致谢

作者简历