木薯主栽品种/品系农艺性状与分子标记的关联分析

摘要

木薯为大戟科(Euphorbiaceae)植物,学名为Manihot esculenta L。木薯在遗传上高度杂合,给木薯育种提供了丰富的遗传多样性资源和良好的品种选育机会,F1代的强烈分离,使选择缺乏预见性,这也给木薯育种工作带来了极大的困难。因此,对木薯基因组进行深入的研究指导育种具有重要意义。
　　 本研究以木薯已育成的品种/品系为研究对象,统计群体的主要农艺性状,利用SRAP、EST-SSR分子标记对此群体进行基因组的粗略扫描,通过NTSYS软件分析群体的亲缘关系,再用TASSEL对群体的进行连锁不平衡LD分析,STRUCTRE软件进行群体结构分析,最后再用TASSEL的GLM程序将SRAP和EST-SSR标记与农艺性状进行关联分析。
　　 (1)用SRAP和EST-SSR标记对19个品种(系)的多态性分析,分别获得1471和993个多态性位点,总计2464个位点,其多态性位点的百分率达到96.25％;
　　 (2)综合利用分子标记和农艺性状对具有不同亲缘关系的19个品种(系)进行了聚类,将品系划分为4个类群,其中包括了华南205及其衍生后代ZM8316、ZM8340、ZM8337、F499、SC124、SC8002、SC7,以及外标品系面包木薯、文昌红心及SC10为一个类群,ZM8625与SC8013及其杂交后代SC5(ZM9057)为一个类群,SC6、RY9、F154、SC9为一个类群,SC8单独为一个类群。基于分子标记和农艺性状的聚类分析结果基本一致,可以相互印证。
　　 (3)全部位点的连锁不平衡(LD)分析表明,19个品系中存在较为明显的连锁不平衡,而且分别用SRAP和EST-SSR多态性位点检测的连锁不平衡趋势相当一致,SRAP仅在木薯基因组中占位点组合的0.815％,EST-SSR仅在木薯基因组中占位点组合的0.3025％,都没有共线性位点。
　　 (4)分子标记与农艺性状的关联分析获得了与块根鲜重、茎叶鲜重、株高、叶片叶绿素含量等重要性状显著相关联的分子标记位点。其中与块根鲜重相关的SRAP标记2个,EST-SSR标记1个,与茎叶鲜重相关的SRAP和EST-SSR标记分别有8个和4个,与块根直径相关的SRAP标记有4个,EST-SSR标记1个;与株高关联的SRAP标记7个,与单株块根数相关的SRAP标记4个,与叶片叶绿素含量相关的SRAP和EST-SSR标记各1个。提高选择关联度的P值后,分析其优势等位基因,得到了与茎叶鲜重和株高的相关等位基因,其载体品种分别为文昌红心和华南205。

目录

文摘

英文文摘

1 前言

1.1 木薯概况

1.1.1 木薯的概述

1.1.2 木薯起源及其栽培区域

1.1.3 木薯主要经济利用价值

1.1.4 木薯产业化前景

1.1.5 木薯育种现状

1.2 分子标记的研究发展

1.2.1 分子标记辅助育种技术原理及其种类

1.2.2 SRAP标记技术研究进展

1.2.3 EST-SSR标记技术研究进展

1.3 关联分析的发展

1.3.1 关联分析的概念

1.3.2 关联分析的基础

1.3.3 关联分析的基本策略

1.3.4 关联分析在植物中的应用

1.4 本研究的目的和意义

1.5 本研究的技术路线

2 材料与方法

2.1 试验材料

2.2 木薯性状的观察与测量

2.3 分子标记引物

2.4 主要试剂及仪器

2.5 木薯基因组总DNA的提取

2.6 PCR反应体系及电泳检测

2.6.1 SRAP-PCR扩增反应

2.6.2 SRAP-PCR程序

2.6.3 EST-SSR反应体系

2.6.4 EST-SSR-PCR程序

2.7 非变性聚丙烯凝胶电泳

2.8 叶绿素提取方法

2.9 数据处理

2.9.1 数据整理

2.9.2 遗传聚类数据

2.9.3 连锁不平衡LD分析

2.9.4 群体结构分析

2.9.5 关联分析

2.9.6 农艺性状优异等位变异的分析方法

3 结果与分析

3.1 DNA的提取与质控

3.2 SRAP标记的扩增多态性

3.3 EST-SSR标记的扩增多态性

3.4 品种群体的分子聚类分析

3.4.1 基于SRAP上的遗传聚类

3.4.2 基于EST-SSR的遗传聚类

3.4.3 综合两种标记上的遗传聚类

3.5 形态学聚类分析

3.6 亲子相关分析

3.7 群体标记的连锁不平衡分析

3.8 群体结构分析

3.9 多个农艺性状关联位点及优异等位变异分析

3.9.1 与性状相关联的SRAP标记

3.9.2 与性状相关联的EST-SSR标记

3.9.3 农艺性状优异等位变异的分析

4 讨论

4.1 材料的选择

4.2 SRAP与EST-SSR的比较

4.3 SRAP和EST-SSR标记的关联分析

4.4 木薯的连锁不平衡特点

4.5 农艺性状关联等位基因分析

5 结论

参考文献

致谢

附录