甜高粱茎秆汁液含糖量及其相关性状的QTL定位

摘要

随着社会经济的发展,不可再生的化石能源渐进枯竭,于是科学家们把目光瞄准了生物质能源。在众多种类的生物质能源中,甜高粱以其独特优势备受关注。甜高粱属于C4作物,其光合效率是大豆、甜菜和小麦等作物的2～3倍。甜高粱不仅有高能作物之称,而且也因其具有抗旱、耐涝、耐贫瘠、耐盐碱等特性,而享有作物中的“骆驼”之美誉。含糖量是甜高粱最重要的农艺性状之一,含糖量的高低直接影响到甜高粱的品质,一般的甜高粱茎秆汁液中可以积累10-25％的糖分,然而这样的含糖量尚不能满足市场需求,传统的育种方式对这一复杂数量性状选育效率又不高,通过QTL定位找到相关基因并应用于分子标记辅助选择可能会使这一问题得到有效解决。
　　 本研究以籽粒高粱654和甜高粱LTR108为亲本,构建了重组自交系群体F6(包含174个家系),考察了茎秆汁液锤度,株高等11个农艺性状,并对这些性状进行了相关分析和遗传分析；利用SSR标记技术对这些性状做了QTL定位分析。主要结果如下:
　　 1.运用已公布的和本实验室自行开发的SSR分子标记对本群体进行基因型分析,从而构建了一张甜高粱遗传连锁图谱,该图谱包含270个SSR标记,总长度为1686.9cM,标记间平均距离为6.25cM。
　　 2.对群体基因型数据分析表明,母本籽粒高粱654对群体的平均遗传贡献为0.497,父本甜高粱LTR108对群体的平均遗传贡献为0.503,父母双亲对子代的遗传贡献基本上是平衡的。对各表型数据的分析表明,各性状的偏度介于-0.92～1.19之间,且存在明显的双向超亲分离,呈现数量性状的特点,适合进行QTL定位分析。
　　 3.利用构建的连锁图,结合2008年和2009年整个群体的表型数据分别定位到30个和28个糖含量及其相关性状的QTLs。这些QTLs大部分集中在LG-1、LG-2、LG-6、LG-7、LG-9和LG-10。其中位于LG-3、LG-6和LG-7上的5个QTLs直接影响茎秆汁液的锤度,其增效等位基因均来自父本甜高粱LTR108,贡献率分别达到6％、13％、14％、11％和13％。2008年杭州还在LG-8上定位到一个影响锤度的QTL,其增效等位基因来自母本籽粒高粱654。在LG-2和LG-6上分别定位到来自父本可能会推迟抽穗期的QTLs,贡献率均达到11％。2008年和2009年均在LG-7上定位到控制株高的主效基因,经比对与已经克隆的dw3在同一位置,而且影响平均节间长的QTLs也定位在与dw3基本相同的位置。除此之外,还在LG-1、LG-2、LG-3、LG-5、LG-6、LG-7、LG-8、LG-9和LG-10上定位到与节数、剑叶长宽、穗柄长、穗长、茎杆粗、平均节间长相关的QTLs。LG-4上没有定位到LOD值等于或大于2.5的QTL。

目录

文摘

英文文摘

缩略词说明

1 文献综述

1.1 遗传图谱的构建

1.1.1 遗传图谱构建过程

1.1.2 高梁分子遗传图谱研究进展

1.2 QTL定位方法

1.2.1 数量性状位点(QTL)简介

1.2.2 植物QTL检测方法

1.3 高粱茎秆汁液含糖量研究进展

1.3.1 糖分的组成和积累

1.3.2 含糖量QTL研究进展

2 甜高梁遗传图谱构建

2.1 材料与方法

2.1.1 材料

2.1.2 方法

2.2 结果与分析

2.2.1 SSR标记的多态性分析

2.2.2 群体的遗传结构

2.2.3 遗传图谱的构建

2.3 讨论

3 高梁茎秆汁液含糖量及其相关性状的QTL定位

3.1 材料与方法

3.1.1 实验材料

3.1.2 实验设计

3.1.3 性状测量

3.1.4 数据分析

3.1.5 QTL定位

3.2 结果与分析

3.2.1 亲本及群体的性状表现

3.2.2 群体各性状的方差分析

3.2.3 群体各性状之间的相关性分析

3.2.4 QTL定位结果与分析

3.3 讨论

参考文献

致谢

已发表的学术论文