切花小菊分枝性状的遗传分析及其连锁遗传图谱构建与QTL定位

作     者：彭辉 

作者单位：南京农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈发棣

授予年度：2013年

学科分类：090706[农学-园林植物与观赏园艺] 0907[农学-林学] 09[农学] 

主      题：切花小菊 分枝性状 主基因+多基因 连锁遗传图谱 QTL定位 

摘      要：菊花(Chrysanthemum morifolium Ramat.)起源于我国,是我国十大传统名花和世界四大切花之一,栽培范围广泛,在花卉生产和园林绿化中占有重要地位。分枝是切花菊最重要的园艺性状之一,决定其栽培方式、生产成本与观赏品质。目前,菊花分枝的生理机理与基因工程调控已有比较深入探讨,但其遗传机制仍不明确。鉴于此,本文从数量遗传学的角度,以分枝表型差异比较大的切花小菊品种’QX-145’(母本)和’南农银山’(父本)杂交F1群体在2011～2012两年度的表型值研究分析了切花小菊四个分枝性状的杂种优势表现和主基因+多基因混合遗传模型;同时从分子数量遗传学角度,以该F1代为作图群体,通过“双-假测交作图策略构建了切花小菊连锁遗传图谱并采用WinQTLCartographer v2.5软件和复合区间作图法(LOD=2.5)对四个分枝性状进行数量性状基因定位(QTL)分析,深入探讨了切花小菊四个分枝性状的遗传行为,为切花小菊分子标记辅助育种奠定坚实基础。主要研究结果如下:1.切花小菊分枝性状的遗传分析切花小菊一级分枝数、分枝高度、一级分枝长度和分枝角度等4个分枝性状在F1代群体中分离广泛,变异系数介于14.60%～38.89%;普遍存在杂种优势和超亲分离现象,除一级分枝长度外,其他3个分枝性状的中亲优势值均达极显著水平,其中亲优势率分别为-2.35%、-23.27%和-3.69%。混合遗传分析表明:切花小菊一级分枝长度、分枝角度2个性状符合A-0模型,无主基因控制;一级分枝数和分枝高度符合A-4模型,主基因表现为负向完全显性,主基因遗传率分别为51.45%和53.92%。2.切花小菊连锁遗传图谱构建采用双-假测交作图策略,以切花小菊’QX-145,× ’南农银山’的92个F1代单株为作图群体,利用SRAP和SSR两种标记,分别构建切花小菊父母本的遗传图谱。200对SRAP和100对SSR引物组合中分别有59对和38对表现出较好的多态性。两种标记共扩增出407个多态性位点,包括239个SRAP和168个SSR标记位点,其中有78个为交叉位点,329个测交位点。对检测的407个标记位点进行卡方检验和连锁分析,其中24.8%表现为偏分离标记,有234个标记位点连锁到父母本的遗传图中。利用SSR和SRAP两种分子标记建立的切花小菊品种母本’QX-145’遗传图谱包含有109个标记位点,由25个连锁群组成,两个标记间平均遗传距离为13.4 cM,累积图谱长度为1465.6cM;父本’南农银山’遗传图谱包含有125个标记位点,由21个连锁群组成,两个标记间平均遗传距离为11.6cM,累积图谱长度为1452.1 cM。两个遗传图谱的基因组覆盖率分别为68%和73%。3.切花小菊分枝性状的QTL定位分析切花小菊一级分枝数、分枝高度、一级分枝长度和分枝角度等4个分枝性状在2011～2012两个年度(两种不同环境)的表型变异差异不显著,后代平均值介于双亲之间,同时普遍存在超亲分离现象,基本符合正态分布趋势,是典型的由多基因控制的数量性状,而且各分枝性状之间普遍存在表型相关性;在两年环境中共计检测到20个QTL与上述4个分枝性状显著相关,分布于亲本’QX-145’遗传图的5个连锁群和’南农银山’遗传图的6个连锁群上,单个QTL对表型变异的贡献率介于6.87%～24.38%之间。在2011年检测到的QTL中共计有4个于2012年在相同或相近的图谱区域也检测到,说明这些QTL受环境因素的影响较小,为较稳定的QTL。其中,PbnE1N4(PbnE2N4)、BhE1N11(BhE2N11)、Pb1E1Q1(Pb1E2Q1)和PblE1N15(PblE2N15)对表型变异的贡献率均在10%以上,为主效QTL。