二倍体马铃薯组培苗耐旱性相关性状QTLs定位与分析

作     者：邓珍 

作者单位：中国农业科学院 

学位级别：硕士

导师姓名：金黎平

授予年度：2014年

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

主      题：马铃薯 PEG-8000 干旱胁迫 组培苗生长指标 遗传图谱 QTLs定位 

摘      要：中国是马铃薯生产第一大国，全国各地均有栽培。马铃薯是对水分亏缺非常敏感的作物，干旱严重影响着马铃薯生产，导致减产、品质变劣和严重经济损失。培育耐旱品种是降低干旱危害最经济有效的方法，也是马铃薯耐旱育种的主要目标之一。 本研究利用19份马铃薯材料，建立实验室PEG-8000模拟干旱胁迫技术，并采用该技术对耐旱亲本HS66和不耐旱亲本CE125及其F1群体组培苗进行干旱胁迫，利用SSR标记构建二倍体马铃薯遗传连锁图谱并对干旱胁迫性状进行QTLs定位。主要结果如下： （1）马铃薯组培苗PEG-8000模拟干旱胁迫技术的建立，确定了马铃薯组培苗PEG-8000最佳胁迫浓度为15%。并通过聚类分析筛选出耐旱性较强的四倍体材料4份（坝薯10号、高原7号、克新1号和晋薯2号）和二倍体材料3份（HS66、HS2和R22）。本研究与本课题组田间耐旱性试验有14份共同参试材料，中有10份材料的耐旱性结果相同，说明用含15%浓度的PEG-8000的固体培养基可以在实验室组培条件下模拟田间水分胁迫对马铃薯资源进行干旱胁迫。 （2）构建了二倍体马铃薯SSR标记遗传连锁图谱。构建了一个包含114个标记的遗传连锁图谱，图谱包含14个连锁群，全长1198.2cM，个连锁群上标记数目为4～13个，连锁群覆盖基因组长度在57.1～126.5cM之间，标记间的平均距离为10.51cM，满足基因定位的初步要求，本研究的14个连锁群与马铃薯的10条染色体相对应。 （3）正常生长条件下组培苗生长指标的QTLs定位。在LOD阈值为2.0的条件下，采用完备区间作图（ICIM）法，进行QTLs定位与分析。共检测到8个与根干重、根鲜重、根长、茎干重、株干重、株高和株鲜重相关的QTLs，分布在chr.2、chr.4、chr.5和chr.12染色体上，可解释4.6%2.6%的表型变异率，其中贡献率≥10.0%的QTLs位点3个（qRFW-12、qPH-5-1和qSDW-4），占QTLs总数的37.5%，未检测到与茎鲜重和根冠比相关的QTLs。 （4）PEG-8000干旱胁迫下，组培苗耐旱性生长指标的QTLs定位。共检测到8个与根长、茎干重、茎鲜重、株干重和株高相关的QTLs，分布在chr.3、chr.4、chr.8和chr.9染色体上，LOD值介于2.2～3.7之间，可解释5.8%9.1%的表型变异率，贡献率≥10.0%的QTLs位点3个（qSRL-4-1、qSSDW-3and qSSDW-4-1），占QTLs总数的37.5%。 （5）PEG-8000干旱胁迫下，组培苗耐旱性相对生长指标的QTLs定位。共检测到11个与相对根冠比、相对根干重、相对根鲜重、相对根长、相对茎鲜重、相对株高和相对株鲜重相关的QTLs，分布在chr1、chr3、chr6、chr8、chr12染色体上，可解释4.6%3.4%的表型变异率，其中贡献率≥10.0%的QTLs位点8个（qRR:S-1-1、qRRDW-8、qRRFW-8、qRRL-8-1、qRRL-3-2、qRSFW-8-1、qRPH-8-1和qRPFW-8-1），占QTLs总数的80%。正常水分处理下和干旱胁迫下未检测到相同的QTLs。 （6）F1群体组培苗耐旱性的综合评价。采用聚类分析法将200个基因型分为五类：耐旱型（73个基因型）、中等耐旱型（86个基因型）、不耐旱型（41个基因型），耐旱的73个基因型可作为马铃薯耐旱育种的新种质资源。