核桃控制杂交条件下F1代SSR分子标记亲子关系鉴定

作     者：郑崇文 

作者单位：四川农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：龚伟;李丕军

授予年度：2022年

学科分类：09[农学] 0902[农学-园艺学] 090201[农学-果树学] 

主      题：核桃 SSR标记 杂交育种 亲子鉴定 基因型排除法 最大似然法 

摘      要：核桃杂交育种是核桃良种培育的重要途径。良种审(认)定过程中,遗传背景是需要明确的重要内容。分子标记因其稳定、不受表型及环境变异影响,已成为新品种特异性、一致性及稳定性测试的重要手段。通过分子标记辅助亲子鉴定可以有效避免杂交育种过程中外源花粉污染的子代个体其亲本误判,提高遗传改良谱系的准确性。此外,通过分子标记进行亲子鉴定也可以很好的解决由于试验记录丢失,试验圃中植株个体亲子关系无法明确的困扰。本研究以‘温185’、‘盐源早’、‘硕星’、‘香玲’、‘清香’作为亲本材料进行杂交,设计了4组正反交杂交,2个杂交组合,共计10个杂交组合。预先通过控制杂交排除其他干扰因素,再基于基因排除法和最大似然法软件进行亲子鉴定,通过早期鉴定出杂交子代真实性,为下一步系统开展核桃品种的选育提供材料基础,研究结果如下:(1)不同杂交组合坐果率、结实率、出苗率差异较大。试验共授粉?花1285朵,10个杂交组合授粉雌花均有坐果,坐果数613个,总体坐果率为47.70%,其中7个杂交组合最终结实,收获种子548个,结实率为42.62%。坐果率表明品种间的杂交、正反交亲和性差异较大,其中‘硕星’作亲本的杂交亲和性相对较高,作母本时坐果率为89.38%(SX×WW)、77.00%(SX×QX),作父本时坐果率为50.83%(QX×SX)。‘盐源早’整体的情况与‘硕星’相反;最终5个杂交组合种子成苗,并根据杂交组合后代分为5个家系。出苗株数159株,出苗率23.54%。其中‘硕星’(SX)作母本的出苗率最高,为51.02%(SX×QX)、46.38%(SX×WW)。(2)筛选出12对多态性较高的微卫星引物。引物的选择参考前人研究中的高多态性引物。在保守区间选择40对引物进行PAGE实验,筛选出的12对扩增效果稳定、多态性较高的微卫星引物,观测到等位基因80个,单位点等位基因数(Na)为3～10个,平均等位基因数为6.67个。排除非特异性扩增的等位基因后,有效等位基因检出量最高的引物为WJR279,为7个有效等位基因。其次为WGA-89、WJR281、WJR291、WGA-376,均检出6个等位基因,能较好的应用于核桃杂交子代鉴定。(3)基于基因型排除法进行核桃杂交子代亲子鉴定率为76.10%。5个家系后代以WJR279、WJR281(或WJR291)、WGA-89、WJR065为主要鉴定引物鉴定出“正常分离型的杂交子代,再以WJR294、WGA-376、WJR297辅助鉴定存在异常基因型的杂交个体。总共159个子代个体,鉴定符合组合亲本试验记录亲子关系的真子代为119个,鉴定率为76.10%,达到了较高的鉴定水平。(4)基于最大似然法的软件亲本分析总体鉴定较低。亲权排除概率分析结果表明排除率较高的引物基本与基因型排除法选用的引物一致。但是受存在无效等位基因的影响,大多数子代推荐亲本置信度较低,也存在部分亲本的误判,最终双亲未知情形的鉴定率为7.55%,父本未知的情形的鉴定率为11.95%,鉴定率较低。通过提高引物数量、删减无效等位基因频率较高的引物、替换引物以排除无效等位基因,当无效等位基因不存在或降至较低的范围内才可实际应用于核桃杂交子代的鉴定。(5)通过亲缘关系分析表明5个家系有4组亲缘关系较近。聚类分析结果显示XL(‘香玲’)×YY(‘盐源早’)子代家系和QX(‘清香’)×YY(‘盐源早’)子代家系及其亲本分为1组,由于其他3个家系存在共享亲本的情况,3个家系个体间的遗传距离差异不大,具有较近的亲缘关系。家系间没有明显的分组情况。通过亲缘关系和基因型分析发现一个1个伪子代。本研究通过基因型排除法鉴定从159个杂交子代中鉴定出各杂交组合的真子代119个,为下一步系统性的核桃选育提供了谱系清楚的育种材料。同时,使用最大似然法通过软件鉴定分析,发现了软件分析中可能会面临的问题,为下一步大规模的杂交子代真实性鉴定提供参考。