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香菇菌龄性状bsa定位及InDel标记开发研究

香菇菌龄性状BSA定位及InDel标记开发研究

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作者：沈秀芬吉林农业大学

学位级别：硕士

香菇（Lentinula edodes）是我国栽培起源最早,栽培地域最广泛的食用菌,产量多年居食用菌首位,2019年香菇产量达到1115万吨,占我国食用菌总产量的28%,在我国食用菌产业发展中具有重要地位。我国幅员辽阔,气候类型多样,香菇种质资源极为... 详细信息

香菇（Lentinula edodes）是我国栽培起源最早,栽培地域最广泛的食用菌,产量多年居食用菌首位,2019年香菇产量达到1115万吨,占我国食用菌总产量的28%,在我国食用菌产业发展中具有重要地位。我国幅员辽阔,气候类型多样,香菇种质资源极为丰富,为香菇育种和栽培提供了丰富的种质类型。菌龄（Vegetative Growth Rate,VGR）作为香菇栽培中最为重要的农艺性状,决定了在最合适季节出菇而进行制棒和接种的时间。随着香菇栽培量的不断增加以及栽培模式的设施化和集约化转型,对香菇不同类型品种的需求越来越高,其中为了缩短栽培周期,对短菌龄品种的需求尤为迫切。目前香菇品种选育仍以传统杂交育种为主,对菌龄性状还无法做到定向选育,因此为选育高产、优质且菌龄短的品种增加了难度和工作量。主要受制于缺少关键性状的定位和有效性分子标记的开发,分子标记辅助选择（MAS）育种技术还缺乏成熟应用。本研究在对我国香菇核心种质资源进行遗传多样性分析的基础上,选择亲缘关系较远的长菌龄菌株“L135”和短菌龄菌株“931”作为杂交亲本,构建菌龄性状分化的F1群体,以菌龄长短差异的极端群体为材料,利用bsa方法定位与菌龄性状关联的InDel分子标记。并结合InDel标记进行位点候选基因分析。在定位的菌龄性状关键位点的基础上,开展分子标记开发及辅助选择.本研究首次在食用菌中采用bsa（Bulked Segregant Analysis）分析法对菌龄性状进行初步定位,以期提高菌龄性状的育种效率、降低育种成本,为开展香菇重要农艺性状的分子标记辅助育种提供参考。本研究获得了以下主要结论:1.对香菇主要种质资源进行遗传多样性分析,明确主要种质资源亲缘关系。以我国44个主要香菇种质资源为材料,选择5个性状差异较大的菌株进行重测序。并以L808-1为参考基因组,开发了覆盖全基因组的107对InDel引物。利用这107对InDel引物对44个菌株进行遗传多样性分析和群体结构分析,结果表明香菇菌株间存在明显的群体分层44个种质资源可分为5个亚群,主成分分析结果与聚类分析和群体结构分析结果相符。2.遗传分离群体的构建是性状定位的基础。根据遗传多样性分析菌株在遗传图谱中的位置,选择亲缘关系较远的L135（长菌龄菌株）和931（短菌龄菌株）两个菌株作为杂交亲本。采用平板稀释分离法获得单孢子,开发AS-PCR和InDel分子标记进行交配型鉴定。选用随机杂交和非完全双列杂交两种杂交方式,构建杂交群体1700株,分为三个不同菌龄进行出菇,根据F1代群体菌株的现蕾时间和产量进而统计菌株菌龄。三批菌株菌龄分化呈现出偏分离,趋向于短菌龄分布,说明控制菌龄性状存在主效基因,有利于利用bsa分析法对菌龄性状进行定位。3.基于bsa分析法,开发InDel分子标记定位菌龄性状相关位点。根据栽培试验香菇菌龄分化情况,筛选出短菌龄菌株、中间菌龄菌株和长菌龄菌株各30株构建3个基因池,进行bsa初步定位,共定位到38个位点。在38个变异位点上开发了160对InDel引物进行精细定位,根据引物对变异位点的扩增结果,最终定位到20个位点,且对不同位点进行遗传贡献率分析。并利用不同菌龄性状的自然群体,对开发的菌龄性状InDel引物进行验证。本研究开发的InDel分子标记应用于香菇遗传多样性研究,为核心种质库的构建和香菇育种亲本选择提供了指导。在香菇数量性状定位中,首次利用bsa与InDel分子标记相结合的方法,定位到菌龄性状相关位点。香菇菌龄性状定位以及分子标记的开发,为开展香菇分子标记辅助育种提供了材料和方法,为超短菌龄菌株的选育提供了参考。

关键词：香菇菌龄性状 InDel分子标记遗传多样性 bsa定位

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香菇重要农艺性状在F2、F3代中的遗传规律及多糖含量bsa定位研究

香菇重要农艺性状在F2、F3代中的遗传规律及多糖含量BSA定位研究

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作者：郑文妹上海海洋大学

学位级别：硕士

香菇是一种重要的食药用菌,分布范围广,是广泛栽培的食用菌之一,多糖具有抗肿瘤、抗衰老、抗氧化、抗菌、抗病毒及免疫调节作用。亲本选配是育种工作成败的先决条件,传统高多糖菌株的筛选需要采收子实体后测定多糖含量,往往过程复杂,且... 详细信息

香菇是一种重要的食药用菌,分布范围广,是广泛栽培的食用菌之一,多糖具有抗肿瘤、抗衰老、抗氧化、抗菌、抗病毒及免疫调节作用。亲本选配是育种工作成败的先决条件,传统高多糖菌株的筛选需要采收子实体后测定多糖含量,往往过程复杂,且费时费力。因此,研究香菇重要农艺性状的群体遗传规律,可以揭示供试菌株的遗传背景,为后续亲本选配及新品种选育提供理论依据,指导纯系育种理论。同时,开发与多糖含量基因紧密连锁的分子标记,用于筛选高多糖菌株,可以节省劳动力及物力,显著提高筛选速度和育种效率,具有重要的生产实践价值。本研究以香菇菌株“沪香F2”及其自交优良F2代菌株之一“申香1504”为实验材料,收集孢子单核体,对其交配型进行鉴定,然后通过单孢自交的方法,构建F2、F3代群体,并对孢子单核体、F2、F3代群体各阶段培养、出菇情况以及重要农艺性状进行详细统计分析,比较两个群体之间的差异,研究各性状的分化情况、遗传规律及性状间的相关性。同时测定F2、F3代菌株子实体的多糖含量,比较两个群体之间多糖含量的差异,基于bsa法定位与多糖含量相关的位点,开发与多糖含量基因连锁的In Del标记,用于高、低多糖菌株的筛选。主要研究结果如下:（1）通过单孢分离分别获得256和299个“沪香F2”、“申香1504”菌株的孢子单核体,根据孢子单核体四种交配型的数量分别设计了1028和972个自交配对组合。在F2和F3代群体中,配对阶段,分别有15.47%和23.56%的配对组合由于菌丝生长缓慢无法获得后代双核体菌株,且F3代显著高于F2代;生产种培养阶段,出现不良性状的菌株数量分别为7.78%和9.57%;菌棒培养阶段,出现不良性状的菌株数量分别为41.05%和49.28%,且F3代退菌菌株比例显著高于F2代,不转色菌株比例显著低于F2代;出菇阶段,分别有3.11%和4.32%的菌株不现蕾,分别有13.04%和4.32%的菌株出畸形菇,分别有19.55%和8.95%的菌株能出正常菇,且F2代出正常菇的菌株比例显著高于F3代。在“沪香F2”和“申香1504”的孢子单核体中,分别有29.69%和60.20%的孢子单核体,多次配对获得的杂交子,出现了在s PDA上或培养料上不生长或生长较差、菌棒不转色、不现蕾、出畸形菇等不良性状;分别有70.31%和39.80%的孢子单核体,多次配对获得的杂交子中有出正常菇的杂交子;分别有26和8个孢子单核体,多次配对获得的杂交子,出正常菇的概率达50%以上。（2）F2、F3代群体菌株的平均单棒产量、平均单棒菇数、平均单菇重均表现出明显的分化现象,且在两个群体之间存在极显著性差异。与F2代相比,F3代的产量分布、菇数分布表现出偏分离现象,平均单棒产量低于F2代43.84%,平均单棒菇数低于F2代56.77%;与亲本相比,33.83%的F2代菌株产量高于亲本,具有高产特性。同时,菌棒的转色状态与单棒产量成显著性正相关,单棒产量与单棒菇数成极显著性正相关,单棒菇数与单菇重成极显著性负相关。（3）F2、F3代群体菌株的多糖含量均表现出分化现象,且F3代的分化程度低于F2代,同时多糖含量在两个群体之间均符合正态分布。在F2代中有12.04%的菌株多糖含量高于亲本,在多糖含量上表现出超亲优势。基于混池重测序及与参考基因组比对,定位到7个与多糖含量相关的位点,分别位于2号染色体的180000-766000bp、5160000-5190000bp,4号染色体的26800-1977000bp、2810000-3200000bp,7号染色体的40000-970000bp、1840000-2000000bp、2810000-3200000bp,并且在候选区域内开发了47个与多糖含量基因连锁的In Del标记。上述结果分析了“沪香F2”和“申香1504”孢子单核体配对及F2、F3代的培养、出菇情况,探讨了单棒产量、单棒菇数、单菇重在F2、F3代中的遗传规律及相关性,初步定位了与多糖含量有关的候选基因组区域,并开发了与多糖含量基因连锁的In Del标记。后续研究可以结合多群体,验证开发的分子标记与目标性状基因连锁的紧密程度。

关键词：香菇遗传规律多糖 bsa定位

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甘蓝型油菜抗根肿病种质创新与抗性位点鉴定

甘蓝型油菜抗根肿病种质创新与抗性位点鉴定

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作者：李钰巍华中农业大学

学位级别：硕士

油菜是我国最重要的油料作物。但近年,油菜根肿病危害严重,发病面积约1000万亩左右。油菜抗根肿病新品种的选育与利用,是目前认为最有效、最经济的手段。但根肿病菌生理小种繁多,在田里多混生,长期种植含单一抗病基因的品种的抗性容易... 详细信息

油菜是我国最重要的油料作物。但近年,油菜根肿病危害严重,发病面积约1000万亩左右。油菜抗根肿病新品种的选育与利用,是目前认为最有效、最经济的手段。但根肿病菌生理小种繁多,在田里多混生,长期种植含单一抗病基因的品种的抗性容易被突破,因此必须不断挖掘具不同抗病位点的新型种质资源,以培育持久抗性的油菜抗根肿病新品种。本研究以含多个抗病位点的芜菁ECD04为供体与国审品种华双五号为受体创建的BC2F2代群体为研究对象,通过田间抗性鉴定和分子标记筛选,以鉴定出含有新的抗病位点的种质资源,具体研究结果如下:1.A08染色体上Crr1a等位位点外的新位点鉴定:本研究运用分子标记辅助选择,从BC2F2后代中选择出除抗病位点CRa与Crr1a等位位点的抗病新品系,田间抗性鉴定结果表明,该抗性由1个显性基因所控制,通过构建极端抗、感池及bsa测序分析,将该位点定位在A8染色体14.1M-14.9M之间,在该候选区段内注释了 2个编码NBS-LRR结构的候选基因。***04来源的含CRa基因位点的抗性鉴定。本研究在田间抗性鉴定的基础上,进一步运用分子标记辅助筛选,从BC2F2代群体中筛选出含CRa基因位点的单株(命名为JX366),为了进一步验证ECD04与ECD02来源CRa的抗性差异,分别以BING409R(含纯合CRa,ECD02来源)和JX366(含杂合CRa,ECD04来源)自交后代为研究对象,在安徽绩溪田间病圃及利用从云南临沧、腾冲和辽宁新民收集的根肿菌在室内进行了抗性鉴定,结果表明它们在抗性上存在明显的差别。然后,以JX366自交后代群体在绩溪田间鉴定出的抗、感材料构建极端混合池,通过bsa测序定位将该抗性位点定位在A03染色体上含CRa的区域内,由此证明ECD02和ECD04来源的CRa存在差异。以上结果的获得为甘蓝型油菜根肿病抗病育种提供了新的种质资源。新定位的抗病位点,为后续精细定位研究及揭示新的抗病基因和新的等位基因介导的抗性机制研究奠定了重要基础。

关键词：甘蓝型油菜根肿病 bsa定位抗病位点新位点

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