墨西哥大芻草全基因組變異分析及部分性狀QTL定位.pdf

1、玉米不僅是我國(guó)三大糧食作物之一，也是世界上產(chǎn)量最高的作物，對(duì)我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)以及人民生活有著舉足輕重的作用。但是近年來(lái)玉米生產(chǎn)和玉米育種面臨著推廣品種單一化、育種材料遺傳基礎(chǔ)越來(lái)越狹窄、基因庫(kù)日益貧乏的問(wèn)題，選取玉米近緣屬種大芻草和玉米進(jìn)行遠(yuǎn)緣雜交，對(duì)玉米進(jìn)行改良，擴(kuò)大玉米的基因庫(kù)和種質(zhì)資源，可以使玉米獲得許多優(yōu)良性狀的基因，是未來(lái)玉米育種的一個(gè)突破口。本實(shí)驗(yàn)中，我們將大芻草全基因組的重測(cè)序序列與玉米參考基因組B73的序列進(jìn)行比對(duì)，掌握了

2、大芻草中的SNP和InDel變異信息，并開(kāi)發(fā)了能在常規(guī)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用的InDel分子標(biāo)記，為分子標(biāo)記輔助育種奠定了基礎(chǔ);同時(shí)，我們還構(gòu)建了一套玉米和大芻草之間的連鎖圖譜并進(jìn)行QTL定位，為后期將大芻草中的優(yōu)良基因?qū)胗衩滋峁├碚撘罁?jù)。主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
　　1.本實(shí)驗(yàn)對(duì)大芻草的重測(cè)序序列進(jìn)行全基因組變異分析，在全基因組中檢測(cè)到8，041，081個(gè)SNP變異和586，943個(gè)InDel變異。在基因組編碼區(qū)內(nèi)檢測(cè)到1，092，216個(gè)SN

3、P變異和141，237個(gè)InDel變異。對(duì)SNP具體變異類(lèi)型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)不管是在全基因組中，還是在編碼區(qū)內(nèi)，SNP變異中A-G、C-T、G-A、T-C的變異數(shù)量是最多的，占全基因組中SNP變異的66.86％，占編碼區(qū)內(nèi)SNP變異的63.14％，而InDel變異中，插入和缺失的數(shù)量基本相同。對(duì)每條染色體上的SNP變異和InDel變異的分布頻率以1Mb/window為單位進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到全基因組中SNP變異的最大頻率為9，445個(gè)/Mb，最

4、小頻率為481個(gè)/Mb; InDel變異的最大頻率為607個(gè)/Mb，最小頻率為32個(gè)/Mb。
　　2.在586，943個(gè)InDel變異中，長(zhǎng)度1-5bp的InDel變異為547，227個(gè)，占總數(shù)的93.23％;長(zhǎng)度為1-10bp的InDel變異為573，505個(gè)，占總數(shù)的97.71％。本實(shí)驗(yàn)選取均勻分布于玉米10條染色體上的InDel變異設(shè)計(jì)出141對(duì)InDel引物，取3份玉米材料Mo17、1212、zheng58和3份大芻草材料

5、M-1、M-4、M-6進(jìn)行標(biāo)記多態(tài)性驗(yàn)證，有122對(duì)InDel引物能擴(kuò)增出產(chǎn)物，其中有106對(duì)InDel引物在玉米和大芻草之間存在差異，比例為86.89％。
　　3.本實(shí)驗(yàn)以玉米自交系1212與大芻草M-1構(gòu)建了148株F2群體，通過(guò)對(duì)148株F2群體的DNA進(jìn)行SNP分析，得到了包含3，072個(gè)標(biāo)記的SNP數(shù)據(jù)。經(jīng)過(guò)層層篩選，選取了效果較好的419個(gè)SNP標(biāo)記，用這419個(gè)SNP標(biāo)記構(gòu)建了一套遺傳距離總長(zhǎng)為1404.21cM，平

6、均圖距為3.35cM的遺傳圖譜。其中，1號(hào)染色體的連鎖圖譜距離最長(zhǎng)，全長(zhǎng)為220.03cM，平均圖距為4.31cM;4號(hào)染色體的連鎖圖譜距離最短，全長(zhǎng)為101.95cM，平均圖距為2.76cM。
　　4.本實(shí)驗(yàn)以玉米自交系1212與大芻草M-1構(gòu)建的148株F2群體所衍生出的F2∶3群體的性狀數(shù)據(jù)，對(duì)株高進(jìn)行QTL定位，檢測(cè)到4個(gè)影響株高的QTL位點(diǎn)qPH-1-1，qPH-1-2，qPH-7，qPH-9，分別位于第1、7、9染色體

7、上，其中qPH-1-1，qPH-1-2位于1染色體上，qPH-1-1位于標(biāo)記PZE-101168807和標(biāo)記PZE-101166671之間，貢獻(xiàn)率為9.32％，qPH-1-2位于標(biāo)記PZE-101043682和標(biāo)記PZE-101041837之間，貢獻(xiàn)率為7.58％，qPH-7位于標(biāo)記SYN17951和標(biāo)記PUT-163a-71300000-3068之間，貢獻(xiàn)率為6.08％，qPH-9位于標(biāo)記PZE-109047418和標(biāo)記PZE-109