基于ESt-SSR分子標(biāo)記的杉木輔助育種初步研究.pdf

1、杉木(Cunninghamia Lanceolata)是中國(guó)南方特有的優(yōu)良速生用材樹(shù)種，分布遍及南方17個(gè)省區(qū)。本研究以來(lái)自于浙江農(nóng)林大學(xué)杉木育種群體的106個(gè)杉木無(wú)性系為實(shí)驗(yàn)材料，測(cè)定了各杉木無(wú)性系的生長(zhǎng)相關(guān)性狀，并分析其相關(guān)規(guī)律。利用本實(shí)驗(yàn)室已開(kāi)發(fā)的95對(duì)SSR多態(tài)性引物分析該杉木育種群體的連鎖不平衡程度。以其中66對(duì)SSR多態(tài)性標(biāo)記為工具，分析了杉木育種群體的遺傳多樣性和群體結(jié)構(gòu)。以剩余的29對(duì)基因注釋為杉木功能基因的SSR多態(tài)性

2、引物與杉木生長(zhǎng)相關(guān)性狀數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，尋找與杉木生長(zhǎng)相關(guān)性狀顯著關(guān)聯(lián)的SSR位點(diǎn)，并挖掘其優(yōu)異等位變異。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合雙親均來(lái)源于杉木育種群體的雜交組合的雜種優(yōu)勢(shì)，分析了雜種優(yōu)勢(shì)與遺傳距離的關(guān)系，以此為雜交組合的親本選配提供了理論基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)基于實(shí)驗(yàn)室已開(kāi)發(fā)出的66對(duì)SSR多態(tài)性引物，共擴(kuò)增出252個(gè)等位變異，所有位點(diǎn)標(biāo)記的平均主等位基因頻率、Shannon's信息指數(shù)、和PIC值分別為0.6142、0

3、.9027和0.4498，說(shuō)明杉木育種群體的遺傳變異較為豐富。群體結(jié)構(gòu)分析表明該杉木群體可分為3個(gè)亞群，且每一個(gè)亞群中的杉木無(wú)性系均含有其他亞群的遺傳成分，說(shuō)明該杉木育種群體內(nèi)各無(wú)性系間可能存在一定的基因流。
　　(2)測(cè)定了杉木的年生長(zhǎng)量、氣孔密度、氣孔周長(zhǎng)等生長(zhǎng)相關(guān)性狀。分析發(fā)現(xiàn)各個(gè)指標(biāo)在無(wú)性系間均具顯著差異。通過(guò)相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)氣孔密度與氣孔周長(zhǎng)之間存在極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，氣孔密度與杉木年生長(zhǎng)量之間呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，單位長(zhǎng)度

4、枝條葉著生量與年生長(zhǎng)量之間存在顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。結(jié)果說(shuō)明氣孔密度、氣孔周長(zhǎng)及單位長(zhǎng)度枝條葉著生量能從側(cè)面反映杉木的年生長(zhǎng)量的高低。
　　(3)結(jié)合用于遺傳多樣性分析的66對(duì)引物及用于關(guān)聯(lián)分析的29對(duì)引物對(duì)杉木育種群體的連鎖不平衡程度進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)4466對(duì)位點(diǎn)組合間均存在一定的LD，然而得到統(tǒng)計(jì)概率(P＜0.05)支持的位點(diǎn)組合僅有732對(duì)。在此基礎(chǔ)上，利用29對(duì)基因注釋為杉木功能基因的SSR多態(tài)性引物與已測(cè)定的杉木生長(zhǎng)相關(guān)性狀數(shù)

5、據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，共檢測(cè)到4個(gè)位點(diǎn)與杉木生長(zhǎng)相關(guān)性狀顯著相關(guān)聯(lián)，其中SSR0202與葉綠素a含量與葉綠素b含量的比值a/b顯著相關(guān)聯(lián)，對(duì)應(yīng)的基因注釋為花青素3-O-葡糖基轉(zhuǎn)移酶相關(guān)基因;A40與單位長(zhǎng)度枝條葉著生量顯著相關(guān)聯(lián)，對(duì)應(yīng)的基因注釋為乙烯反轉(zhuǎn)錄因子相關(guān)基因;SSR81與氣孔周長(zhǎng)顯著相關(guān)聯(lián)，對(duì)應(yīng)的基因注釋為漆酶相關(guān)基因;A31與類(lèi)胡蘿卜素顯著相關(guān)聯(lián)，對(duì)應(yīng)的基因注釋為生長(zhǎng)素誘導(dǎo)蛋白相關(guān)基因。本文解析了生長(zhǎng)相關(guān)性狀關(guān)聯(lián)位點(diǎn)的等位變異的表

6、型效應(yīng)，找到了等位變異相對(duì)應(yīng)的典型材料，發(fā)掘了一批優(yōu)異的等位變異。鑒于本試驗(yàn)材料表型優(yōu)劣與基因組關(guān)聯(lián)位點(diǎn)的特定等位變異存在一定聯(lián)系，在親本組合選配時(shí)，可以同時(shí)兼顧表型及基因型，實(shí)現(xiàn)材料之間最大限度的互補(bǔ)。同時(shí)特異等位變異可作為遺傳片段導(dǎo)入系選擇標(biāo)簽，用于表征不同供體親本，再通過(guò)滲入系間雜交，將不同位點(diǎn)上的優(yōu)異等位變異綜合于一體，形成優(yōu)異的雜種后代。
　　(4)測(cè)定雙親均來(lái)源于杉木育種群體的雜交組合的生長(zhǎng)相關(guān)性狀后，計(jì)算其相應(yīng)的雜種

7、優(yōu)勢(shì)、配合力等，結(jié)合其雙親的遺傳距離進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)雜交組合的特殊配合力與雜種優(yōu)勢(shì)之間存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系;親本材料的遺傳距離與其對(duì)應(yīng)的雜交子代的雜種優(yōu)勢(shì)間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，雜種優(yōu)勢(shì)較強(qiáng)的組合的雙親遺傳距離基本處于參試樣本遺傳距離的中等水平，即在一定范圍內(nèi)遺傳距離越遠(yuǎn)的兩個(gè)親本所組成的雜交組合為優(yōu)勢(shì)雜交組合的概率越大。這為優(yōu)勢(shì)雜交組合的親本選配提供了理論依據(jù)。在此基礎(chǔ)上，初步判定杉木雜交組合30、53、60號(hào)為優(yōu)良雜