生物学毕业论文 18页

河北科技师范学院本科毕业论文大豆籽粒萌发性状的基因定位学院名称:生新披学院专业名称：生加学学生姓名：赤喃韦学生学号：1612090205指导教师：郭振清闫龙2013年5月18日\n河北科技师范学院教务处制论文目录摘要IAbstractII1前言11.1研究背景11.2研究意义12材料与方法12.1实验材料12.2试验方法12.2.1种子的处理12.2.2QTL定位分析23结果与讨论23.1结果与分析23.1.1表型数据分析23.1.2分了数据分析63.2讨论与结论93.2.1讨论93.2.2结论10\n参考文献10致谢11\n摘要大豆萌发率与产量呈止相关，本研究以冀豆12与黑豆朵交的F9代重组口交系177个家系间具有多态性的标记构建遗传连锁图谱，鉴定其膨胀性状及发芽性状。应用WinQTLCartographerV2.5复合区间作图法进行QTL定位。结果表明，复合区间作图法检测到在膨胀性状中共有3个个主效QTL,发芽性状中共检测到6个QTLo其中膨胀性状中检测到的QTL稳定性较高，发芽性状所检测到的QTL稳定性较低。这些结果为大豆产量遗传与标记辅助育种实践提供理论基础。关键词：大豆;QTL；基因定位；膨胀；发芽\nExpansionofSoybeanSeedGerminationTraitsGeneMappingAbstractSoybeangerminationandyieldwaspositivelycorrelated,thisstudymarkersthatwerepolymorphicconstructionofgeneticlinkagemap,identificationofitsexpansiontraitsandgerminationtraitstotheJidou12withblackbeanshybridizationF9RIL177families.ApplicationWinQTLCartographerV2.5compositeintervalmappingmethodforQTLmapping.TheresultsshowedthatthecompositeintervalmappingdetectedintheexpansiontraitsfromallmaineffectQTLsgerminationtraitsweredetectedsixQTLs.WhereinexpansiontraitQTLdetectedinahigherstability.ThegerminationtraitsdetectedQTLlowerstability.Theseresultsprovideatheoreticalbasisforthesoybeanyieldgeneticmarker-assistedbreedingpractice・Keywords：soybean;QTL;genemappingexpansiontermination\n1前言1.1研究背景膨胀萌发是植物生活史的重要环节⑴，种子膨胀率萌发率的高低影响着农业生产。目前国内外对种子膨胀萌发能力的研究并不多，2004年日本坂本真一等人以“Tokei80”与野生大豆“B01167”的杂交群体的F4与F6代为材料，共定位到4个和关的QTL⑵，其屮主要标记为C2连锁群上的satt316和satt459,Dlb+W连锁群上的satt459和G连锁群上的satt288o野生大豆（Glycinesoja）种子小，种皮厚，透气透水性差，种子发芽率较低l3,o黑豆为陕酋地方品种，属于半野生品种，发芽率低，编号ZDD0365U冀豆12,编号ZDD03651,在河北省农林科学院粮油作物研究所选育而成，为栽培品种，发芽率明显高于黑豆。建立黑豆与冀豆12的重组自交系，可在其后代中选育发芽率高的品种。1・2研究意义种子的发芽过程有三个阶段，吸水、膨胀、发芽，提高种子膨胀萌发率可以提高种子出苗率。大豆育种被列为国家科技攻关项目⑷，选育膨胀萌发率高的大豆品种，可捉高其产量，获得更大的食用、经济价值⑸。膨胀种了萌发特性受多种因素的影响，基因其决定性作用，定位与大豆萌发相关的基因，为育种提供相关的实验依据。2材料与方法2.1试验材料木试验以冀豆12x黑豆的杂交后代F9代177个重组门交系群体为实验材料。冀豆12由河北粮油作物所选育而成，属于栽培大豆，膨胀萌发率高；黑豆为陕西地方品种，为半野生品种，萌发率低。从F9代177个家系种子中分别选取60粒成熟饱满II大小适中、均匀一致的种了⑹作为发芽试验的材料。2.2试验方法2.2.1种子的处理将每种材料的的20粒种子均匀摆放在铺冇2层滤纸的培养皿中，加入适量蒸憾水（约30ml）置于黑暗中，在温暖处培养（约20度），每天适量补水或换水。种子的培\n养进行到第7天。重复三次。每天上午10:00记录每皿屮种子膨胀和发芽的数口。发芽以胚根伸出种子长度超过种子纵径的一半为标准⑺。2.2.2QTL定位分析QTL定位分析使用WinQTLCartographerV.2.5复合区间作图(CIM)和多标记联合分析。CIM法使用标准模型6,步长为1cM,采用向前冋归法搜寻QTL和公共因子,窗口大小设为10cM。以LOD值大于等于2.5作为QTL存在的阈值。置信区间根据LOD值的峰值两侧各卜•降1个LOD值而确定⑻。分别对膨胀率和发芽率进行QTL定位分析。3结果与讨论3.1结果与分析3.1.1表型数据分析表1F9代重组自交系群体膨胀发芽性状表型特征值性状冀豆12黑豆F9最大值最小值标准差遗传力TraitFemaleMaleMaxMinStdevaYichuanli膨胀20112023.740.67发芽1162003.810.64表1为F9代重组自交系群体膨胀发芽性状表型特征值，其中冀豆12的膨胀粒数为20,发芽数口为11,黑豆的膨胀数口为11,发芽数口为6,两亲木之间的膨胀发芽性状差异显著。其F9代重组自交系群体中，膨胀性状最大值为20,最小值为2,发芽性状的最大值为20,最小值为0,膨胀性状的标准差为3.74,发芽性状的标准差为3.81。冀豆12和黑豆两亲木间膨胀性状与发芽性状间表现出较大程度的分离，差异明显，其遗传力为0.67,在F9代重组自交系群体中，膨胀性状与发芽性状的分离程度也表现出很大程度的分离，差异显著，遗传力为0.64o两性状具冇较大的遗传力，适合做QTL基因定位分析。\n48h膨胀型丨20IX806020o4000CNI6I81:1242J—9I9mmcomW7S二—OI0【—66—8g—2.2.199—sSIUg—zNil1—0膨胀粒数图1F9代重组口交系群体膨胀性状直方分布图96h膨胀粒数分布图ooooo20Ico11IA9AI00I6II■ooI1IC\J1S91A1001oI膨胀粒数图2的代垂组口交系群体膨胀性状直方分布图\n144h膨胀粒数分布图0Z—6ISISH—OI0【—66—88—2z—99—sp—eco—z膨胀粒数3F9代重组白交系群体膨胀性状直方分布图168h膨胀粒数分布图20008060400216-6118.2JI9一9m官|:SISGm一01-6一6——QQg—2.A—99—sSIP-g—N20膨胀粒数图4F9代重组口交系群体膨胀性状直方分布图图1、图2、图3为三组不同吋刻的平均膨胀数目分布的直方图。rfl图可知F9代重:组自交系群体中，籽粒膨胀数目的分布并不呈现正态分布，性状分离明显，呈单峰分布,膨胀达到18粒以上的材料居大多数。\n72h平均发芽数目分布图图5F9代重组口交系群体发芽性状直方分布图168h平均发芽数目分布is0502112-44—66-88—1010~1212一141电一1616-1B1.8一20发芽粒数5・0-I=L0—2图6F9代重组自交系群体发芽性状直方分布图图5、图6为三组不同时刻平均发芽数口分布图。由图可知随时间增长，F9代重组自交系群体的平均发芽数目逐渐呈现正态分布，至168h时，发芽数目低于2和高于20的材料占小部分。大部分材料发芽数目集屮于8-10之间，可用于QTL基因定位分析。\n3.1.2分子数据分析表2QTL基因定位结果性状时间QTL置信区间/cM区间标记LOD贡献率qsw-6c103.33-127.67sat402-satt3165.3813.95%48hqsw-5c19.38-46.45sat_344-satt()504.008.31%72hqsw-6c103.33-127.67sat_402-satt3164.0911.80%qsw-5c19.38-46.45sat_344-satt0502.687.60%96hqsw-5c19.38-46.45sat_344-satt0502.525.10%qsw-6c103.33-127.67sat_402-satt3163.966.02%膨丿J氏!20hqsw-6c103.33-127.67sat_402-satt3163.9710.68%qsw-5c19.38-46.45sat_344-satt0502.595.31%144hqsw-6c103.33-127.67sat_402-satt3163.249.60%qsw-5c19.38-46.45sat_344-satt0503.475.04%qsw-6c103.33-127.67sat402-satt3163.368.69%168hJLqsw-5c19.38-46.45sat344-satt0502.625.01%24hqsw・17c87.39-115.70sat_365-satt3012.826.62%48hqsw-8c36.77-77.69sattl77-satt3413.325.08%发芽qsw-7c63.93-85.35sat_148-satt6972.525.80%96hqsw-4c88.59-120.12satt713-ssrl2352.654.99%I44hqsw-20c86.74-100.78sattl62-sattl483.207.49%qsw・19c54.57-68.26satt481-sattl132.619.11%表2为采用CIM方法对F9代重组自交系群体发芽的膨胀性状与发芽性状数据分别进行QTL分析的检测结果，其中膨胀性状共检测到两个QTL,分别位于A1的qsw-5c和C2连锁群qsw-6c,A1连锁群上标记为sat_402-satt316,其置信区间为103.33-127.67cM,LOD值为2.59-4.11,贡献率在5.10%•&31%之间。C2连锁群上标记为sat_344-satt050,置信区间为19.38-46.45cM,LOD值3.24-5.38,贡献率在5.77%-15.11%之间。A1与C2连锁群上所定位到的QTL在7天之内反复出现，具有稳定性。发芽性状中共检测到6个QTL,分别位于D2连锁群的sat_365-satt301(qsw-17c),置信区间为87.39-115.70cM,LOD值为3.48,贡献率为6.62%oA2连锁群上的sattl77-satt341(qsw-8c),置信区间为36.77-77.69cM,LOD值为2.82-3.32,贡献率为5.08%・6.43%。M连锁群上的sat_148-satt697(qsw-7c),置信区间为63.93-85.35cM,LOD值为2.52,贡献率为5.80%。C1连锁群上的satt713-ssrl235(qsw-4c),置信区间为88.59-120.12cM,LOD值为2.65,贡献率为4.99%。I连锁群上的sattl62-sattl48(qsw-20c),置信区间为86.74-100.78cM,LOD值为3.20,贡献率为7.49%o\nL连锁群上的satt481-satt_113(qsw-19c),置信区间为54.57-6&26cM,LOD值为2.61,贡献率为9.11%。\nC2c0017:1冷»7292103他1U127135住二茨：OC卜□OOOA1图7膨胀性状QTL检测结果在染色体上的分布图注：O第一天检测结果；&第二天检测结果；H第三天检测结來；□第四天检测结果;0第五天检测结果；°第六天检测结果；O第七天检测结果图7为膨胀性状的QTL检测结果在染色体上的分布图，由图可知C2连锁群上标记satt_402-satt316在七天Z内重复被检测到，其标记所在位置为114.3-135.3cMZ间。A1连锁群上satt344-satt050在七天Z内重复被检测到，其标记位置处于9430.4cMZ间。\n0071261346118471529o88o340716H2533X22Q818£2939«5X61=^3-36