连锁和关联作图解析棕色棉重要农艺性状的遗传基础

发布时间：2023-04-07 22:02

　　棕色棉是彩棉的主要类型,其作为一种环境友好型材料在纺织业中占据着重要的地位。相比传统的白棉,棕色棉的纤维产量和品质表现差一些,而传统的棕色棉育种方法难以打破棕色棉育种瓶颈。因此,借助于现代分子遗传学方法系统性地解析棕色棉的遗传基础有助于为棕色棉分子育种、棕色棉基因克隆和棕色棉形成的分子机制研究奠定基础。连锁和关联作图是解析农作物农艺性状遗传基础的有效方法,本研究基于这两种方法利用一个棕色棉连锁群体和一个棕色棉关联分析群体开展棕色棉遗传基础的研究。首先,本研究采用白棉材料(G.hirsutum cv.HD208)与实验室前期通过海陆杂交产生的深棕色棉突变体(ys)构建连锁群体,并主要利用传统SSR标记进行连锁作图;其次,收集了一个包含100份棕色棉和109份白棉的关联群体,并应用重测序方法对该群体进行基因分型,进行了棕色棉与白棉的case-control分析;与此同时,选取了全部的100份棕色棉和21份具有代表性的白棉材料进行了多年多点的农艺性状的考察,进行了农艺性状-基因型的全基因组关联分析(Genome-wide association study,GWAS);最后,利用深棕色棉突变...

【文章页数】：189 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
缩略词表
第一章 文献综述
    1.1 研究问题的由来
    1.2 棕色棉研究进展
        1.2.1 彩棉与棕色棉起源及育种历史
        1.2.2 棕色棉成色与遗传机理
    1.3 遗传变异与标记开发研究进展
        1.3.1 遗传变异及其遗传效应
        1.3.2 结构变异与倒位及其遗传效应
        1.3.3 遗传标记的发展与应用
    1.4 作物性状遗传解析
        1.4.1 作物表型性状
        1.4.2 连锁分析
            1.4.2.1 连锁分析原理
            1.4.2.2 连锁作图群体构建
            1.4.2.3 连锁分析在农作物遗传解析中的应用
            1.4.2.4 连锁分析在棉花中的应用
        1.4.3 关联分析
            1.4.3.1 关联分析原理与方法
            1.4.3.2 关联分析群体构建
            1.4.3.3 关联分析方法
            1.4.3.4 关联分析在重要作物与棉花遗传解析中的应用
        1.4.4 连锁和关联作图在农艺性状遗传解析中的联用
    1.5 研究目的和意义
第二章 棕色棉纤维性状遗传解析
    2.1 材料与方法
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 性状考察和表型数据分析
        2.1.3 连锁作图和表达量检测
        2.1.4 重测序对关联群体进行基因型鉴定
        2.1.5 基于209份材料的群体结构、关联分析和选择印记分析
        2.1.6 基于121份材料的连锁不平衡和关联分析
        2.1.7 遗传变异检测
        2.1.8 倒位和转录分析
        2.1.9 倒位片段内群体多样性和LD分析
    2.2 结果与分析
        2.2.1 Lc₁连锁作图
        2.2.2 棕色棉群体材料的群体结构
        2.2.3 棕色棉群体的case-control关联分析
        2.2.4 棕色棉颜色深浅的全基因组关联分析
        2.2.5 全基因组选择性分析验证q BF-A07-1和q BF-A07-2
        2.2.6 纤维品质与产量性状的关联分析
        2.2.7 QTL区间的多效性
        2.2.8 棕色棉优良栽培品种纤维性状的遗传解析
        2.2.9 高通量测序识别遗传变异
        2.2.10 棕色棉中与Inv(A07)p1.09p2.23 相关的片段丢失、基因缺失和异常基因表达
        2.2.11 Inv(A07)p1.09p2.23 片段内的遗传变异揭示群体的遗传关系
        2.2.12 群体中Inv(A07)p1.09p2.23 与纤维颜色、品质、产量和负向选择相关
        2.2.13 Inv(A07)p1.09p2.23 在群体中的遗传效应
    2.3 讨论
        2.3.1 Lc₁区间的异常重组
        2.3.2 棕色棉的群体结构
        2.3.3 Lc₁区域中qBF-A07-1和qBF-A07-2位点的遗传剖析
        2.3.4 农艺性状与棕色纤维颜色深浅的关系
        2.3.5 伴随深棕色棉倒位事件产生的并发性遗传变异
        2.3.6 深棕色棉中遗传倒位事件与纤维性状之间的关系
        2.3.7 遗传倒位引起核苷酸多样性降低和LD增加
第三章 棕色棉株型性状遗传解析
    3.1 材料与方法
        3.1.1 实验材料和表型评估
        3.1.2 基因分型和SNP数据分析
        3.1.3 连锁衰退(LD)和群体结构分析
        3.1.4 全基因组关联分析
        3.1.5 遗传变异和电子PCR标记的注释
    3.2 结果与分析
        3.2.1 两个棉花株型性状的表型统计分析
        3.2.2 群体结构和连锁不平衡
        3.2.3 全基因组关联分析和栽培棕色棉QTL分析
        3.2.4 候选基因的预测和相关的自然遗传变异
    3.3 讨论
        3.3.1 关联分析方法的选择
        3.3.2 棉花株型结构性状的遗传与育种
        3.3.3 鉴定候选基因和遗传变异
参考文献
附图
附表
博士在读期间研究成果
致谢



本文编号：3785407