桃高密度SNP图谱构建与果实质地和酸度全基因组关联分析

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桃(Prunus persica[L.] Batsch)原产中国,是世界上栽培范围最为广泛的树种,也是蔷薇科李属重要的核果类果树。果实质地与酸度是果实品质的重要指标,硬溶质可延长桃的货架期,酸含量是决定果实口感的主要因素之一。但不同的遗传群体其遗传基础目前仍不清楚,蕴藏着较大的研究价值。我国是桃的起源地,资源丰富,因此有必要探索与质地和酸度相关联的分子标记,从而在分子水平上阐明其遗传机理,了解其遗传特性,这对培育高品质桃品种具有重大意义。本研究利用8个高多态性的SSR标记对亲本组合‘Chula’ב02-25-106’及其593个杂交后代在ABI3130测序系统中进行亲子鉴定,选择出真杂种为杂交群体,采用Iluminapeach9K SNP芯片对亲本及筛选的杂交群体进行SNP位点检测,构建遗传连锁图谱以及简单性状的全基因组关联分析和QTL定位。主要结果如下:  1.杂交实生苗的亲子鉴定及分析  从桃T×E遗传连锁图谱上选取均匀分布于8条连锁群上的16对SSR引物,以母本‘Chula’和父本‘02-25-106’为模板,进行SSR测试,从中筛选出8对具有父本特征性条带且清晰的SSR引物。对595份桃叶片(包含亲本)DNA进行SSR扩增,结果表明,具有父本特征条带的真杂种有386个。从鉴定出来的真杂种中筛选出220个已有果实表型数据记录的子代用于Illumina peach9K SNP芯片基因分型。  2.桃杂交群体SNP遗传图谱构建  利用Illumina peach9K SNP芯片对两个亲本和216个F1子代进行基因分型,产生8,144个SNP位点,利用JoinMap4.0对这些位点进行筛选,去除没有多态性的位点,共得到3,506个SNP位点,多态性比率为43.1%。根据卡方检验,去除子代中出现偏分离的SNP位点,最终构建得到一张由216个个体包含1,021个SNP位点的高密度图谱。这1021个SNP位点分布于桃的8条连锁群上,图谱全长529.7cM,平均距离为0.53cM,基因组平均覆盖度为91%,每1个cM有1.92个SNP。  3.基于Illumina peach9K SNP芯片的全基因组关联分析及QTL定位  对亲本及F1子代的成熟期、单果重、果实硬度、肉质、酸甜度、着色度、香气等7个表型性状的数据进行统计与分析,采用复合区间作图法筛选与这些性状相关的QTLs位点。本研究中主要分析了与质地(软溶质和硬溶质)和酸度相关的QTLs,其结果如下:共检测到与这些表型性状相关的13个QTLs,QTL定位结果分为三类。在双亲都分离的类型中与酸度关联的QTL有2个,均位于第5连锁群上,其中表型变异解释率最高为86.7%,与其关联的SNP标记为SNP_IGA_545261,其中基因型为AG和AA与低酸性相关,基因型为GG与酸性较高相关。与质地性状关联QTL有5个,分别位于LG3、LG4、LG7、LG8上,其中位于第7连锁群上的QTL表型变异解释率最高,为52.5%,与其关联的SNP标记为SNP_IGA_787064,其中基因型为TC与软溶质相关,与硬溶质相关的基因型不明显。在母本分离类型中,发现与酸关联的QTL位于第5连锁群上,表型变异解释率为30.0%。在父本分离类型中,与酸关联的QTL有4个,其中有3个在第5连锁群上,1个在第6连锁群上,表型变异解释率最高的为26.7%;而与质地关联QTL位于第4连锁群上,表型变异解释率为6.3%。
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