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红松(Pinus koraiensis Sieb.et Zucc.)是我国东北东部山区地带性项级植被红松阔叶混交林的优势种,具有非常重要的生态学价值和经济价值。红松遗传连锁图谱的构建及重要生长性状的QTL(Quantitative Trait Loci)定位将为其遗传育种及分子标记辅助选择提供有益的参考,同时也为全球变暖区域植物资源的持续经营管理提供理论基础。本研究取得如下研究结果:
1)采用ISSR(Inter-Simple Sequence Repeats)技术选择用于构建红松遗传图谱的适宜群体。试验结果表明:在25个亲本组合中,23号亲本组合的遗传距离最大,为0.4473；17和19号组合的遗传距离最小,为0.1085。最后选择父本号为2049(来自黑龙江丰林)和母本号为2151(来自黑龙江鹤北)的23号亲本组合及其94个子代所组成的群体作为构建红松遗传图谱的群体。
2)在红松遗传图谱构建中,SSR(Simple Sequence Repeat)、ISSR(Inter-Simple Sequence Repeat)和 SRAP(Sequence-Related AmplifiedPolymorphism)分子标记的多态性检测效率与可行性结果表明,SRAP分子标记检测作图亲本间多态性的效率最高,为3.06,为本项研究的主要分子标记方法；SSR标记的多态性检测效率为2.67,ISSR标记为1.5,选为本项研究的辅助标记。
3)以94个红松的F1个体为作图群体,利用SRAP、SSR和ISSR三种分子标记技术,构建了首张红松遗传连锁图谱。在LOD(Limit of Quantification)值为4.0时,122个分子标记分布于11个连锁群,1个三联体和8个连锁对上。在这些标记中,有96个SRAP标记,25个SSR标记和1个ISSR标记。最后得到的图谱总长为857.464 cM,平均图距为7.03 cM。本研究首次尝试使用SRAP这种新型的分子标记技术构建松属植物遗传连锁图谱。
4)以红松F1代的88个个体为作图群体,采用AFLP(amplified fragmentlength polymorphism)标记技术构建了红松的遗传连锁图谱。9对AFLP引物组合被应用于图谱构建。在LOD值为4.0时,130个分子标记分布于6个连锁群,4个三联体和15个连锁对上。一致性图谱长度为620.909 cM,标记平均间距为4.776 CM。
5)以由122个分子标记构成的红松分子遗传图谱为框架,分3个时期对总高、当年生高及地径进行了动态QTL分析。结果表明:检测到控制总高的相关QTL11个,这些QTL分布于1、3和5连锁群上。在这些QTL中有1个QTL(TH1-1)在三个时期均被检测到,检测到的位置为同一位点；另有3个QTL分别在其中两个时期被检测到；2个QTL只在一个时期被检测到。检测到控制当年生高的相关QTL14个,这些QTL分布于第1、3和5共3个连锁群上。在这些QTL中有3个QTL(YH1-1,YH1-2,YH1-3)在三个时期均被检测到,检测到的位置为同一位点；另有1个QTL在其中两个时期被检测到；3个QTL只在一个时期被检测到。检测到控制地径的相关QTL34个,这些QTL分布于1和3连锁群上。在这些QTL中有4个QTL(BD1-1、BD1-3、BD1-5和BD1-10)在三个时期均被检测到,检测到的位置为同一位点;另有11个QTL分别在其中两个时期被检测到；9个QTL只在一个时期被检测到。这些QTL的解释变异率均大于10％。