棉花芽黄性状的遗传分析及基因定位。
棉花(Gossypium spp.)是世界性重要的经济作物之一，突变体是进行基因结构、功能及进化等研究的特种资源。本研究基于一个芽黄突变体材料(v3)，通过配制(TM-1×v3)含643个单株的F2分离群体，利用本实验室构建的高密度海陆遗传图谱中的位点信息，完成芽黄性状的遗传分析及芽黄基因染色体定位研究。研究结果表明该芽黄突变体由一对隐性单基因所控制。基于全基因组覆盖的2000对SSR标记，进行TM-1和v3亲本的多态性筛选，检测到63个双亲间多态差异，但暂时未检测到与目标性状连锁的标记位点，需进一步加大标记筛选量和标记类型。研究结果为今后分离和明确该类基因功能奠定基础。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法2
1.1实验材料 2
1.2 标记引物 ..3
1.3 实验方法 ..3
1.3.1 DNA提取 .3
1.3.2 SSR标记的扩增与电泳 ...4
1.4 数据分析方法5
2结果分析6
2.1 芽黄突变体的遗传分析 ..6
2.2 芽黄亲本多态筛选 ....6
3讨论7
致谢.8
参考文献8
棉花芽黄性状的遗传分析及基因定位
引言
引言
突变体是进行基因结构、功能及进化研究的特种资源材料。芽黄突变体的实际利用价值一方面育种上可作为天然标记，进而简化制种和鉴定过程；另一方面可开展叶绿素合成及叶绿体与线粒体互作的生理代谢过程的研究。因此对棉花芽黄突变体的研究具有重要的理论价值和实际意义。迄今为止，棉花中已报道的突变体多为纤维发育相关的突变体材料：Li1[1]、Li2[2]、N1[3]、N2[4]、徐州142[5]、新乡小吉[6]及im[7]。棉花叶片形态突变体主要为芽黄，还有鸡脚叶、红株、叶皱小等。棉花芽黄突变体是棉花在不利环境下控制叶片色素表达的基因发生了隐形突变，使叶片缺乏叶绿素而导致发黄的突变体，陆地棉的大多数芽黄形状是可遗传的纯合基因控制。芽黄突变体是棉花苗期表现较为明显，叶片变黄的程
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
度在子叶或真叶表现不同。在当前研究领域中，芽黄因其性状易于鉴别、遗传方式简单等特点成为鉴定棉花基因连锁群、突变基因以及同源转化群图谱基因定位的理想材料之一。通过不同的突变体材料，组配分离群体，完成目的基因的定位研究，为目的基因的图位克隆、功能分析及相关通路的解析奠定基础。
棉花芽黄突变体一般在苗期幼苗或者新生叶表现黄化，随着植株的生长，叶绿素含量逐渐增加，黄化的叶片开始变绿，达到或接近野生型水平。芽黄突变体在光合作用途径、叶绿素合成途径等生理生化研究方面有重要的研究价值。在育种过程中，也可将牙黄表型用于辅助育种的指示性状，加速分子标记辅助育种的进程[8]。
自1933年，killough 和 Horlacher首次报道陆地棉芽黄基因v1以来，在四倍体棉种中，已鉴定出26个芽黄基因，涉及到22个芽黄突变体材料[9]。其中：美国学者鉴定的有18个，包括v1、v2、v3、v4、v5、v6、v7、v8、v9、v10、v11、v12、v13、v14、v15、v16、v17、v21、av1av2、yg1、yg2 ；中国学者鉴定的有4个，包括 v18、v19、v20、v22[1011]。在这些牙黄突变体材料中，v2、v21及av1av2来源于海岛棉，yg1yg2来源于海陆杂种后代，剩余的18个突变体都是在陆地棉品种中发现的。在定位方面，虽然已有部分牙黄突变体完成突变表型的染色体定位，如：v1、v3、v5、v6、v8、v10、v11、v16、v17、yg1、yg2已经定位在第ⅩⅦ、ⅩⅤ、Ⅶ、Ⅱ、ⅩⅣ、Ⅻ、Ⅺ、Ⅶ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅰ连锁群上，仍有15个芽黄基因未定位到特定的连锁群或染色体上；而且，由于缺乏有效的多态标记，未能达到精细定位的水平，在棉花中芽黄基因克隆及生理生化功能的研究报道也较为鲜见。
大学棉花研究所利用[(TM1×Hai7124)×TM1]的BC1作图群体，先后构建了多张四倍体栽培种遗传图谱[1214]。Zhao[15]利用棉花SSR数据库(http://www.cottonmarker.org/；http://mascotton.njau.edu.cn) 中释放的SSR引物，通过与已有图谱标记的整合构建了一张高密度的海陆种间遗传图谱，该图谱含26个连锁群，13对部分同源转化群，3147个位点，覆盖3615.45cM的遗传距离，标记间的平均遗传距离为1.15 cM。这为全基因组扫描、鉴定重要功能基因及主效QTL，为阐述功能基因与表型性状关系、功能基因间互作、功能基因与环境互作以及功能基因与优质纤维QTLs关系奠定了基础。该图谱为本课题的顺利实施提供了可选择的标记位点。棉花基因组序列信息的解析，为目标基因的图为克隆奠定了基础。2012年，以Paterson实验室牵头在NATURE发表了关于棉花基因组的多倍化及纤维的发育研究，同时释放了雷蒙德氏棉全基因组序列信息[16]。我国不同的棉花研究团队亦先后完成了二倍体亚洲棉(A基因组)、雷蒙德氏棉(D基因组)，异源四倍体棉种AD基因组陆地棉遗传标准系TM1、海岛棉新海21及379的基因组测序工作[1722]。进而利用TM1、亚洲棉及雷蒙德氏棉的基因组序列信息，在全基因组范围内开展SSR标记的挖掘工作，其中在陆地棉中开发了近7.8万个SSR标记并明确了其在基因组中的具体位置[23]。通过对(TM1×Hai7124)F2群体的重测序，构建了近500万SNP位点的海陆种间遗传图谱[24]。这些高质量的基因组序列信息，数以万计、百万计的标记位点，以及构建的高密度遗传图谱，为棉花重要农艺性状目标基因/QTLs的克隆奠定了基础，使得在棉花中通过正向遗传学的方法图位克隆目的基因成为可能。
本研究中，基于一个芽黄突变体材料(v3)，通过构建(TM1×v3)的F2分离群体，依靠大学棉花研究所构建的高密海、陆种间遗传图谱中的SSR标记，以及最新释放的TM1基因组序列信息，进行芽黄性状的遗传分析及芽黄基因的分子标记定位研究，为最终分离和克隆该基因奠定基础。
1 材料与方法
1.1实验材料
2014于大学江浦试验站种植芽黄突变体材料(v3)及陆地棉遗传标准系TM1，配制(TM1×v3)F1，同年年底F1送海南南繁，2015年于大学江浦试验站种植(TM1×v3)F2分离群体，常规水肥管理，出苗不间苗、不定苗，分别于苗期、成株期及花蕾期对棉株新生叶芽黄表型进行鉴定。
1.2 标记引物
供试引物均源于大学棉花研究所构建的高密度四倍体海、陆遗传图谱中的多态位点[15]。
1.3 实验方法
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法2
1.1实验材料 2
1.2 标记引物 ..3
1.3 实验方法 ..3
1.3.1 DNA提取 .3
1.3.2 SSR标记的扩增与电泳 ...4
1.4 数据分析方法5
2结果分析6
2.1 芽黄突变体的遗传分析 ..6
2.2 芽黄亲本多态筛选 ....6
3讨论7
致谢.8
参考文献8
棉花芽黄性状的遗传分析及基因定位
引言
引言
突变体是进行基因结构、功能及进化研究的特种资源材料。芽黄突变体的实际利用价值一方面育种上可作为天然标记，进而简化制种和鉴定过程；另一方面可开展叶绿素合成及叶绿体与线粒体互作的生理代谢过程的研究。因此对棉花芽黄突变体的研究具有重要的理论价值和实际意义。迄今为止，棉花中已报道的突变体多为纤维发育相关的突变体材料：Li1[1]、Li2[2]、N1[3]、N2[4]、徐州142[5]、新乡小吉[6]及im[7]。棉花叶片形态突变体主要为芽黄，还有鸡脚叶、红株、叶皱小等。棉花芽黄突变体是棉花在不利环境下控制叶片色素表达的基因发生了隐形突变，使叶片缺乏叶绿素而导致发黄的突变体，陆地棉的大多数芽黄形状是可遗传的纯合基因控制。芽黄突变体是棉花苗期表现较为明显，叶片变黄的程
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
度在子叶或真叶表现不同。在当前研究领域中，芽黄因其性状易于鉴别、遗传方式简单等特点成为鉴定棉花基因连锁群、突变基因以及同源转化群图谱基因定位的理想材料之一。通过不同的突变体材料，组配分离群体，完成目的基因的定位研究，为目的基因的图位克隆、功能分析及相关通路的解析奠定基础。
棉花芽黄突变体一般在苗期幼苗或者新生叶表现黄化，随着植株的生长，叶绿素含量逐渐增加，黄化的叶片开始变绿，达到或接近野生型水平。芽黄突变体在光合作用途径、叶绿素合成途径等生理生化研究方面有重要的研究价值。在育种过程中，也可将牙黄表型用于辅助育种的指示性状，加速分子标记辅助育种的进程[8]。
自1933年，killough 和 Horlacher首次报道陆地棉芽黄基因v1以来，在四倍体棉种中，已鉴定出26个芽黄基因，涉及到22个芽黄突变体材料[9]。其中：美国学者鉴定的有18个，包括v1、v2、v3、v4、v5、v6、v7、v8、v9、v10、v11、v12、v13、v14、v15、v16、v17、v21、av1av2、yg1、yg2 ；中国学者鉴定的有4个，包括 v18、v19、v20、v22[1011]。在这些牙黄突变体材料中，v2、v21及av1av2来源于海岛棉，yg1yg2来源于海陆杂种后代，剩余的18个突变体都是在陆地棉品种中发现的。在定位方面，虽然已有部分牙黄突变体完成突变表型的染色体定位，如：v1、v3、v5、v6、v8、v10、v11、v16、v17、yg1、yg2已经定位在第ⅩⅦ、ⅩⅤ、Ⅶ、Ⅱ、ⅩⅣ、Ⅻ、Ⅺ、Ⅶ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅰ连锁群上，仍有15个芽黄基因未定位到特定的连锁群或染色体上；而且，由于缺乏有效的多态标记，未能达到精细定位的水平，在棉花中芽黄基因克隆及生理生化功能的研究报道也较为鲜见。
大学棉花研究所利用[(TM1×Hai7124)×TM1]的BC1作图群体，先后构建了多张四倍体栽培种遗传图谱[1214]。Zhao[15]利用棉花SSR数据库(http://www.cottonmarker.org/；http://mascotton.njau.edu.cn) 中释放的SSR引物，通过与已有图谱标记的整合构建了一张高密度的海陆种间遗传图谱，该图谱含26个连锁群，13对部分同源转化群，3147个位点，覆盖3615.45cM的遗传距离，标记间的平均遗传距离为1.15 cM。这为全基因组扫描、鉴定重要功能基因及主效QTL，为阐述功能基因与表型性状关系、功能基因间互作、功能基因与环境互作以及功能基因与优质纤维QTLs关系奠定了基础。该图谱为本课题的顺利实施提供了可选择的标记位点。棉花基因组序列信息的解析，为目标基因的图为克隆奠定了基础。2012年，以Paterson实验室牵头在NATURE发表了关于棉花基因组的多倍化及纤维的发育研究，同时释放了雷蒙德氏棉全基因组序列信息[16]。我国不同的棉花研究团队亦先后完成了二倍体亚洲棉(A基因组)、雷蒙德氏棉(D基因组)，异源四倍体棉种AD基因组陆地棉遗传标准系TM1、海岛棉新海21及379的基因组测序工作[1722]。进而利用TM1、亚洲棉及雷蒙德氏棉的基因组序列信息，在全基因组范围内开展SSR标记的挖掘工作，其中在陆地棉中开发了近7.8万个SSR标记并明确了其在基因组中的具体位置[23]。通过对(TM1×Hai7124)F2群体的重测序，构建了近500万SNP位点的海陆种间遗传图谱[24]。这些高质量的基因组序列信息，数以万计、百万计的标记位点，以及构建的高密度遗传图谱，为棉花重要农艺性状目标基因/QTLs的克隆奠定了基础，使得在棉花中通过正向遗传学的方法图位克隆目的基因成为可能。
本研究中，基于一个芽黄突变体材料(v3)，通过构建(TM1×v3)的F2分离群体，依靠大学棉花研究所构建的高密海、陆种间遗传图谱中的SSR标记，以及最新释放的TM1基因组序列信息，进行芽黄性状的遗传分析及芽黄基因的分子标记定位研究，为最终分离和克隆该基因奠定基础。
1 材料与方法
1.1实验材料
2014于大学江浦试验站种植芽黄突变体材料(v3)及陆地棉遗传标准系TM1，配制(TM1×v3)F1，同年年底F1送海南南繁，2015年于大学江浦试验站种植(TM1×v3)F2分离群体，常规水肥管理，出苗不间苗、不定苗，分别于苗期、成株期及花蕾期对棉株新生叶芽黄表型进行鉴定。
1.2 标记引物
供试引物均源于大学棉花研究所构建的高密度四倍体海、陆遗传图谱中的多态位点[15]。
1.3 实验方法
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