野生大豆遗传图谱的构建

遗传图谱的构建是大豆遗传育种研究中的重要内容。本研究以野生大豆江浦野生豆-5和栽培大豆06-17构建的重组自交系(142份材料,包含父母本)为材料,结合SoySNP50K BeadChip芯片测序得到的5376 个SNPs,筛选出在双亲间具多态性的标记1018个SNPs构建了SNP遗传图谱。共20个连锁群,连锁群平均长度为108.87cM,标记间平均间隔距离为2.14cM。该研究为野生大豆分子遗传研究提供了图谱资源。
目录
摘要2
关键词2
Abstract2
Key words2
引言2
1 材料与方法3
1.1 试验材料3
1.2 作图群体的构建3
1.3遗传图谱的构建3
1.3.1 DNA提取 3
1.3.2 SNP标记 4
1.3.3连锁图谱的构建及绘制 4
2 结果与分析4
2.1 SPN标记分析 4
2.2 遗传图谱的构建 5
3 讨论 9
3.1 作图群体的选择及图谱的构建 9
3.2 偏分离现象9
致谢9
参考文献9
野生大豆遗传图谱的构建
引言
大豆是人类优质蛋白质和脂肪的重要来源,也是重要的饲料来源。由于我国是大豆的原产国,它在我国具有悠久的种植和加工应用历史,在土壤改良、维护生态环境良性循环,以及畜牧等多个行业中都有着重要地位。因此,大豆的遗传研究一直受到广泛重视。由于大豆是由古四倍演变而来的二倍体作物,其基因组较大,染色体又很小,而且细胞在有丝分裂时染色体压缩,使细胞不易观察,因此,大豆的细胞遗传学研究难度较大[1]。另外,由于大豆是严格的自花授粉作物,其遗传变异程度低,导致大豆遗传研究,尤其是遗传作图研究,与其它作物相比较为落后[2]。遗传作图中最常用的分子标记有SSR、RFLP、AFLP、ISSR、RAPD等分子标记技术,尤其是高密度遗传图谱的构建,现在不仅可以对数量性状位点(QTL)进行精细定位,而且图位克隆出控制数量性状的基因。
目前,国内外已有几十张大豆遗传图谱,多以RFLP、RAPD、SN
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P等分子标记技术构建完成。1998年,Apuya等以2个栽培大豆品种Minsoy 和Noir1 杂交得到的60个F2为作图群体,首次利用11个RFLP标记构建了第一张含有4个连锁群的遗传图谱[2]。1999年,Cregan 等人对3个不同群体的连锁图谱进行了整合,得到了一个含20个连锁群、1423个标记的大豆“公共图谱”[3] 。该图谱包括689 个RFLP 标记、606 个SSR 标记、79 个RAPD 标记、10 个AFLP 标记、10 个同工酶标记和26 个经典遗传学标记。这张图谱堪称是最具代表性的“公共图谱”,它为大豆遗传图谱的绘制及整合树立了历程碑。2004年,Song等利用5个群体对大豆整合遗传图谱进行加密,补加了420个新的SSR标记,使标记间的平均距离缩短为2.5cM,标记总数达1849个。这是迄今为止标记数最多、密度最高的一张大豆“公共图谱”[4]。我国大豆遗传图谱研究工作起步较晚,1997年,张德水等应用长农4号×新民6号,以RFLP标记为主进行连锁群分析,构建了20个连锁群,共分布有71个标记,其中RFLP标记63个、RAPD标记8个,标记间的平均距离20.4cM,覆盖长度1446.8cM,是我国构建的首张大豆分子连锁图谱[5]。截至2005年,共利用长农4号×新民6号、科丰1号×南农113822、晋豆23×灰布支黑豆、科新3号×中黄20、BD2×BX10、美国大豆Charleton×东农59等6个不同群体构建了10张遗传图谱[614]。2006年,巩鹏涛对宛煜嵩等利用重组自交系群体Jinf构建的含有227个SSR标记的图谱的基础上进行整合。整合后的大豆分子遗传图包含315个SSR标记和40个AFLP标记,总图距为1951.7cM,相邻标记间的平均图距为5.48cM[15]。此后随着分子标记技术的成熟和对大豆研究的关注,越来越多的学者都进行了相关的研究[1617]。以上构建图谱的群体各不相同,给图谱整合带来了一定困难,且亲本多属于种属远缘的,而且没有选择优质品种,这对大豆品质性状定位也带来一定困难。
高通量测序技术( High throughput sequencing)和芯片技术的出现,使DNA分子标记的发展进如了一个全新的阶段,也为大豆遗传图谱的构建提供了有利的工具。作为第三代分子标记的单核苷酸多态性标记,在1994年被提出,作为一种能够提供丰富信息的具有高稳定性的分子标记,SNP标记也被越来越多的应用于大豆的遗传研究。2013年,Song等人利用Essex, Evans, Archer, Minsoy, Noir 1,Peking六个栽培大豆品种和两个野生大豆品种PI 468916 , PI 479752在Illumina平台进行重测序,最终检测到209903 SNPs被用于大豆全基因组遗传图谱的构建[18]。第一个用SNP分子标记的遗传图谱,在2010年由Hyten 等人构建,利用三个RIL 群体,结合5500个分子标记,其中包含3793 个SNP标记,构建了包含20个连锁群,覆盖长度为2296.4cM的遗传图谱[19]。Wu等(2010)以Forrest和Williams 82为亲本构建了重组自交系,结合SNP等990个分子标记,构建了覆盖全基因组包含20个连锁群,长度为2723.8cM的大豆遗传连锁图谱[20]。
大豆遗传图谱的构建经历漫长的过程,并伴随着技术的发展在不断进步。但以上构建的遗传图谱中,野生大豆的应用相对较少。本研究旨在利用江浦野生豆5(母本)和栽培大豆0617(父本)杂交的重组自交系为作图群体,构建SNP标记的分子遗传图谱,为大豆重要农艺性状的QTL定位,鉴定出与重要农艺性状显著相关的位点,并开发出与其相关的功能分子标记提供图谱资源;同时挖掘出野生大豆资源的优异基因,为栽培大豆遗传基础的拓宽提供理论依据和技术支持。
1. 材料和方法
1.1 试验材料
本实验以江浦野生豆5为母本,栽培大豆0617为父本构建了一个作图群体(142个家系,包括父母本),用SNP标记对其进行了分析。
1.2作图群体的构建
将江浦野生豆5为母本,栽培大豆0617为父本进行杂交得到F2代,后经单粒传,2015年衍生得到F2:8重组自交系群体,作为作图群体。

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