煙草青枯病抗性的動(dòng)態(tài)QTL定位

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1、分類號(hào)學(xué)校代碼：11078UDC密級(jí)學(xué)號(hào)：2111514020廣州大學(xué)學(xué)位論文煙草青枯病抗性的動(dòng)態(tài)QTL定位李海洋學(xué)科專業(yè)(領(lǐng)域)：生物化學(xué)與分子生物學(xué)研究方向：基因組與分子育種論文答辯日期：2018-05-25指導(dǎo)教師(簽名)：答辯委員會(huì)主席(簽名)：答辯委員會(huì)委員(簽名)：SortCodeUniversityCode：11078UDCSecretGradeNumber：2111514020GuangzhouUniversityMasterDissertationDynamicQTLMappingforBacterialWiltResistanceinToba

2、ccoLiHaiyangSubjectMajor：BiochemistryandMolecularBiologyDirectionofstudy：GenomeandMolecularBreedingAnswerDate：2018-05-25Supervisor(Signature)：AnswerCommitteeChairman(Signature)：AnswerCommitteeCommitteeman(Signature)：摘要摘要煙草青枯病是由青枯雷爾氏菌（Ralstoniasolanacearum）引起的一種土傳性細(xì)菌病害，嚴(yán)重影響煙草的產(chǎn)量和品質(zhì)。利用

3、煙草青枯病抗病基因進(jìn)行遺傳改良，是選育抗病品種防治該病危害的有效途徑。然而，目前煙草青枯病抗性數(shù)量性狀位點(diǎn)（QTL）定位研究較薄弱且抗源不足，所開展的QTL定位研究主要是基于抗病表型在某一評(píng)價(jià)時(shí)期累積遺傳效應(yīng)的非條件QTLs，所得結(jié)果不能完全反映病害發(fā)展過程中多個(gè)連續(xù)時(shí)間區(qū)間凈表型遺傳效應(yīng)值的條件QTLs。因此在加強(qiáng)新抗源利用的同時(shí)，探討其抗性動(dòng)態(tài)的條件和非條件QTLs，更好地解析抗性的遺傳特征，為煙草抗青枯病育種提供新的抗病基因和理論基礎(chǔ)。據(jù)此，本研究利用近來新發(fā)現(xiàn)具有高抗青枯病的地方品種大葉密合與感病品種長脖黃雜交構(gòu)建的重組自交系（RIL）群體為QTL定位材

4、料，根據(jù)RIL群體各株系不同時(shí)期抗病性鑒定數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)定位煙草青枯病抗性QTLs，解析青枯病抗性的遺傳特征，為后續(xù)的抗性基因克隆和分子標(biāo)記輔助育種提供基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下：1.運(yùn)用RAD-Seq技術(shù)，開發(fā)煙草親本間具多態(tài)性SSR和InDel分子標(biāo)記。對(duì)親本材料大葉密合和長脖黃進(jìn)行簡化基因組測(cè)序，分別獲得46,602,052和42,946,668個(gè)高質(zhì)量的cleanreads；通過序列分析，在兩親本中共檢測(cè)到26,344個(gè)SSR位點(diǎn)和160,910個(gè)InDel位點(diǎn)；根據(jù)這些位點(diǎn)序列信息，發(fā)現(xiàn)1,103個(gè)SSRs和14,344個(gè)InDels可能在雙親中具有多態(tài)性。隨

5、機(jī)選擇其中50個(gè)SSRs和50個(gè)InDels在4份煙草材料中進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)SSR和InDel在2份測(cè)序材料間的多態(tài)率分別為64%和50%；研究結(jié)果表明，利用簡化基因組測(cè)序技術(shù)能夠探測(cè)到大量SSRs和InDels，發(fā)現(xiàn)樣品間具有多態(tài)性的SSR和InDel標(biāo)記，可為SSR和InDel標(biāo)記的開發(fā)和應(yīng)用提供基礎(chǔ)。2.利用SSR和InDel分子標(biāo)記，構(gòu)建了一個(gè)煙草遺傳連鎖圖譜。以大葉密合和長脖黃為親本建立的183個(gè)RILs為作圖群體，檢測(cè)1,450個(gè)SSRs和300個(gè)InDels標(biāo)記在雙親間的多態(tài)性，篩選出在雙親間具多態(tài)性標(biāo)記對(duì)RIL群體進(jìn)行基因分型。根據(jù)基因分型數(shù)據(jù)，利

6、用JoinMap3.0軟件構(gòu)建了一張包含598個(gè)標(biāo)記位點(diǎn)、27個(gè)連鎖群的煙草遺傳連鎖圖譜。該圖譜總長2235.15cM，連鎖群的長I廣州大學(xué)碩士學(xué)位論文度變幅為33.25~140.40cM，連鎖群上的標(biāo)記個(gè)數(shù)在5~47之間，相鄰標(biāo)記間的平均遺傳距離為3.74cM。該圖譜將用于煙草青枯病抗性的動(dòng)態(tài)QTL定位。3.根據(jù)RIL群體青枯病多個(gè)發(fā)病時(shí)期的抗病數(shù)據(jù)，定位出青枯病抗性的動(dòng)態(tài)QTLs。利用構(gòu)建的遺傳圖譜結(jié)合2016~2017連續(xù)兩年RIL群體各株系青枯病發(fā)病多個(gè)調(diào)查期和時(shí)段的青枯病病情指數(shù)，采用多QTL模型作圖法進(jìn)行青枯病抗性的動(dòng)態(tài)QTL分析。在LOD>2.5條

7、件下，兩年共檢測(cè)到到9個(gè)非條件QTLs和13個(gè)條件QTLs。9個(gè)非條件QTLs中，2016年和2017年分別檢測(cè)到3個(gè)和7個(gè)，其中兩年共同檢測(cè)到的QTL為1個(gè)；這些QTLs可解釋6.5%~16.4%的表型變異。13個(gè)條件QTLs中，2016年和2017年分別檢測(cè)到8和5個(gè)，這些QTLs可解釋6.8%~10.9%的表型變異。另外，兩年中均有2個(gè)QTLs在非條件和條件分析中檢測(cè)出，2016年為qBWR2-1和qBWR7-1，2017年為qBWR21-1和qBWR24-1。研究結(jié)果表明青枯病抗性QTL的數(shù)目和遺傳效應(yīng)在青枯病發(fā)病期間具有較大的變化，說明控制青枯病抗性的

8、數(shù)量性狀基因在青枯病的不