玉米与大刍草InDel标记的开发及遗传连锁图谱的构建

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ahaqwjtyl
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玉米是主要的粮食和饲料作物之一,也是重要的工业原料,目前已成为我国第一大粮食作物。但我国玉米育种的种质资源相对狭窄,限制了我国玉米育种的发展。利用大刍草与玉米进行远缘杂交是拓宽种质资源的有效途径。常规的回交转育周期长、效率低,采用分子标记辅助选育能提高选育的效率。本研究利用344份玉米和19份大刍草的基因组数据开发大刍草与玉米群体间的InDel标记,并对开发的InDel标记的差异和位点进行验证;同时以玉米自交系云白12和尼加拉瓜大刍草Y171的F2群体为研究对象,利用SNP标记进行高密度遗传连锁图谱的构建。以期为大刍草优异基因资源的利用提供帮助。本研究的主要结果如下:1.在19份大刍草材料重测序数据中,总共有1940599752条reads,平均长度79bp,具有多态性的引物总共个数为287480,多态率为15.17。等位基因数的范围是2-19在基因组不同区域中分布基本一致,但在CDS区域中具有2个等位基因数分布高于其它区域,占86.79%。在玉米和大刍草群体中PIC值同时小于等于0.5,且玉米和大刍草主等位基因间长度差异大于等于3 bp的InDel标记,总共有13476个标记。随机选择100对引物进行实验验证。100对InDel标记中有92对在15份大刍草内能得到扩增产物,比例为92%,100对InDel标记中有93对在15份玉米自交系中内能得到扩增产物,比例为93%,在玉米和大刍草中能共同得到扩增产物的InDel标记有92对,其中在大刍草群体内存在差异的标记占有扩增产物的标记的92.3%,在玉米群体内存在差异的标记占有扩增产物标记的76.3%,在15份玉米和15份大刍草之间,存在差异的InDel标记为85个,占总InDel标记个数的84.2%。2.利用3072个SNPs标记,对云白12和尼加拉瓜大刍草Y171的F2群体163个单株进行遗传作图。3072个分子标记中,具有多态性标记1002个,其中构建入连锁图谱的的标记593个,标记分布最多的是第8染色体,有81个标记,占构建遗传图谱的标记总个数的13.6%,标记个数最少的是第10染色体,32个标记,占构建遗传图谱的标记总个数的5%,覆盖玉米基因组10条染色体全长2225.2 cM,平均间距为3.8 cM的遗传图谱,连锁图谱最长的是第1染色体,全长为315.8 cM,最短的是第10染色体,为107.1 cM,平均图距最大为第7染色体为5.4 cM,最小的为第4染色体为2.3 cM。3.从1002个多态性SNP标记中,筛选出763个标记进行偏分离分析。当P<0.01时,有343个标记发生偏分离,比例为44.9%,当P<0.05时有500个标记发生偏分离,比例为65.5%。在500个偏分离的SNP标记中,363个偏向母本云白12,占偏分离标记总数的72.6%,偏向父本Y171偏分离的最少,49个,占总体偏分离的9.8%,偏向杂合体有88个,占偏分离标记总数的17.6%。在10条染色体上都发生了偏分离,但是分布的数量和偏分离的方向不一致,除了第7、9、10染色体的标记外,偏分离主要偏向于云白12的基因型,偏向Y171基因型最多的是第7染色体,共40个,占偏向Y171基因型全部标记的81.60%,偏向杂合基因型较多的是第4、6染色体,分别为34个和24个。4.共检测到15个偏分离热点区域,分别命名为SDR1、SDR2、SDR3-1、 SDR3-2、SDR4-1、SDR4-2、SDR5-1、SDR5-2、SDR6-1、SDR6-2、SDR7、 SDR8-1、SDR8-2、SDR8-3、SDR9。其中SDR1、SDR2、SDR3-1、SDR4-2、 SDR5-1、SDR5-2、SDR6-2、SDR8-1、SDR8-1、SDR8-2、SDR9偏向母本云白12、SDR3-2、SDR4-1、SDR6-1、SDR8-3偏向杂合体,SDR7偏向父本Y171。偏分离热点区域最大的是SDR3-1,包含46个偏分离标记。其中SDR3-2、SDR4-1、SDR5-1、 SDR5-2、SDR9分别与已知的与偏分离相关的基因ga7(3.09), ga1(4.02), ga2(5.05), ga10 (5.00-5.09), ga8(9.02)所在的区域重叠或相近。
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