【摘 要】
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射干(Iris domestica)和野鸢尾(Iris dichotoma)都是鸢尾科(Iridaceae)鸢尾属(Iris)中的多年生草本植物。两者花期均在6-8月,单花花期为一天,总体花量大、花期长。射干的花在早上6:30左右开放,野鸢尾的花在下午15:00左右开放,花期可遇,且能够获得可育的杂种后代,是研究一天内花朵开闭时间很好的试材。本试验利用射干开花早的特性,选取野鸢尾和射干为亲本进行杂
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射干(Iris domestica)和野鸢尾(Iris dichotoma)都是鸢尾科(Iridaceae)鸢尾属(Iris)中的多年生草本植物。两者花期均在6-8月,单花花期为一天,总体花量大、花期长。射干的花在早上6:30左右开放,野鸢尾的花在下午15:00左右开放,花期可遇,且能够获得可育的杂种后代,是研究一天内花朵开闭时间很好的试材。本试验利用射干开花早的特性,选取野鸢尾和射干为亲本进行杂交创建F1,F1自交创建了F2群体,结合RAD测序以及SNP分子标记技术,构建了野鸢尾×射干遗传图谱,通过调查野鸢尾、射干以及杂交F1、F2群体的日开花时间以及闭合时间,将开放时间分为5个状态(S1-S5)、闭合时间分为4个状态(S6-S9),然后进行主基因+多基因混合遗传分析以及QTL分析,旨在明确野鸢尾×射干杂交F2代的遗传规律,为今后开花时间和闭合时间基因的分离与克隆以及分子标记辅助选择育种提供理论依据。主要结果如下:(1)对野鸢尾、射干以及其杂交F1、F2代进行日开花时间和闭合时间性状调查,结果表明,亲本以及F1代的开花时间和闭合时间的变异系数均小于2%,F2代变异丰富,开花时间的变异系数为12%-18%,闭合时间的变异系数为5%-8%,而且,F2代植株开花时间和闭合时间均属于多峰或单峰的连续分布,符合数量性状的特征,部分植株的开放和闭合时间性状出现超亲分离现象。(2)利用主基因+多基因遗传模型进行分析,得出了不同日期调查的开花时间和闭合时间9个状态的遗传模型,其中包括两对主基因模型(B模型),两对主基因+多基因模型(E模型)和多基因模型(C模型)。花朵开放时间主要由两对主基因控制,部分阶段还受多基因修饰。主基因的遗传率为65.14%-98.47%;多基因的遗传率为0.41%-34.39%;环境变异为0.13%-3.50%,只有7月31日调查的S4阶段与开花时间其他阶段不同,虽然符合E-4模型,但多基因遗传率却达到97.99%。花朵的闭合时间主要由两对主基因控制,部分阶段还受多基因修饰,主基因的遗传率为61.07%-97.05%;多基因遗传率为3.56%-38.15%;环境变异为0.1%-3.14%,在7月18日和19日调查的S6阶段(C-0)以及8月22日调查的S8阶段(E-5)的结果显示,这两者均主要受多基因控制。(3)在野鸢尾和射干杂交F2代中随机挑选150株植株用于作图,通过RAD-seq技术获得524.11G数据,平均每个亲本样品18.53G数据量,平均每个子代样品3.37G数据量,Clean Data中的GC碱基占所有碱基的比例为46.59%,测序Q30为95.55%。通过生物信息学分析,共开发26427个多态性位点,亲本的平均测序深度为6.13×,子代的平均测序深度为4.65×。利用Crosslink软件构建了野鸢尾×射干种间首张遗传连锁图谱,总图距3237.39 c M,平均图距2.46 c M、总上图标记为1315个分布在26个连锁群上,其中,去除相同标记后母本图谱共包含标记1268个,父本图谱共包含标记1274个,中性图谱共包含标记1293个。(4)利用遗传连锁图谱,并结合开花时间表型数据,采用R/qtl软件对相应的开花时间和闭合时间QTL位点进行定位,共检测到22个位点与开花时间和闭合时间性状相关。在开放时间中,检测到7个位点与S1阶段相关,分别位于3、4、15、16、24号连锁群上;与S2阶段有关的QTLs位点1个,位于LG3连锁群上。在闭合时间中,检测到与S6有关的QTLs位点2个,与S7有关的QTLs位点5个,S8相关的QTLs位点4个,与S9有关的QTLs位点3个,分别位于LG4、LG9、LG16、LG17连锁群上。各性状LOD值最高的值的范围在2.74-5.83之间,主要分布在LG4和LG9连锁群上,解释表型变异率在1.6%-47.48%之间。
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