大豆根瘤相关的QTL定位及候选基因挖掘

论文摘要

大豆作为我国重要的粮食作物,由于其富含高蛋白高油脂的特性,是搭建我国人民膳食结构的重要的一环,每年的消费量巨大。由于我国大豆的总产量、单位面积均与大豆产量大国有很大差距。在高需求与产量不足的情况下,为了维持大豆供应只能依靠不断进口的方法。目前提高大豆产量已经上升到国家战略层面,越来越多育种家将主要攻坚目标瞄准了提高大豆产量这里。大豆产量是由株高、节间数、荚粒数等多性状控制的。固氮效率是控制大豆产量重要因素之一,提高固氮效率可以极大提高大豆的产量。目前固氮机制已经得到了初步的解析,但是还有许多待明确之处。发掘与固氮相关的基因,对提高大豆产量与解析固氮机制均有重大的意义。目前对基因发掘以及功能的鉴定多是采用反向生物遗传学的手段,由基因组水平入手,鉴定对性状的影响。这种方法虽然具有很多优点,但是其对目标性状的不确定性太大。而正向遗传学则是从表型研究开始,定位到与之相关的基因,虽然实验周期长,但是对控制目标性状的基因定位精准。本实验就是利用正向遗传学的方法,对控制大豆根瘤数的基因进行定位及初步功能解析。主要研究结果如下:1.利用固氮效率差异较大的野生大豆与栽培大豆进行杂交构建了一个RIL群体,根据RIL群体构建了一张总图距3403.94cM的遗传图谱,对结瘤数相关基因进行QTL定位,在QTL定位区间共检测到六个基因。2.利用生物信息学方法对QTL区间内的基因进行初步分析,得到一个高光诱导蛋白,两个蛋白激酶,一个小肽,一个未知功能的基因,一个C2H2转录因子。3.对所有六个基因在不同氮浓度营养液处理的不同大豆组织进行实时荧光定量PCR检测,发现了一个无论是在低氮还是无氮营养液处理的大豆根瘤中特异表达的基因。将它列为重点研究基因进行后续转化大豆毛状根,验证它的功能。4.构建过表达载体转化大豆毛状根观察表型,经过三次独立生物学重复实验,处理组的根瘤数均与对照组有显著性差异。证明过表达GmRSD可以有效调控大豆结瘤数目。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 缩略语表
• 第一章 前言
•   1.1 大豆根瘤调控基因研究进展
•     1.1.1 豆科植物共生固氮的分子机制
•     1.1.2 大豆结瘤信号传导途径
•   1.2 基因研究中的遗传学手段
•   1.3 植物基因QTL定位研究
•   1.4 研究的目的与意义
• 第二章 大豆SNP标记开发及遗传图谱的构建
•   2.1 材料与方法
•     2.1.1 试验材料
•     2.1.2 试验试剂
•     2.1.3 基因组的提取
•     2.1.4 酶切方案确定
•     2.1.5 实验建库及高通量测序
•     2.1.6 实验建库评估
•     2.1.7 信息分析流程
•     2.1.8 测序质量值分布检查
•     2.1.9 SLAF标签开发
•     2.1.10 基于SNP信息进行遗传图谱构建
•   2.2 结果与分析
•     2.2.1 基因组DNA提取质量检测
•     2.2.2 测序质量评估
•     2.2.3 SLAF标签统计
•     2.2.4 SNP统计分析
•     2.2.5 遗传图谱构建
•     2.2.6 遗传图谱评估
•   2.3 讨论
•   2.4 小结
• 第三章 大豆共生固氮相关性状QTL定位
•   3.1 材料与方法
•     3.1.1 试验材料
•     3.1.2 试验试剂
•     3.1.3 试验设计
•     3.1.4 根瘤菌培养
•     3.1.5 根瘤菌接种方法
•     3.1.6 固氮相关性状的鉴定方法及统计分析
•     3.1.7 固氮相关性状的QTL定位
•   3.2 结果与分析
•     3.2.1 共生固氮相关性状分析
•     3.2.2 共生固氮相关性状之间的相关分析
•     3.2.3 根瘤数QTL定位
•     3.2.4 表现数据分析结果
•     3.2.5 大豆结瘤数的QTL分析
•   3.3 讨论
•   3.4 小结
• 第四章 生物信息学分析
•   4.1 实验材料与方法
•     4.1.1 实验材料
•     4.1.2 实验方法
•   4.2 实验结果与分析
•     4.2.1 生物信息学分析结果
•     4.2.2 实时荧光定量PCR检测
•   4.3 讨论
•   4.4 小结
• 第五章 GmRSD基因的功能鉴定
•   5.1 实验材料
•     5.1.1 植物材料
•     5.1.2 菌株及质粒
•     5.1.3 培养基
•   5.2 实验方法
•     5.2.1 生物信息学分析
•     5.2.2 大豆材料培养
•     5.2.3 大豆根瘤菌培养
•     5.2.4 荧光定量PCR技术
•     5.2.5 基因克隆与过表达载体构建
•     5.2.6 大豆毛状根转化体系
•   5.3 实验结果与分析
•     5.3.1 GmRSD的生物信息学分析
•     5.3.2 GmRSD毛状根转化结果
•     5.3.3 GmRSD亚细胞定位结果
•   5.4 讨论
•   5.5 小结
• 第六章 讨论
• 第七章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王迪

导师: 王跃强,郑大浩

关键词: 大豆,根瘤,遗传图谱

来源: 延边大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 生物学,生物学,农作物

单位: 延边大学

分类号: S565.1;Q943.2

总页数: 88

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