二倍体马铃薯遗传图谱构建及晚疫病抗性qtl定位

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1、华中农业大学博士学位论文二倍体马铃薯遗传图谱构建及晚疫病抗性QTL定位姓名：李竟才申请学位级别：博士专业：蔬菜学指导教师：谢从华201206二倍体马铃薯遗传图谱构建及晚疫病抗性QTL定位摘要马铃薯(SolanumtuberosumL．)起源于南美洲安第斯山脉，是世界第四大粮食作物，第一大非谷类粮食作物。目前我国是世界上马铃薯生产第一大国，马铃薯产业已经成为我国农村经济发展的一个重要支柱产业。晚疫病(Phytophthorainfestans)是世界范围内的马铃薯主要病害之一，是国际第一大作物病害。虽然化学防治是目前国内外最主要的晚疫病防治措施，但化学防治带来了更高

2、的生产投入和环境污染。此外，晚疫病原菌的抗药性问题使化学防治的难度日益增加。因此，晚疫病持久抗性品种的选育越来越受到关注。但到目前为止，马铃薯生产中仍然缺乏优良的晚疫病持久抗性品种。因此，寻找新的晚疫病抗性资源，解析晚疫病持久抗性机理，最终选育出晚疫病持久抗性品种，是马铃薯研究者和育种家当前面临的一项重大而紧迫的任务。为了寻找新的抗性资源，本研究构建了二倍体马铃薯B3C1HP群体的遗传连锁图谱，在此基础上定位了控制晚疫病抗性的QTL，主要研究结果如下：1．利用STS、SSR和AFLP等标记，构建了B3C1HP群体的母本初步图谱，图谱总长810cM。基于此图谱，本研

3、究首次将条件QTL分析应用于马铃薯晚疫病数量抗性研究，定位了6个条件QTL(dPl02、dPl07、dPl09a、dPl09b、dPl09c和dPll2)。所有的条件QTL的表达模式都表现出即时性，在各田问环境中的不同的晚疫病发展阶段，各条件QTL表达与否及效应的强弱都发生着变化。传统QTL定位仅检测到了一个QTL(P109)，P109与dPl09c是两种不同的定位方法(传统和条件QTL定位)检测到的同一个QTL。相对于传统QTL定位，条件QTL定位能检测到更多的QTL，尤其是效应较小的QTL。条件QTL定位能反映晚疫病抗性反应过程中相关基因的表达动态，QTL的表

4、达动态与晚疫病的发生发展过程吻合。2．针对马铃薯晚疫病抗性筛选了88对位置CG标记引物和161对功能CG标记引物，产生了88个多态性CG标记，加上CIP(国际马铃薯中心)提供的28个CG标记，共116个CG标记用于构建B3C1HP群体的遗传图谱。利用630个多态性的标记(包括116个CG标记)分别构建了B3C1HP群体的整合图谱、父本图谱和母本图谱，图谱总长分别为898、622和821cM。在整合图谱、父本图谱和母本图谱华中农业大学2012届博士研究生学位论文上分别定位了78、24和47个CG标记。3．利用整合图谱进行的IM分析定位了3个传统QTL(P107、P1

5、09和P112)和14个条件QTL(dPl01、dPl02、dPl03、dPl06a、dPl06b、dPl07a、dPl07b、dPl07c、dPl09a、dPl09c、dPlloa、dPllob、dPll2a和dPll2b)。利用父本图谱进行的IM和MQM分析都定位了两个条件QTL(dPl06m和dPl07m)，置信区间平均长度分别为19．1和7．0cM。4．利用母本图谱进行的MQM分析定位了1个传统QTL(P109)和7个条件QTL(dPl02、dPl07、dPl09a、dPl09b、dPl09c、dPl09d和dPll2)，置信区间平均长度为5．9cM。通过

6、比较基于母本图谱的IM、MQM、MCIM和CIM等不同QTL定位方法的结果，本研究认为，MQM定位的QTL及其表达动态能被MCIM和CIM等分析结果验证，而且相对于IM、MCIM和CIM，MQM能实现QTL的精确定位，QTL平均置信区间(5．9cM)小于已报道的晚疫病抗性QTL的平均置信区问(24cM)。5．根据父本图谱和母本图谱的MQM和MCIM定位结果，9个CG标记位于各QTL的置信区间内，包括6个位置CG标{_己(GP94—1085、GPl29—1829、DMC42152bf,DMC42144af,RpLsvntl一367乘1STM0003廿)和3个功8ac

7、o标ig(STM／U06m、STl0014和STMCLl3—2)，其巾STl0014和DMC42152bf分别位于两个QTL的LOD峰值上。本研究定位的QTL置信区间内的CG标记可以用于马铃薯晚疫病数量抗性的分子标记的辅助选择。6．马铃薯基因组序列上与dPl07、dPl09a、dPl09b、dPl09c(P109)和dPll2等QTL的置信区间对应的区段分别含有409，129，206，128和246个基因。dPl09c(P109)对应的基因组区段含有9个与Rpf，vntl．，类似的基因，此外还有其它5个NBS．LRR类型基因。本研究定位的dPl09c(P109)无

8、论对于马铃