大豆基因組SSR分布特征和高密度遺傳圖譜的構建、整合與應用.pdf_第1頁
已閱讀1頁,還剩164頁未讀, 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領

文檔簡介

1、大豆[Glycine max(L.) Merr.]起源于中國,由一年生野生種(G.soja Sieb.&Zucc.)馴化而來,在我國已經(jīng)有大約5000年的種植史。目前,我國大豆種質庫中已經(jīng)收集了23,587份種質資源材料,為大豆育種提供了寶貴的基因資源。大豆以其含有優(yōu)質蛋白和高脂肪含量的特性,日益成為世界上最重要的豆科作物之一。近年來,大豆育種的目標不僅在于不斷提高大豆的產(chǎn)量而且更加注重品質的改良。隨著大豆基因組學研究的飛速發(fā)展,分子育

2、種必將成為大豆遺傳改良的重要途徑。構建高密度的、穩(wěn)定的遺傳圖譜將為質量/數(shù)量性狀的遺傳研究、標記輔助選擇(MAS)、基因圖位克隆、比較基因組學研究、物理圖譜構建乃至全基因組的序列組裝提供基本的工具。特別是構建基于我國種質材料的、高密度的大豆遺傳圖譜將更有效地服務于我國的大豆分子育種實踐。
   本研究的主要內容是:利用現(xiàn)有的序列信息,分析大豆基因組內SSR的分布特征和開發(fā)新的SSR標記并用于構建高密度的大豆遺傳連鎖圖譜;在此基礎

3、上通過整合7個不同群體(NJRIKY、NJRSXG、NJRSBN、NJBIEX、NJSPNN、NJTFSX、NJRSWT)的數(shù)據(jù)構建一張高密度的基于SSR標記的整合圖譜,并對大豆基因組的結構特征進行分析,主要結果如下:
   1.大豆基因組SSR分布特征分析
   對439,714條大豆EST進行聚類,得到包含95,637個unigene的EST-unigene數(shù)據(jù)庫。其中包括62,620個contig和33,017個s

4、ingleton。在重復基元的總長度為14bp以上的條件下,對大豆的95,637個unigene和40個BAC克隆序列進行SSR分析。其中,在9,844(10.29%)個unigene序列中包含有11,681個SSR重復基元(motif),包括106個復合型SSR,其中三核苷酸重復基元最多(46.57%),二核苷酸重復基元次之(37.56%)。在40個BAC序列中包含有772個SSR重復基元,其中包括8個復合型SSR,二核苷酸重復基元最

5、多(60.47%),三核苷酸重復基元次之(25.26%)。四到六核苷酸的重復基元在unigene和BAC序列中的發(fā)生頻率都小于10%,且無明顯差異。由此推論在unigene序列中,SSR的頻率為SSR/6.75 kb;在BAC基因組序列中SSR的頻率為SSR/7.19 kb。
   在SSR重復基元中,不同堿基序列出現(xiàn)的頻率也不相同,主要分為17種不同的類型。在unigene序列中,最常見的重復基元序列是AG/TC(22.86%

6、),其次為AT/TA(11.77%)和AAG/TTC(11.06%);在BAC克隆序列中最常見的重復基元序列均為AT/TA(41.49%),其次為AAT/TTA(13.22%)和AG/TC(11.52%)。在四和五核苷酸重復基元中,AAAN/TTTN和AAAAN/TTTTN,特別是(AAAT)n和(AAAAT)n的發(fā)生頻率最高。在此基礎上,開發(fā)了540對EST-SSR和231對BAC-SSR引物,同時用于NJRSXG和NJRIKY圖譜的

7、構建。BAC-SSR引物在NJRIKY和NJRSXG群體間的多態(tài)性分別為36.80%和31.17%,明顯高于EST-SSR引物的多態(tài)性19.40%和13.70%。合并兩個群體的數(shù)據(jù)后,來源于BAC序列的引物多態(tài)性可以達到45.45%,來源于unigene序列的引物多態(tài)性達到了28.33%。
   分別隨機選取定位在整合圖譜中的35對EST-SSR和35對BAC-SSR引物,利用本實驗室常用的6個作圖群體的12份親本材料,對新開發(fā)

8、的SSR引物進行遺傳評價。70對引物共檢測到332個等位基因,其中176個等位基因來自代表非編碼區(qū)序列的BAC克隆,156個等位基因來自代表編碼區(qū)的unigene。每個位點檢測到的等位基因數(shù)在2-8個,平均每個位點檢測到4.7個等位基因。其中檢測到5個等位基因的位點數(shù)最多(31.43%)。GNB128檢測到的等位基因數(shù)最多(8個),而且來自于BAC序列的引物比來自于unigene序列的引物可以檢測到更多的等位基因數(shù)(5.02 vs4.4

9、6)。70對引物中超過90%的引物的PIC值都大于0.5,并且有14個引物的PIC值超過了0.75。
   2.大豆重組自交系群體NJRSXG的結構分析及SSR圖譜構建和應用
   利用447對覆蓋大豆全基因組的SSR引物,對RIL群體NJRSXG的147個家系進行群體遺傳結構的分析。結果表明,絕大多數(shù)SSR座位趨于純合,所有家系基本純合,母本先進1號及父本趕泰2-2對群體的遺傳貢獻分別為0.485和0.515,群體各家

10、系基因型組成符合正態(tài)分布。利用該群體構建了一張包含400個SSR位點的遺傳圖譜,包括23個連鎖群,圖譜總的遺傳距離為1,447.9 cM,標記平均密度為3.9 cM/標記。
   利用NJRSXG圖譜采用采用QTLNetWork2.0軟件對2005和2006年的大豆種子蛋白質含量進行QTL定位,共檢測到5個控制種子蛋白含量的加性效應QTL,分別位于A2-2、B2、D1a-2和K連鎖群上,其中1個表現(xiàn)為遺傳正效應,4個表現(xiàn)為遺傳負

11、效應,總的遺傳貢獻率為42.88%。另外檢測到3對影響種子蛋白質含量的加性(×)加性上位互作效應的QTL,分布在F、G、K、H、L和O連鎖群上,遺傳貢獻率為7.14%。另外還檢測到3個QTL與環(huán)境存在互作,遺傳貢獻率為0.71%。而且3對上位效應都檢測到了與環(huán)境的互作,遺傳貢獻率為1.22%。其中,與qPTK-1(Satt459-GNB173)連鎖的標記GNB173被定位在了BAC克隆AC173960(133kb)上。
   3

12、.大豆重組自交系群體NJTIKY圖譜的加密及應用
   在前人研究的基礎上,利用新開發(fā)的540對EST-SSR和231對BAC-SSR引物和部分其它引物對NJRIKY遺傳圖譜進行了加密。更新后的圖譜共有834個位點,包括580個SSR位點、184個RFLP位點、44個EST位點,15個RAPD位點,7個TFs3(')末端位點、3個經(jīng)典標記位點和一個未知標記位點。其中新開發(fā)的引物產(chǎn)生的SSR位點為199個,分布在24個連鎖群上。更

13、新后的圖譜覆蓋大豆基因組2307.8 cM,標記間的平均密度為2.8 cM,圖譜總長度減小了1288.1 cM。各連鎖群上大于20 cM的gap數(shù)目由原來的42個減少到0個。
   利用更新后的NJRIKY圖譜將8個SMV抗性基因定位在了D1b連鎖群上,增加了抗性基因間的標記數(shù)目,進一步驗證了抗性基因成簇分布的現(xiàn)象。其中,與Rsc20連鎖的2個標記GNB026(69.5 cM)和GNB053(72.1 cM)被定位在了大豆基因組

14、序列的Supercontig_74上。利用CIM法,同時檢測到了與10個性狀相關的113個QTL,分布在12個不同的連鎖群上。與圖譜更新前相比,部分QTL的位置發(fā)生了改變,絕大多數(shù)QTL的置信區(qū)間明顯縮短,與相鄰標記的連鎖更加緊密。同時在H、N和O連鎖群上分別檢測到了10、6和27個新的QTL位點。所有檢測到的QTL中遺傳貢獻率超過10%的QTL有55個。
   4.大豆整合圖譜的構建及基因組結構分析
   使用Join

15、Map3.0軟件,以NJRIKY圖譜為基礎,整合來自7個群體的2,623個分離數(shù)據(jù),構建了一張包含1,378個位點的整合圖譜,其中包括1,124個SSR位點,占位點總數(shù)的81.6%。該圖譜包含20個連鎖群,覆蓋了基因組2,444.2 cM的遺傳距離,每個連鎖群的標記密度為0.74(F連鎖群)到3.59(I連鎖群),平均密度為1.77 cM。每個連鎖群上的標記數(shù)在33到154之間,平均每個連鎖群有69個標記。每個連鎖群的長度變化在83.8

16、3 cM(B2連鎖群)到188.18 cM(A2連鎖群)之間,平均長度為122.21 cM。每個連鎖群上的SSR標記數(shù)為23個(D1a連鎖群)到139個(F連鎖群),平均為56.2個。仍有15個大于10 cM的gap,其中包括位于H連鎖群(26.92 cM)和I連鎖群(24.09 eM)上的2個大于20 cM的gap。
   375個定位在整合圖譜中的unigene中,具有功能的有252個。其中159個unigene被成功的進行

17、了GO分類,包括生物進程、細胞組分和分子功能3個類型。其中,101個unigene(63.52%)參與生物進程,90個unigene(56.6%)參與細胞組分,分子功能中包含114個unigene(71.7%)。生物進程中所占比例最大的是metabolic processes(60.4%),其次是cellular process(57.41%);細胞組分中所占比例最大的是cells(98.9%),其次是cell part(93.3%);

18、分子功能中所占比例最大的是catalysis(68.4%),其次是binding(54.4%)。為大豆的功能基因定位、圖位克隆和分子標記輔助育種奠定了基礎。
   利用36個BAC克隆的141個BAC-SSRs位點,將15個大豆基因組的Supercontig序列定位在了整合圖譜中1-13個不同的連鎖群上,并在此基礎上鑒定出基因組內廣泛存在的部分同源區(qū)段,為大豆起源于古多倍體提供了新的遺傳學證據(jù)。同時結合BAC克隆與unigene

19、的精確匹配,估計大豆基因組內基因的數(shù)目為52,278個。
   利用來自7個群體的2,623個分離數(shù)據(jù)對大豆基因組的偏分離特點進行分析,并將376個偏分離位點定位在了不同群體的遺傳圖譜中。每個群體中偏分離的百分率分布并不相同,最小的為NJRSWT(6.7%),最大的為NJTFSX(25.6%)。定位到圖譜中的偏分離位點有的表現(xiàn)為成簇分布,有的則表現(xiàn)為隨機分布。其中A2、C2、D1b、F、N和K連鎖群在不同的群體中都發(fā)現(xiàn)了偏分離位

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 眾賞文庫僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論