發(fā)布時(shí)間：2020-11-07 14:12

　　 馬鈴薯(Solanum tuberosum L.)即可做糧食也可做蔬菜,而且營(yíng)養(yǎng)豐富、全面,其產(chǎn)量?jī)H次于水稻、小麥和玉米,位居第四,在非谷類作物中其產(chǎn)量更是排在首位。我國(guó)地域遼闊,馬鈴薯種植在我國(guó)南北均有種植,這就導(dǎo)致我國(guó)馬鈴薯栽培方式也各不一樣,而且會(huì)經(jīng)受各種氣候的考驗(yàn)。馬鈴薯在生產(chǎn)中經(jīng)常遭受低溫霜凍的危害,尤其是南方冬作區(qū)的馬鈴薯,馬鈴薯的幼苗期大多都在12月至次年的2月份,而這個(gè)時(shí)期是最冷最易受到低溫霜凍的時(shí)期,我國(guó)馬鈴薯通常會(huì)在這個(gè)時(shí)期受到低溫霜凍的影響,大面積的馬鈴薯的植株受到凍害的影響,給馬鈴薯產(chǎn)業(yè)造成巨大的損失。增進(jìn)對(duì)馬鈴薯抗寒機(jī)制的了解,加大對(duì)馬鈴薯的抗寒性研究的力度,有利于抗寒資源的利用,有利于達(dá)到一定的育種目標(biāo),在我國(guó)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)中有著非常重要的作用。本研究將低溫敏感型的S.verrucosum作為母本,具有優(yōu)良抗寒能力的二倍體馬鈴薯野生種S.commersonii作為父本雜交后的F1代再與S.commersonii回交得到BC1分離群體,取得以下主要結(jié)果:1.BC1群體表型鑒定:用LT50值測(cè)定法鑒定了176份群體后代的LT50值,用田間自然霜凍法來鑒定了328份群體后代的表型,發(fā)現(xiàn)群體材料的抗寒表型存在著分離。在用LT50測(cè)定法測(cè)定群體材料的LT50值中,親本CMM5和8341的LT50值分別為-5.17℃和-3.91℃,176份材料中抗寒材料(-7℃~-5℃)有33份,敏感材料(-4℃~0℃)有71份,中間型材料(-5℃~-4℃)有72份。在用田間自然霜凍法鑒定的328份群體材料的表型中時(shí),采用Vega等(1995)方法給馬鈴薯受害情況分成了0-6這7個(gè)等級(jí),親本CMM5和8341的等級(jí)分別為0.43和4.54,抗寒材料(等級(jí)為0-2)有155份,敏感材料(等級(jí)為3-6)有94份,中間型材料(等級(jí)為2-3)有79份。通過相關(guān)性分析分析了3次重復(fù)的LT50值之間、3年的田間自然霜凍表型之間以及LT50值與田間自然霜凍表型的相關(guān)性,發(fā)現(xiàn)3次重復(fù)測(cè)定的LT50之間只有重復(fù)2和重復(fù)3之間存在極顯著相關(guān)性,LT50值與田間自然霜凍表型之間沒有相關(guān)性,而3年的田間自然霜凍的表型之間均存在極顯著的相關(guān)性。故在本實(shí)驗(yàn)中,田間自然霜凍法更適合于VCC群體材料的抗寒性狀評(píng)價(jià)。2.馴化抗性和非馴化抗性的分離:綜合3年田間自然霜凍表型的數(shù)據(jù),確定了敏感材料24份,具有抗寒性狀的材料70份。但田間自然霜凍的植株必然經(jīng)過了較長(zhǎng)時(shí)間的低溫馴化,所以這70份材料既有直接抗寒的材料,也有馴化抗寒的材料,或者兩者兼而有之。用低溫冷凍箱對(duì)70份群體材料直接低溫霜凍處理,不經(jīng)歷馴化過程,再采用Vega等(1995)方法給植株進(jìn)行抗寒性狀評(píng)價(jià),通過4-5輪重復(fù),鑒定了直接抗寒材料25份,馴化抗寒的材料24份,剩下21份材料的表型不能確定。3.極端材料的BSA+DNA-seq分析:將25份抗寒材料組建為抗池,24份敏感材料組建為感池,24份馴化抗性材料組建為馴化池,進(jìn)行DNA-seq測(cè)序,測(cè)序深度為40 x,兩個(gè)親本的測(cè)序深度為15x,其中抗池、感池和馴化池均至少得到了42Gb的數(shù)據(jù),親本均至少得到了17Gb的數(shù)據(jù)。利用生物信息學(xué)分析,繪制了馬鈴薯抗寒和馬鈴薯馴化抗性的平均Δ(SNP-index)和G’值分布圖,而且峰值均位于2號(hào)染色體和5號(hào)染色體上。由于馬鈴薯抗寒和馬鈴薯馴化抗性的平均Δ(SNP-index)和G’值的峰值高度重合,故后續(xù)的實(shí)驗(yàn)并未將直接抗寒性狀和馴化抗寒性狀區(qū)分開來。通過峰值所在的位置和高度預(yù)測(cè)出抗寒位點(diǎn)更可能位于二號(hào)染色體36.23Mb-45.14 Mb的位置。4.主效位點(diǎn)的連鎖標(biāo)記開發(fā):在預(yù)測(cè)的二號(hào)染色體36.23Mb-45.14 Mb的抗寒位點(diǎn)區(qū)間內(nèi)設(shè)計(jì)了200對(duì)基因標(biāo)記引物。用抗感親本和2個(gè)抗感群體后代對(duì)這200對(duì)基因標(biāo)記引物通進(jìn)行驗(yàn)證,共開發(fā)了5個(gè)基因標(biāo)記。5.抗寒基因的連鎖標(biāo)記開發(fā)與驗(yàn)證:用102份后代單株對(duì)開發(fā)的5個(gè)標(biāo)記的連鎖性進(jìn)行了驗(yàn)證,結(jié)果發(fā)現(xiàn)開發(fā)的5個(gè)標(biāo)記與抗寒表型并不連鎖,后續(xù)仍需繼續(xù)篩選連鎖標(biāo)記。
【學(xué)位單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S532
【部分圖文】：

圖 3-1 群體材料 LT50 值分布圖Figure 3-1 Frequency distributions of LT50 value in the population對(duì)群體的 LT50 值進(jìn)行卡平方檢測(cè)，卡平方值為 12.80，大于在自由度為

并在自然霜凍后采用 Vega(1995)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的田間自然霜凍法對(duì)群體材料進(jìn)行抗寒的表型鑒定。在圖3-2 中展示了在 2018.1.28-2018.1.30 日四天棚內(nèi) VCC 群體材料被霜凍的整體情況，可以看出群體材料在低溫霜凍后抗寒性狀存在著分離。對(duì)比同一時(shí)期隔壁棚的生菜被霜凍的情況，眾所周知，生菜是喜冷涼的植物，抗寒能力較強(qiáng)，但是比部分的 VCC 群體材料的霜凍表型弱，說明在本群體材料中還是存在比較抗寒的材料的。在圖 3-3 中，分別展示了抗寒親本 CMM5、敏感親本 8341、抗寒后代VCC-153 和敏感后代 VCC-99 在低溫霜凍前后的表型情況。其中抗寒親本 CMM5和抗寒后代 VCC-153 在低溫霜凍前后的表型并沒有明顯變化，植株完好無損；而敏感親本 8341 和敏感后代 VCC-99 在低溫霜凍前后表型的變化比較明顯，在霜凍后植株均出現(xiàn)壞死的情況。

圖 3-3 部分后代單株及其親本的抗寒性Figure 3-3 Cold resistance of some offspring and their parentsA 是抗寒親本田間自然霜凍之前與之后的表型對(duì)比；B 是敏感親本田間自然霜凍之前與之后C 是抗寒后代 VCC-153 田間自然霜凍之前與之后的表型對(duì)比；D 是敏感后代 VCC-99 田間自
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1 鄧高峰;馬鈴薯野生種S.commersonii抗寒基因的初定位和標(biāo)記開發(fā)[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2019年

本文編號(hào)：2874053