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本研究采用磁珠富集法开发荔枝和龙眼的SSR特异标记,利用获得的SSR引物开展了荔枝和龙眼重要种质资源的遗传多样性分析,荔枝遗传图谱构建,荔枝重要性状的QTL定位等研究工作,并对两个荔枝作图群体进行了选育种研究,获得主要结果如下:
1、采用磁珠富集法分离和研发荔枝和龙眼的微卫星标记。以‘马贵荔’(荔枝)和‘石硖’(龙眼)基因组为模板,经酶切.连接和选择性扩增,获得了荔枝和龙眼基因组选择性扩增产物。分别用biotin-(AC)17和biotin-(AG)18为探针进行杂交,分离富集可能含有SSR序列的DNA片段。将这些片段进行克隆、测序和序列分析后,设计出146对荔枝SSR引物和59对龙眼SSR引物。特异PCR检测结果表明,荔枝的有效引物为127对(占87.0%),龙眼的有效引物为48对(占81.4%)。这些有效引物在龙眼和荔枝上的转移扩增率分别达75.6%和77.1%。
2、利用从‘马贵荔’上开发的27对SSR引物对来自广东、广西、福建、海南、云南和四川6省区的60份荔枝、龙眼、龙荔及人工属间杂种等材料进行了遗传多样性分析。NTSYSpc-2.10e的运算结果表明,供试材料间的相似性系数在0.11~1.00范围内(总平均值为0.46),说明这60份材料之间的遗传多样性相当丰富。在相似性系数0.44的水平上可将60份材料划分成3类,其中,第一类包括全部荔枝种质和2个人工属间杂种,第二类为所有的龙眼品种,第三类为龙荔。该分类结果与传统分类学观点完全一致,而且在第一、第二类中各个亚类的分类结果与以成熟期性状的分类结果具有较好的一致性。
3、利用本研究研发的SSR标记对36份荔枝和龙眼种质资源进行分析,构建了供试荔枝龙眼种质的SSR指纹图谱。结果表明,只需利用2对引物所产生的29个多态性位点,就可以将36份种质资源完全区分,并能赋予每个供试材料唯一的条形码,该结果可为品种鉴别、新品种审定及品种保护提供可靠的DNA分子证据。
4、利用RAPD、AFLP、SRAP、SSR四种分子标记构建荔枝分子遗传图谱。以‘马贵荔’ב焦核三月红’F1代的83个单株为作图群体,共获得681个分离位点,其中父本特有位点166个,母本特有位点357个,双亲共有位点158个。参考国际上通行的做法,采用两种方式进行图谱构建,其一,采用JoinMapR 3.0软件构建父本和母本的连锁图谱各一幅,分别包含11个连锁群和17个连锁群;其二,利用681个父母本特有位点及共有位点,构建父母本的整合连锁图谱,得到19个连锁群,覆盖总图距1166.7cM,位点间的平均遗传距离为3.8cM。将父、母本图谱与整合图谱作比较,结果显示它们之间具有比较好的共线性。双亲高密度整合图谱的成功构建,为荔枝重要性状的QTL定位奠定了较好的基础。
5、以‘马贵荔’ב焦核三月红’的F1代作图群体为材料,对杂种后代的童期、果实成熟期、果实发育期及果实重要性状进行了观测,分析其分离程度及遗传变异的趋势。结果表明,作图群体的童期范围为4.5~9.5年或以上,并存在大量的短章期单株,说明荔枝杂种苗的童期长短与基因型有关;成熟期性状呈连续性变化,果实发育期呈典型正态分布,都属于数量性状遗传,它们在杂种后代表现为趋中遗传,但也存在一定的母性遗传现象;果实品质的各个性状均呈正态的连续性变化,且变异幅度较大,表现为数量性状遗传。另外,在果实重量、果皮厚度、还原糖含量、总糖含量及糖酸比等性状上,作图群体均表现出明显的超亲优势。该研究结果为这些性状的QTL定位和继续选育新品种提供了较好的数据及材料。
6、综合‘马贵荔’ב焦核三月红’(MS)和‘马贵荔’ב无核荔’(MW)两个F1群体的成熟期和品质性状,本研究初步筛选出6个优异单株。其中4个优选单株来自于MS群体,具有晚熟或极晚熟、果实硕大、可食率高、风味佳、耐贮藏等特点;另2个优异单株来源于MW群体,具有晚熟、果大、焦核无核率高、可食率高、风味佳等特点。
7、应用MapQTL 4.0对‘马贵荔’ב焦核三月红’F1代作图群体的童期、果实发育期及果实品质等12个性状进行QTL定位。结果表明,12个性状中有8个能检测到39个QTLs,各QTL的LOD值在3.03~8.79之间,解释表型方差为39.3%~89.3%,控制童期性状的3个QTLs的解释表型方差高达72.1%~89.3%,初步推测在童期性状的遗传控制上有主效基因存在。研究还发现,显著或极显著相关的性状,其QTLs呈现出成簇分布的现象。