菊花花器性状分子标记关联分析(二)
【目的】寻找与菊花重要花器性状相关联的分子标记，从而为菊花分子标记辅助育种奠定遗传学基础。【方法】借助SRAP和SCoT分子标记对92个切花菊品种进行全基因组水平扫描。在进行群体结构分析的基础上，利用TASSEL2.1软件的GLM（general linear model）方法进行关联分析。【结果】遗传多样性分析表明供试材料的基因多样性在0.1745~0.4366之间，平均为0.3310，516个标记位点的PIC值在0.1486~0.3406之间，平均为0.2628；群体结构分析将92份材料划分为4个亚群；关联分析发现有41个标记位点与4个花器性状关联(P﹤0.01)，其中与花径相关联14个，与舌状花类型相关联8个，与舌状花数量相关联19个，与舌状花颜色相关联2个，各位点对表型变异的解释率在5.51%~30.30%之间。【结论】关联分析能够有效地找到与菊花花器性状关联的标记位点，用于分子标记辅助育种。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言 1
1材料与方法2
1.1材料 2
1.2方法 2
1.2.1 田间试验及花器性状统计2
1.2.2 SRAP标记的多态性引物筛选 2
1.2.3 SRAP和SCoT标记的全基因组扫描2
1.3数据处理2
1.3.1花器性状表型数据处理2
1.3.2分子标记数据统计与特征分析3
1.3.3 群体结构分析 3
1.3.4关联分析 3
1.3.5关联位点等位变异效应分析 3
2结果与分析3
2.1切花菊花器性状变异特征3
2.2 SRAP标记的多态性引物4
2.3标记多态性及遗传多样性4
2.4 群体结构特征6
2.5标记位点间连锁不平衡分析7
2.6标记位点与花器性状关联分析8
2.7各花器性状相关联位点的等位变异效应9
3 讨论10
3.1 SRAP、SCOT分子标记在不同切花菊种质资源中的多态性10
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
3.2 关联分析结果分析10
3.3群体结构分析的重要性10
3.4 关联分析的优点及限制11
致谢 11
参考文献12
附录A 92份切花菊品种14
菊花花器性状分子标记关联分析
引言
引言
【研究意义】菊花(Chrysanthemum morifolium)原产我国，是我国十大传统名花之一，具有极高的观赏价值和经济价值[12]。菊花种质资源丰富，蕴含着丰富的遗传变异，而且许多重要的观赏性状为复杂的数量性状，其中，花器是菊花观赏性状的重要构成因素之一。菊花的花器性状主要由花序直径、花色、舌状花数和舌状花类型等组成，比较复杂[3]，是菊花品种改良工作的主要目标性状。由于传统的数量性状分析方法存在一定的局限性，而栽培菊花存在高度杂合、自交不亲和近交衰退等现象，遗传背景相当复杂，因此菊花重要观赏性状相关分子遗传机制一直是国内外研究的难点，相应优异基因资源挖掘和育种工作严重滞后。然而，关联分析则为菊花复杂数量性状的研究带来了新的曙光。【前人研究进展】关联分析(Association analysis)，也称关联作图(Association mapping)或连锁不平衡作图(Linkage disequilibrium mapping)，其以连锁不平衡为基础，鉴定某一自然群体内目标性状与遗传标记或候选基因关系 [4]。迄今，已成功用于棉花[5]、小麦[6]、冬油菜[7]、玉米[8]等作物重要农艺性状及抗逆性相关联的分子标记及优异等位基因发掘等研究。在菊花方面，张飞等[3]采用 SRAP 分子标记对盆栽菊花器性状在 F1代的变异及关联性进行了研究，获得了与与菊花花径、管状花数、舌状花数、舌状花长和宽显著相关联5个菊花花器性状显著关联的 26 个 SRAP 标记位点。李仁伟等[9]利用19 对 SRAP 引物组合对58个典型大菊品种进行关联分析，最后将58个大菊品种分为 5 个亚群，并发现有6个标记位点与5个性状关联(P﹤0.01)，其中5个位点与花梗粗度、筒状小花数量、花瓣宽度相关，1个位点与叶厚度相关位点1个，1个位点与茎粗度相关。赵静媛等［10］通过研究分析地被菊株型匍匐性的遗传机制，寻找到了与匍匐性连锁的 RAPD 标记。【本研究切入点】本研究中以92份代表性切花小菊品种自然群体为研究对象，对花径、舌状花轮数、舌状花数量、舌状花颜色等4个花器性状进行连续两年的观察统计，利用SRAP 、SCoT分子标记技术分析切花菊种质资源的遗传多样性、群体结构和连锁不平衡水平，在此基础上采用全基因组关联分析法进行重要观赏性状关联分子标记。【拟解决的关键问题】发掘与菊花重要花器性状相关联的标记，从而为菊花分子标记辅助育种及新品种培育的亲本选配提供重要的理论依据。
1 材料与方法
1．1 材料
本研究所用材料为来源于国内、国外的具有代表性的92份切花小菊品种，均保存于大学“中国菊花种质资源保存中心”。材料间没有直接的亲缘关系，覆盖的遗传基础广，利于性状相关标记与等位基因的发掘。
1．2 方法
1．2．1 田间试验及观赏性状统计
田间试验在大学“中国菊花种质资源保存中心”的连栋大棚内进行，每个品种种植于一个小区内，随机区组设计。田间管理参照当地切花菊生产标准管理。分别于2012和2013年的开花期进行连续两年的观赏性状调查，每个品种随机取5株调查其花径（flower diameter ，FD）、舌状花类型（ray florets type， RFT）、舌状花数量（number of ray florets，NRF）、舌状花颜色（ray florets color，RFC）等4个花器观赏性状，取两年表型平均值用于关联分析，性状调查规范参照《菊花 DUS 测试指南》[11]。
1．2．2 SRAP标记的多态性引物筛选
采集每个品种苗期植株顶部嫩叶，置于冰盒中快速带回实验室，采用改进的CTAB法提取基因组DNA[12]。用核酸仪检测 DNA 浓度和纯度，用0.8% 琼脂糖凝胶电泳法检测其质量，最后将DNA浓度稀释至50 ngμL1 置于 20℃ 保存备用。随机选取14个切花菊品种基因组DNA为模版，对80个SRAP引物组合进行筛选，遴选出电泳条带分布均匀、清晰且多态性高的引物用于后续关联分析。
1．2．3 SRAP和SCoT标记的全基因组扫描
以92份切花菊品种的基因组DNA为模板，利用已经筛选出的SRAP引物和本课题组已有的SCoT引物进行PCR扩增，采用8%的聚丙烯酰胺凝胶电泳，银染显色。SRAP扩增体系和反应条件参照张飞等[13]。
1．3 数据处理
1．3．1 花器性状表型数据处理
将舌状花类型分为平瓣型、舟型、平瓣型匙瓣型过渡类型、匙瓣型、匙瓣型管瓣型过渡类型、管瓣型等6个类型，分别以数字16表示；将舌状花数量（n）分成6级：1≤n＜50、50≤n﹤100、100≤n﹤150、150≤n﹤200、200≤n﹤300、n≥300，分别以数字16表示；将舌状花颜色分为白色系（包括白、粉白、浅粉）、绿色系（包括绿、绿白）、黄色系（包括黄、浅黄、深黄）、橙色系（包括橙、橙红）、红色系（包括粉红、玫红）、紫红色系（包括紫红、深紫红、深红等深色系）等6个色系，分别以数字16表示。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言 1
1材料与方法2
1.1材料 2
1.2方法 2
1.2.1 田间试验及花器性状统计2
1.2.2 SRAP标记的多态性引物筛选 2
1.2.3 SRAP和SCoT标记的全基因组扫描2
1.3数据处理2
1.3.1花器性状表型数据处理2
1.3.2分子标记数据统计与特征分析3
1.3.3 群体结构分析 3
1.3.4关联分析 3
1.3.5关联位点等位变异效应分析 3
2结果与分析3
2.1切花菊花器性状变异特征3
2.2 SRAP标记的多态性引物4
2.3标记多态性及遗传多样性4
2.4 群体结构特征6
2.5标记位点间连锁不平衡分析7
2.6标记位点与花器性状关联分析8
2.7各花器性状相关联位点的等位变异效应9
3 讨论10
3.1 SRAP、SCOT分子标记在不同切花菊种质资源中的多态性10
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
3.2 关联分析结果分析10
3.3群体结构分析的重要性10
3.4 关联分析的优点及限制11
致谢 11
参考文献12
附录A 92份切花菊品种14
菊花花器性状分子标记关联分析
引言
引言
【研究意义】菊花(Chrysanthemum morifolium)原产我国，是我国十大传统名花之一，具有极高的观赏价值和经济价值[12]。菊花种质资源丰富，蕴含着丰富的遗传变异，而且许多重要的观赏性状为复杂的数量性状，其中，花器是菊花观赏性状的重要构成因素之一。菊花的花器性状主要由花序直径、花色、舌状花数和舌状花类型等组成，比较复杂[3]，是菊花品种改良工作的主要目标性状。由于传统的数量性状分析方法存在一定的局限性，而栽培菊花存在高度杂合、自交不亲和近交衰退等现象，遗传背景相当复杂，因此菊花重要观赏性状相关分子遗传机制一直是国内外研究的难点，相应优异基因资源挖掘和育种工作严重滞后。然而，关联分析则为菊花复杂数量性状的研究带来了新的曙光。【前人研究进展】关联分析(Association analysis)，也称关联作图(Association mapping)或连锁不平衡作图(Linkage disequilibrium mapping)，其以连锁不平衡为基础，鉴定某一自然群体内目标性状与遗传标记或候选基因关系 [4]。迄今，已成功用于棉花[5]、小麦[6]、冬油菜[7]、玉米[8]等作物重要农艺性状及抗逆性相关联的分子标记及优异等位基因发掘等研究。在菊花方面，张飞等[3]采用 SRAP 分子标记对盆栽菊花器性状在 F1代的变异及关联性进行了研究，获得了与与菊花花径、管状花数、舌状花数、舌状花长和宽显著相关联5个菊花花器性状显著关联的 26 个 SRAP 标记位点。李仁伟等[9]利用19 对 SRAP 引物组合对58个典型大菊品种进行关联分析，最后将58个大菊品种分为 5 个亚群，并发现有6个标记位点与5个性状关联(P﹤0.01)，其中5个位点与花梗粗度、筒状小花数量、花瓣宽度相关，1个位点与叶厚度相关位点1个，1个位点与茎粗度相关。赵静媛等［10］通过研究分析地被菊株型匍匐性的遗传机制，寻找到了与匍匐性连锁的 RAPD 标记。【本研究切入点】本研究中以92份代表性切花小菊品种自然群体为研究对象，对花径、舌状花轮数、舌状花数量、舌状花颜色等4个花器性状进行连续两年的观察统计，利用SRAP 、SCoT分子标记技术分析切花菊种质资源的遗传多样性、群体结构和连锁不平衡水平，在此基础上采用全基因组关联分析法进行重要观赏性状关联分子标记。【拟解决的关键问题】发掘与菊花重要花器性状相关联的标记，从而为菊花分子标记辅助育种及新品种培育的亲本选配提供重要的理论依据。
1 材料与方法
1．1 材料
本研究所用材料为来源于国内、国外的具有代表性的92份切花小菊品种，均保存于大学“中国菊花种质资源保存中心”。材料间没有直接的亲缘关系，覆盖的遗传基础广，利于性状相关标记与等位基因的发掘。
1．2 方法
1．2．1 田间试验及观赏性状统计
田间试验在大学“中国菊花种质资源保存中心”的连栋大棚内进行，每个品种种植于一个小区内，随机区组设计。田间管理参照当地切花菊生产标准管理。分别于2012和2013年的开花期进行连续两年的观赏性状调查，每个品种随机取5株调查其花径（flower diameter ，FD）、舌状花类型（ray florets type， RFT）、舌状花数量（number of ray florets，NRF）、舌状花颜色（ray florets color，RFC）等4个花器观赏性状，取两年表型平均值用于关联分析，性状调查规范参照《菊花 DUS 测试指南》[11]。
1．2．2 SRAP标记的多态性引物筛选
采集每个品种苗期植株顶部嫩叶，置于冰盒中快速带回实验室，采用改进的CTAB法提取基因组DNA[12]。用核酸仪检测 DNA 浓度和纯度，用0.8% 琼脂糖凝胶电泳法检测其质量，最后将DNA浓度稀释至50 ngμL1 置于 20℃ 保存备用。随机选取14个切花菊品种基因组DNA为模版，对80个SRAP引物组合进行筛选，遴选出电泳条带分布均匀、清晰且多态性高的引物用于后续关联分析。
1．2．3 SRAP和SCoT标记的全基因组扫描
以92份切花菊品种的基因组DNA为模板，利用已经筛选出的SRAP引物和本课题组已有的SCoT引物进行PCR扩增，采用8%的聚丙烯酰胺凝胶电泳，银染显色。SRAP扩增体系和反应条件参照张飞等[13]。
1．3 数据处理
1．3．1 花器性状表型数据处理
将舌状花类型分为平瓣型、舟型、平瓣型匙瓣型过渡类型、匙瓣型、匙瓣型管瓣型过渡类型、管瓣型等6个类型，分别以数字16表示；将舌状花数量（n）分成6级：1≤n＜50、50≤n﹤100、100≤n﹤150、150≤n﹤200、200≤n﹤300、n≥300，分别以数字16表示；将舌状花颜色分为白色系（包括白、粉白、浅粉）、绿色系（包括绿、绿白）、黄色系（包括黄、浅黄、深黄）、橙色系（包括橙、橙红）、红色系（包括粉红、玫红）、紫红色系（包括紫红、深紫红、深红等深色系）等6个色系，分别以数字16表示。
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