菊花扦插生根能力的变异及其分子标记关联分析
摘要：【目的】寻找与菊花扦插生根能力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SSR分子标记对80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TASSEL 5.0软件的GLM（general linear model）方法进行关联分析。利用STRUCTURE 2.1软件对80份切花菊进行群体结构分析。【结果】群体结构分析将80份材料划分为2个亚群；关联分析发现有46个标记位点与6个扦插生根变异能力性状关联(P﹤0.01)，其中与最大根粗相关联10个，与平均根数相关联2个，与最长根长相关联8个，与平均根长相关联8个，与根平均鲜重相关的6个，与根平均干重相关的12个，各位点对表型变异的解释率在7.90%-15.78%之间。【结论】关联分析能够有效地找到与生根能力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田间实验及扦插生根性状统计2
1.2.2 SRAP和SSR标记的全基因组扫描2
1.3数据处理2
1.3.1生根性状表型数据处理3
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
2.结果与分析3
2.1切花菊生根性状变异特征3
2.2 6个扦插生根性状指标的相关分析4
2.3群体结构特征4
2.4标记位点与扦插生根性状的关联分析5
讨论7
3.1 SRAP、SSR分子标记在不同切花菊种质资源中的多态性7
3.2关联分析结果分析7
3.3群体结构分析的重要性8
3.4关联分析的优点及限制8
致谢9
参考文献9
附录 80份切花菊品种9
菊花扦插生根能力的变异及其分子标记关联分析
引言
引言
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
/> 【研究意义】菊花（Chrysanthemum morifolium）为菊科多年生宿根草本植物，原产于我国，是我国传统十大名花之一，其神韵清奇、绚丽多姿，具有很高的观赏价值。作为我国栽培史上最悠久的名花，菊花以其色彩清丽、姿态高雅、香气宜人而深为我国人民所喜爱，并被广泛栽培。扦插是菊花的主要繁殖方法，对菊花的加速繁殖具有重要意义[1]，是菊花规模化生产的最优繁殖途径[2]。有效提高菊花扦插育苗的生根速率和成活率，研究其生根能力的变异及其分子标记的关联性，对选择培育优良的菊花品种就显得尤为重要了。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，因此菊花生根能力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[3]。迄今，已成功用于棉花[4]、小麦[5]、冬油菜[6]、玉米[7]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[8]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】本研究拟以80份代表性切花菊品种自然群体为研究对象，采集菊花扦插一月后根粗、根数、最长根长、平均根长、根鲜重、根干重等6个重要根部表型鉴定数据，基于SRAP 、SSR分子标记采用全基因组关联分析法进行生根变异能力关联分子标记的发掘。【拟解决的关键问题】本项目的实施将明确菊花扦插生根的遗传变异，获得与扦插生根能力变异相关联的分子标记，进而为菊花杂交育种和分子标记辅助育种提供重要依据。
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80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 田间试验及扦插生根性状统计
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，按顺序分别将每个品种扦插在穴盘内，田间管理参照当地切花菊生产标准管理。扦插30天后进行生根性状的观察，每个品种随机取5株调查其最大根粗（average of maximum root thickness, AMRT）、平均根数（average of adventitious root number, AARN）、最长根长(average of maximum root length, AMRL)、平均根长(average of root length, ARL)、平均根鲜重（average of root fresh weight，ARFW）、平均根干重（average of root dry weight，ARDW）等6个重要根部表型鉴定数据，取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和SSR标记的全基因组扫描
1.3数据处理
1.3.1生根性状表型数据处理
计算分析调查的6个生根性状数据在80个切花菊品种中的分布和变异情况。计算公式为：CV=S/X，S={[EX2(EX)2/N]/N1}1/2（CV为变异系数，S 为标准差，X 为样本均值）。
1.3.2分子标记数据统计与特征分析
根据 PCR 扩增产物的电泳结果，对清晰、品种间差异明显、易于辨认的条带采用“01”系统统计，在凝胶的某个相同迁移率位置上，无条带的记为“0”，有条带的记为“1”，建立SSR和SRAP标记的0、1矩阵[13]，统计不同引物的条带多态性比率。
1.3.3 群体结构分析
应用 STRUCTURE 2.1软件[14]对菊花群体进行基于数学模型的亚群划分，确定其K值。设定亚群数K值为110，首先假设位点彼此都是独立的，将MCMC（Markov Chain Monte Carlo）起始不作数迭代（length of burn–in period）设为10000次，再将不作数迭代后的 MCMC 设为10000次，根据似然值最大的原则选取一个合适的K值[15]，并计算出供试材料相应的Q值（第i份材料基因组变异源于第k群体的概率）。
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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田间实验及扦插生根性状统计2
1.2.2 SRAP和SSR标记的全基因组扫描2
1.3数据处理2
1.3.1生根性状表型数据处理3
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
2.结果与分析3
2.1切花菊生根性状变异特征3
2.2 6个扦插生根性状指标的相关分析4
2.3群体结构特征4
2.4标记位点与扦插生根性状的关联分析5
讨论7
3.1 SRAP、SSR分子标记在不同切花菊种质资源中的多态性7
3.2关联分析结果分析7
3.3群体结构分析的重要性8
3.4关联分析的优点及限制8
致谢9
参考文献9
附录 80份切花菊品种9
菊花扦插生根能力的变异及其分子标记关联分析
引言
引言
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
/> 【研究意义】菊花（Chrysanthemum morifolium）为菊科多年生宿根草本植物，原产于我国，是我国传统十大名花之一，其神韵清奇、绚丽多姿，具有很高的观赏价值。作为我国栽培史上最悠久的名花，菊花以其色彩清丽、姿态高雅、香气宜人而深为我国人民所喜爱，并被广泛栽培。扦插是菊花的主要繁殖方法，对菊花的加速繁殖具有重要意义[1]，是菊花规模化生产的最优繁殖途径[2]。有效提高菊花扦插育苗的生根速率和成活率，研究其生根能力的变异及其分子标记的关联性，对选择培育优良的菊花品种就显得尤为重要了。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，因此菊花生根能力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[3]。迄今，已成功用于棉花[4]、小麦[5]、冬油菜[6]、玉米[7]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[8]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】本研究拟以80份代表性切花菊品种自然群体为研究对象，采集菊花扦插一月后根粗、根数、最长根长、平均根长、根鲜重、根干重等6个重要根部表型鉴定数据，基于SRAP 、SSR分子标记采用全基因组关联分析法进行生根变异能力关联分子标记的发掘。【拟解决的关键问题】本项目的实施将明确菊花扦插生根的遗传变异，获得与扦插生根能力变异相关联的分子标记，进而为菊花杂交育种和分子标记辅助育种提供重要依据。
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80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 田间试验及扦插生根性状统计
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，按顺序分别将每个品种扦插在穴盘内，田间管理参照当地切花菊生产标准管理。扦插30天后进行生根性状的观察，每个品种随机取5株调查其最大根粗（average of maximum root thickness, AMRT）、平均根数（average of adventitious root number, AARN）、最长根长(average of maximum root length, AMRL)、平均根长(average of root length, ARL)、平均根鲜重（average of root fresh weight，ARFW）、平均根干重（average of root dry weight，ARDW）等6个重要根部表型鉴定数据，取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和SSR标记的全基因组扫描
1.3数据处理
1.3.1生根性状表型数据处理
计算分析调查的6个生根性状数据在80个切花菊品种中的分布和变异情况。计算公式为：CV=S/X，S={[EX2(EX)2/N]/N1}1/2（CV为变异系数，S 为标准差，X 为样本均值）。
1.3.2分子标记数据统计与特征分析
根据 PCR 扩增产物的电泳结果，对清晰、品种间差异明显、易于辨认的条带采用“01”系统统计，在凝胶的某个相同迁移率位置上，无条带的记为“0”，有条带的记为“1”，建立SSR和SRAP标记的0、1矩阵[13]，统计不同引物的条带多态性比率。
1.3.3 群体结构分析
应用 STRUCTURE 2.1软件[14]对菊花群体进行基于数学模型的亚群划分，确定其K值。设定亚群数K值为110，首先假设位点彼此都是独立的，将MCMC（Markov Chain Monte Carlo）起始不作数迭代（length of burn–in period）设为10000次，再将不作数迭代后的 MCMC 设为10000次，根据似然值最大的原则选取一个合适的K值[15]，并计算出供试材料相应的Q值（第i份材料基因组变异源于第k群体的概率）。
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