密級 論文編號： 中國農(nóng)業(yè)科學院 博士研究生學位論文 二倍體馬鈴薯加工品質(zhì)及重要農(nóng)藝性狀 的遺傳分析 .) 博士研究生 : 金黎平 指 導 教 師 : 方智遠 院士 申請學位類別 : 農(nóng)學博士 專 業(yè) : 蔬菜學 研 究 方 向 : 馬鈴薯遺傳育種 培養(yǎng)單位 : 中國農(nóng)業(yè)科學院研究生院 中國農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所 提交日期 2006 年 12 月 .) 006 創(chuàng) 性 聲 明 本人聲明所呈交的論文是我個人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果， 也不包含為獲得中國農(nóng)業(yè)科學院或其它教育機構(gòu)的學位或證書而使用過的材料。 與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。 研究生簽名： 時間： 年 月 日 關(guān)于論文使用授權(quán)的聲明 本人完全了解中國農(nóng)業(yè)科學院有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，即：中國農(nóng)業(yè)科學院有權(quán)保留送交論文的復印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編學位論文。同意中國農(nóng)業(yè)科學院可以用不同方式在不同媒體上發(fā)表、傳播學位論文的全部或部分內(nèi)容。 (保密的學位論文在解密后應遵守此協(xié)議 ) 研究生簽名： 時間： 年 月 日 導師簽名： 時間： 年 月 日 論文評閱人、答辯委員名單 論文題目 二倍體馬鈴薯加工品質(zhì)及重要農(nóng)藝性狀的遺傳分析 論文作者 金黎平 指導教師 方智遠 培養(yǎng)單位 蔬菜花卉研究所 姓名 職稱職務 導師類別 單位 專業(yè) 陳伊里 教授 博士生導師 東北農(nóng)業(yè)大學 作物遺傳育種王 蒂 教授 /校長 博士生導師 甘肅農(nóng)業(yè)大學 作物遺傳育種評 閱 人 謝從華 教授 /副校長 博士生導師 華中農(nóng)業(yè)大學 作物遺傳育種答辯 主席 張振賢 教 授 博士生導師 中國農(nóng)業(yè)大學 蔬菜學 徐家炳 研究員 博士生導師 北京農(nóng)林科學院 蔬菜學 何中虎 研究員 博士生導師中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所 作物遺傳育種 陳伊里 教授 博士生導師 東北農(nóng)業(yè)大學 作物遺傳育種 杜永臣 研究員 /所長 博士生導師中國農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所 蔬菜學 朱德蔚 研究員 博士生導師 中國農(nóng)業(yè)科學院 蔬菜學 孫日飛 研究員 /副所長 博士生導師中國農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所 蔬菜學 答 辯 委 員 王曉武 研究員 博士生導師中國農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所 蔬菜學 答辯時間與地址 2006 年 12 月 23 日下午，蔬菜花卉所綜合樓 212 會議室 記錄人員 張揚勇 要 普通栽培馬鈴薯 (.)為高度雜合的無性繁殖同源四倍體作物，極其復雜的異質(zhì)性和四體遺傳導致加工品質(zhì)和重要農(nóng)藝性狀遺傳分析和改良困難。利用二倍體材料簡化了遺傳分離比例、可應用現(xiàn)有的二倍體遺傳模型進行遺傳分析并更有效的挖掘和利用二倍體資源中的優(yōu)異基因，進而通過倍性育種及遺傳工程育種將有利性狀轉(zhuǎn)育到四倍體普通栽培品種。以往的研究由于缺乏合適的試驗材料和方法，對馬鈴薯重要性狀的遺傳分析不夠系統(tǒng)和深入，往往利用二倍體作物的分析方法進行四倍體的遺傳分析，且大多數(shù)集中在性狀的配合力和遺傳力分析上，尤其是加工品質(zhì)的遺傳分析非常有限。 本試驗通過對雙列雜交設(shè)計的 6 個二倍體群體為材料， 應用 法分析了加工品質(zhì)和重要農(nóng)藝性狀的親本配合力效應，應用 )方法的遺傳模型直接進行了性狀的遺傳效應、遺傳率和遺傳相關(guān)估算；選用多個性狀差異顯著的二倍體親本構(gòu)成的分離群體，探討了炸片品質(zhì)遺傳變異、耐低溫糖化加工品質(zhì)評價和選擇的方法，構(gòu)建了馬鈴薯遺傳連鎖圖譜圖，并進一步開展了重要農(nóng)藝性狀的 位與遺傳效應分析。獲得了以下主要結(jié)論： 1通過遺傳效應分析，明確了一批可作為加工品質(zhì)和產(chǎn)量性狀改良的親本材料。親本11379產(chǎn)量性狀因子具有顯著的正向 加性效應值， 同時炸片顏色具有負向 加性效應值，與特定親本雜交時有較強的互作效應，是高產(chǎn)和油炸加工品質(zhì)遺傳改良的優(yōu)良親本；親本 單株塊莖重有極顯著的正向 加性效應值，是一個優(yōu)良的高產(chǎn)改良親本； 08675炸片顏色負向 和加性效應顯著，是一個改良炸片顏色的優(yōu)良親本，但不利于產(chǎn)量性狀的改良。 1379量性狀有顯著的特殊配合力和顯性效應，為高產(chǎn)優(yōu)良組合， 086750875片顏色有顯著的負向顯性效應，為炸片顏色改良優(yōu)良組合。 2通過對馬鈴薯加工品質(zhì)和重要農(nóng)藝性狀的遺傳效應值分析，為其育種選擇提供了理論依據(jù)。極顯著的加性效應和較低的狹義遺傳率 (說明基因累加作用對干物質(zhì)含量的改良極為重要，該性狀受微效多基因控制。炸片顏色、單株結(jié)薯數(shù)具有極顯著的加性、顯性和加性 環(huán)境互作效應，說明基因累加和互作效應對這兩個性狀都很重要，基因累加作用受一定環(huán)境的影響，但炸片顏色的遺傳率高 ( )，能有效穩(wěn)定地傳遞給后代，可進行早代選擇；單株結(jié)薯數(shù)的遺傳率較低 ( )，說明易受環(huán)境的影響。單個塊莖重具有極顯著的加性、顯性和顯性 環(huán)境互作效應，遺傳率低 ( )，說明該性狀的遺傳既有基因累加又有基因互作作用，且基因互作受特定環(huán)境的影響較大。單株塊莖重具有顯著的加性和顯性效應，基因累加和互作效應共同作用于該性狀，前者更重要，狹義遺傳率較高為 但同時有較強的基因互作，遺傳改良中要選擇加性效應和 高且親緣關(guān)系較遠的雙親。 3重要性狀遺傳相關(guān)分析結(jié)果表明：干物質(zhì)含量與炸片顏色、單株塊莖重、單株結(jié)薯數(shù)之間存在極顯著的正向加性遺傳相關(guān)；炸片顏色與單株塊莖重、單個塊莖重間存在極顯著的加性遺傳相關(guān)；單株塊莖重與單株結(jié)薯數(shù)、單個塊莖重間有極顯著的加性遺傳和顯性遺傳正相關(guān)。在二倍體性狀遺傳改良中，可依據(jù)遺傳相關(guān)系數(shù)進行相關(guān)性狀的選擇。 4采用 子標記技術(shù)，以二倍體馬鈴薯 02018 群體： 9901 125 個基因型為材料，應用 件對 02018 分離群體進行了連鎖分析，構(gòu)建了包含 17 個主要連鎖群、由 152 個 記和 6 個 記組成的國內(nèi)首個馬鈴薯遺傳連鎖圖譜。圖譜覆蓋基因組總長度為 ，每個連鎖群上標記數(shù)在 5 22 個之間。標記間平均圖距 17 個主要連鎖群長度在 間，平均長為 利用 3 個 記，分別將遺傳連鎖圖譜中第 12、 14 和 17 等 3 個連鎖群定位到馬鈴薯第 4、第 2 和第 9 染色體上。 5炸片顏色在分離后代中呈偏正態(tài)分布，是由主效基因控制的數(shù)量性狀，與前人的研究結(jié)果相同。經(jīng) 3 年的評價和選擇， 0201802018 02018 12 份在收獲后炸片顏色淺和綜合農(nóng)藝性狀優(yōu)異的二倍體基因型用于炸片品質(zhì)的改良。與 4貯藏 90 天相比， 02018 群體后代塊莖在 6低溫貯藏 80 天再回暖后炸片顏色易恢復，并選擇了 020180201820180201802018 02018 6 份耐低溫糖化且綜合農(nóng)藝性狀優(yōu)良的二倍體基因型。 6應用構(gòu)建的遺傳圖譜及建圖群體，采用區(qū)間作圖和多 合作圖方法對四種加工及農(nóng)藝性狀進行了 位及遺傳效應分析。在 02018 群體遺傳圖譜的 10 個連鎖群上，共檢測到 39 個 中控制炸片顏色的 ，包含 3 個為主效基因位點，控制干物質(zhì)含量的，也包含 3 個為主效基因位點，和控制單株結(jié)薯數(shù)的 ，沒檢測到控制單個塊莖重的 外，估算了單個 遺傳貢獻率。多個控制炸片顏色和控制干物質(zhì)含量的點出現(xiàn)在同一連鎖群的同一區(qū)域內(nèi)，從分子水平證明了這兩個性狀間的高度遺傳相關(guān)。 關(guān)鍵詞：二倍體馬鈴薯；加工品質(zhì)和農(nóng)藝性狀；數(shù)量遺傳分析；遺傳連鎖圖譜； 位 he .) is a is of as to be at a on of in on of to So it is to to at as an by a of of x of by of In of a of in a s V. A of in to SR of as 1. CA in 1379 CA in 8675CA It 1379be 11379be 8675be an CA 8675of 2. of of by of . of x of of it to at of in of by of as of 3. of 4. SR a of by 1 86759901 152 7 a 46 cM of 9.0 cM 9.0 cM of to 2. 2, 14 7 to , 2 , 5. In 02018) 8621x 09901of a to It be a by in 12 2018020182018 of of 0 0 6 2018020180201802018020182018as /6 8 . 6. in of 39 of 9 13 0 of 2018. to TL .)； 英文縮寫 英文全稱 中文名稱 增片段長度多態(tài)性 硫酸銨 of 差分析 叉雙丙烯酰胺 基對 合分組分析 切擴增多態(tài)性序列 補 摩 代十六烷基三甲胺 氧核糖核酸 EB 化乙錠 二胺四乙酸 達序列標簽 般配合力 溫糖化 記輔助選擇 丙烯酰胺凝膠電泳 合酶鏈式反應 馬鈴薯 X 病毒 馬鈴薯 Y 病毒 鈴薯卷葉病毒 量性狀位點 機擴增多態(tài)性 制性酶切片段長度多態(tài)性 殊配合力 異擴增序列區(qū)段 制性差減雜交 單序列重復 NA 熱水生菌 合酶 酸 /沖液 ,N,N,N,N,N,N 塊莖家系 羥甲基氨基甲烷 生種子 U 位 錄 摘 要 . 文縮略表 . V 第一章 緒論 . 1 鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 . 1 鈴薯作物遺傳育種特點 . 2 狀遺傳特性 . 2 鈴薯育種特點 . 2 國馬鈴薯遺傳育種研究進展 . 2 國馬鈴薯種質(zhì)資源研究概況 . 3 國馬鈴薯育種進展 . 4 鈴薯重要性狀的遺傳研究 . 4 株和塊莖形態(tài)性狀的遺傳 . 4 要農(nóng)藝性狀的遺傳分析 . 5 要性狀的遺傳率估算 . 5 要性狀的配合力研究 . 9 片顏色的遺傳分析 . 13 鈴薯 . 13 子標記的類型及特點 . 13 鈴薯分子遺傳圖譜的構(gòu)建 . 14 鈴薯 . 14 抗性相關(guān)的 . 15 制塊莖性狀的 . 17 研究的目的和意義 . 17 第二章 二倍體馬鈴薯加工品質(zhì)及 重要農(nóng)藝性狀數(shù)量遺傳學分析 . 18 言 . 18 料與方法 . 18 試材料 . 18 法 . 19 驗地點 . 19 系的獲得 . 19 間試驗設(shè)計 . 20 查記載項目與標準 . 20 析方法 . 21 果與分析 . 22 合力效應分析 . 22 狀的方差分析 . 22 合力方差分析 . 24 本配合力效應分析 . 26 合力效應方差及其他遺傳參數(shù)分析 . 27 傳效應、基因型與環(huán)境互作效應分析 . 28 要性狀的遺傳方差分量分析 . 29 本重要性狀的遺傳效應值預測 . 31 狀間遺傳相關(guān)分析 . 33 論 . 37 本育種價值的綜合評價 . 37 狀的遺傳效應 . 38 結(jié) . 39 第三章 二倍體馬鈴薯分子遺傳圖譜的構(gòu)建