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本研究以陆地棉多标记基因系T582和T586为亲本,通过杂交获得的F2群体作为构建棉花分子连锁图谱的作图群体,应用SSR和AFLP两种比较新颖的分子标记方法进行了研究。通过反复实践和摸索,建立了棉花基因组DNA提取、PCR反应和DNA多态性检测等技术体系;在国内首次构建了具有我国自主知识产权的棉花分子连锁图谱框架,与此同时对若干基因进行了定位。具体研究内容概括如下: 1 棉花DNA提取方法的探讨 提取植物基因组DNA有两种基本方法,即SDS法和CTAB法,在原方法基础上进行适当改进,常分别冠以改进(改良)的SDS法和改进(改良)的CTAB法。本文以棉花不同部位的材料为研究对象,进行了四种提取DNA方法的比较研究,其中改进的SDS法与原SDS法相比主要有三点不同:(1).第一次取上清之前先用氯仿/异戊醇(24:1)抽提一次,再用异丙醇沉淀;(2).改高速离心得到DNA小丸为挑取絮状DNA;(3).提取缓冲液中加入1-2%PVP。改进的CTAB法与原方法相比也有三点不同,其中最主要的一点是:溶解于高盐溶液(1.4mmol/L NaCl)中的CTAB与核酸复合物,不是采用降低溶液盐浓度(0.7mmol/LNaCl)的办法来析出DNA,而是直接采用加入0.6-1倍体积的异丙醇的方法来获取可见的絮状DNA;另外两点改进之处与改进的SDS法相同。实验结果表明:改进的SDS法和改进的CTAB法分别优于原SDS法和原CTAB法,两种改进的方法对提取棉花基因组DNA有异曲同工之妙。DNA的得率不仅与提取方法有关,而且与棉花取材的部位不同有关。改进的CTAB法DNA得率高于改进的SDS法;棉花不同部位材料采用改进的CTAB法提取基因组DNA,其DNA得率的高低依次为花药>花瓣>叶片>纤维。由改进方法提取的棉花基因组DNA能完全双酶切,满足SSR和AFLP等后续分子生物学研究的需要。而且两种改进的方法也适应于其它植物基因组DNA的提取,其中改进的SDS法尤适于高蛋白、粘多糖类植物基因组DNA的提取,而改进的CTAB法则适于多酚类植物基因组DNA的提取。 2 棉花微卫星DNA标记技术的研究 基于PCR反应的植物DNA多态性检测体系是现代植物分子标记研究的关键技术,试验从微卫星DNA着手,对SSR-PCR反应条件和DNA多态性检测方法进行了优化研究。试验结果表明:SSR-PCR反应,50对SSR引物极大多数引物最佳退火温度为55aC,最佳退火时间为455。就SSR而言,进行DNA多态性检测,聚丙烯酸胺银染检测优于琼脂糖EB检测。聚丙烯酸胺胶的浓度需随着待测SSR序列的片段大小而作适当调整,一般情况下聚丙烯酸胺胶的浓度以6%为宜,但当待检测的DNA片段小到100hp上 的区域范围时,胶的浓度需提高到 8%。胶板样品上样量以 3…为宜。6%和 8%浓度的聚丙烯酸胺最佳电泳时间分别为 1.sh和 Zh。在显色液预置冰堆(约 10 C)的前提下,显色的时间应控制在4min之内,以便得到的胶板DNA条带强度适中、对比度好。3 棉花亲本和杂交后代DNA多态性分析 以陆地棉品种T582和 T586两个多标记基因系及其杂交后代F;为研究材料,进行微卫星DNA分子标记多态性分析,结果表明:50对 SSR引物,在T582和 T586及其杂交后代民之间具有DNA多态性的引物选出6对。这6对引物共获得SSR序列位点63个,其中具有多态性的序列位点26个,占总位点的41二7%。SSR分子标记具有高度的多态性和稳定性;多态性的SSR序列位点多数呈共显性标记,少数为显性标记。明确了两个棉花材料之间具有DNA多态性的SSR序列为(CT*、*Th、(CTAh0、(CTT)2。、(GA)2。和(GT)17。 应用 AFLP分子标记技术,对陆地棉两个多标记基因系 T582和 T586及其杂交后代已等也进行了DNA多态性分析。结果表明:在58对EC。RI/MSSI引物组合中,筛选出 41对引物组合具有多态性,多态性的引物组合占筛选总组合的 70石9%,可见 AFLP分子标记具有多态性位点的引物组合百分率远比其它分子标记 SSR和 RAPD等高得多,即具有其它分子标记所无法比拟的高效性。AFLP分子标记具有高度的多态性,多态性引物组合扩增的多态性条带占总扩增条带的百分比接近于SSR,非常适于基因组差异较小的(棉花)材料之间的多态性筛选。采用聚丙烯酸胺银染法显带,AFLP进行PCR扩增能看到30{0条DNA亮带,且检测灵敏度高,可区别只相差十几个师甚至几个加大小的DNA片段。AFLP还具有稳定性好和适用范围广的优点。但AFLP标记以显性标记占绝对优势,共显性标记比率极少,只占7-13%,远比SSR小得多,故而难以区分种质杂合和纯合,这是它的唯一不足之处。4 棉花DNA分子连锁图谱构建及基因定位 以两个陆地棉多标记基因系T582和T586为亲本,杂交获得FZ(T582XT586) 一互且一 q群体237个单株,随机抽取了121个FZ单株,作为构建棉花DNA分子连锁图谱的群体。采用DNA多态性高和重现性好的SSR和AFLP两种分子标记方法,进行两亲本及其杂交后代的DNA多态性筛选,分别