海带永久遗传群体的获得及叶片长度主效QTL的精细作图

In this research, a NILs (Near-isogenic lines) population being planned to be developed from the hybridization of recurrent parent "860" inbred line of Laminaria japonica and donor Laminaria longissima, will be used to fine mapping of available QTL for Laminaria blade length. Through isolating and culturing the gametophytes of marker selected individuals containing the part of genome of Laminaria longissima in the NILs population, the Laminaria NILs population can be permanently preserved for continuing and repeating research for Laminaria quantititaive genetics and Laminaria breeding in future days. SSR and SNP molecular markers, can be obtained by sequencing BAC clones. One genetic linkage map can be constructed using the codomainant markers, which can be used to compare with the available genetic linkage map mainly constructed with AFLP markers. With the Laminaria NILs population being developed in this research, fine mapping of the available QTL of Laminaria blade length, and cloning the relative genes, will be made possiblly.

本研究拟采用海带"860"自交系及长海带为亲本，杂交获得F1代，然后以"860"自交系为轮回亲本，通过连续回交，构建海带的近等位基因系遗传群体（NILs），从该群体的成熟个体中，采用表型和分子标记选择含有长海带基因组片段的目标个体，分离其雌、雄配子体进行培养保存，从而可将建立的海带近等位遗传群体（NILs）永久保存下来，获得海带的永久遗传群体，为海带数量遗传学的可持续性和重复性研究奠定基础，并为海带的良种选育提供材料基础；通过对海带BAC克隆的测序分析，获得批量微卫星标记，SNP标记，用以构建以共显性标记为骨干标记的海带遗传连锁图谱，对海带叶片长度进行QTL比较定位，借助近等位基因系群体（NILs），结合大样本分析，对叶片长度主效QTL区域进行精细作图。

海带的许多重要经济性状是数量性状，构建海带的高密度分子标记连锁图谱并进行数量性状的精细QTL定位将为从DNA水平上进行目标性状的基因型选择奠定基础。本研究利用真海带“860”自交品系及长海带为亲本通过杂交，并以“860”为回交亲本，构建了以BC1F2为主的遗传群体，该群体对后续海带数量性状的进一步研究奠定了基础。通过二代测序技术，获得了可用于海带遗传分析的批量微卫星标记及SNP标记，利用获得的微卫星标记对海带的日本、俄罗斯野生群体及我国的南北养殖群体进行了遗传多样性分析。利用获得的SNP标记及遗传群体，构建了海带的高密度遗传连锁图谱，该图谱含有7627个SNP标记，31个连锁群，总图距为5232.42 cM，标记间平均遗传距离为0.69厘摩；经过动态定位分析，获得海带长、宽性状QTL位点22个，结合获得的海带基因组草图，对定位到的QTL区域进行了基因扫描分析，发现了与海带叶片长、宽性状偶联的两个候选基因家族，分别为Tic20 （translocon at the inner envelope membrane of chloroplasts）基因家族和肽酶（peptidase）基因家族；实时定量分析表明Tic20基因的表达在亲本间有差异，且在不同生长时期也有表达差异。本项目获得的海带长、宽性状的密切连锁分子标记及候选基因，为后续海带分子标记辅助选育的探索研究打下了良好的基础。