基于F1代随机交配群体的香菇分子功能图谱构建和QTL定位

构建分子遗传图谱并进行农艺性状的QTL定位，是开展食用菌分子标记辅助育种的重要基础。本研究拟以150个香菇F1代孢子单核体为基础，并以其三轮随机交配获得包含200个双核体菌株的作图群体。通过分析香菇重要功能基因标记以及SSR、TRAP、REMAP等标记在单核群体中的分布情况，构建基于单核作图群体的分子功能图谱，并以单核体基因型推断双核体的基因型，继而构建基于双核体作图群体的另一分子功能图谱，并对两张图谱进行比较分析。在此基础上，进行双核体作图群体的栽培试验，利用其重要农艺性状的数量遗传学数据开展QTL定位研究，分析QTL与功能基因间的遗传连锁关系。本项目以重要大型经济真菌香菇为研究材料，开展基于F1随机交配双核体群体的分子功能图谱构建和QTL定位研究，实现作图群体与QTL定位群体的有机统一，为开展香菇分子标记辅助育种和重要数量性状基因的克隆研究奠定基础，具有较重要的科学意义和实践价值。

本研究在构建香菇分子遗传图谱的基础上，进行了重要性状的QTL定位研究，为香菇分子标记辅助育种奠定了重要基础。1.以146个F1单孢菌株为作图单核体群体，并以其随机交配获得包含171个菌株的F1随机交配双核体群体。146个单核体分别与2个测交单核体配合，获得2个测交双核体群体，LQ-15和LQ-64。2.基于TRAP、SRAP、InDel标记和交配型位点，构建了一张包含13个连锁群，524个标记位点的高密度香菇单核体遗传图谱。该图谱总长度为1006.1cM，平均标记间隔为2.0cM。通过2个配对单核体的基因型推断双核体基因型，构建了第一张基于F1随机交配双核体群体的香菇遗传图谱。该图谱包含分布于15个连锁群的459个标记，覆盖长度989.7cM，平均标记间隔为2.2cM。通过比较发现，两张图谱的标记间存在很高的同线性关系。两张图谱共有的标记数目为447个标记，占双核体图谱中总标记数的97.4%。在对应的连锁群之间，一致性标记所在的位置呈极显著相关。3.检测到7个单核菌丝生长相关的QTLs，单个位点的贡献率为6.39%-11.44%。在F1随机交配双核体群中，定位了6个与香菇双核体菌丝生长速度相关的QTLs，单个QTL解释1.12%-19.08%的表型变异。在2个测交群体中，定位了13个与双核菌丝生长速度相关的QTLs，每个QTL的贡献率为6.17%- 23.71%。与双核菌丝生长速度相关的QTLs大多成簇分布于LG4和LG6，且LG4上的热点区域位于MAT-A附近；主效QTL（dgr2）在不同培养基上均可检测到。4.对F1随机交配双核体群体及2个测交双核体群体的10个农艺性状进行了表型测定。在F1随机交配双核体群体的171个菌株中，只有28个菌株能够出菇，表现出明显的自交衰退。5.在LQ-64和LQ-15中，分别鉴定了62和28个与农艺性状相关的QTLs，单个QTL解释5.20%-22.58%的表型变异。控制菌柄长度的sl-2、控制菌柄直径的sd-7b以及控制单菇重的wf-7b在2个群体中均可检测到。在同一群体中，控制相关性状的QTLs位于连锁群相同或相近区段，QTLs共位性可能是这些相关性状表型关联的遗传基础。