木薯SSR标记与表型的关联分析

【摘要】本研究利用80对SSR引物对供试的149份木薯种质进行全基因组多态位点扫描,并且考察了其株高、薯块重、薯块数、全株重、干物质率、PPD(PostharvestPhysiologicalDeterioration,采后生理性腐烂)等6个数量性状和叶脉颜色、叶柄颜色、叶形、结薯集中度、缢痕、表皮(粗糙或光滑)、块根外皮颜色、块根内皮颜色、主茎外皮颜色、主茎内皮颜色、幼茎颜色等11个形态学标记。对其遗传多样性,产量及相关性状的主成分和群体结构进行分析,并利用关联分析方法,获得了部分与木薯重要表型性状相关联的标记位点。本研究分析的木薯种质资源群体和关联分析结果,为今后筛选木薯优良种质、分子标记辅助育种和优异等位基因的发掘提供参考,定位到的SSR为进一步进行精细定位或者功能研究提供了候选基因。本研究主要结果如下：1、使用POWERMARKERv3.0软件的Summarystatistic功能和GENALEX6.2软件的Frequence功能对349条SSR多态性位点在149份木薯之间的差异位点进行分析,位点基因多样性(Genediversity)最大值为0.55,最小值为0.00,平均为0.35；多态性信息含量(PIC)的最大值为0.47,最小值为0.00,平均值为0.28；平均每个位点的差异等位基因(Na)为2.00；平均有效等位基因(Ne)为1.60；平均Shannon指数(I)为0.53；平均Nei’s基因多样性(h)为0.35；平均无偏Nei’s基因多样性(uh)为0.35。2、利用SSR分子标记所得的349条多态性位点对149份木薯种质进行聚类分析,结果表明供试样品间遗传相似系数(GS)的变化范围在0.36-0.84间,均值为0.65。在遗传相似系数(GS)为0.64处,可将种质划分为5个类群,其中对照(CK)SC205单独为一类,其余四类分别命名为pop1、pop2、pop3、pop4,四个类群的成员数分别为4、5、58、81。3、用GENALEX6.2软件PCA子程序和NTSYSPC2.10e软件Eigen子程序分别进行主坐标分析,发现对除(CK)以外的148份木薯种质的分群情况和NTSYSPC2.10e软件绘制的非加权平均UPGMA聚类图的分群情况和大小一样,即为四个类群。这表明SSR分子标记的可靠性。4、将148份木薯种质(除CK)分为四个类群,各个类群的多态性位点百分比pop4>pop3>pop2>popl。Pop3和pop4的差异等位基因(Na),有效等位基因(Ne),Shannon指数(I),基因多样度(h),无偏基因多样度(uh),多态性位点百分比(%P)均高于平均水平,所以pop3、pop4的遗传多样性较pop1和pop2高。显著性p<0.01的条件下,基因分化程度(PhiPT)为0.19,基因流Nm为2.18,说明四个类群间有较强的基因流。5、主成分分析判定,供试木薯种质中61.74%综合表现优于主栽品种SC205(CK)。5个产量相关性状综合影响作用依次为全株重>薯块重>株高>薯块数>干物质率。6、分析本试验所得332个多态性位点的54,947个位点组合,在显著条件r2>0.05,P<0.05的情况下,达到显著LD的位点组合数为3,714个。当达到极显著水平P<0.0001,r2≧0.7的条件下,检测到15个强连锁不平衡位点组合。7、通过关联分析获得了株高、薯块重、薯块数、全株重、干物质率、PPD(3d).PPD(7d)、PPD(12d)、PPD(17d).PPD(24d)10个数量性状和叶形、叶柄颜色等11个形态学标记的显著关联位点。应用关联分析的P+K+MLM混合线性模型,用PCA矩阵,和家系效应(K)矩阵共同作为协方差,在5%等位基因频率过滤条件下,有332个多态性位点参与21个性状的关联分析。总计发现有151个多态性位点与21个性状关联,对表型变异解释率r2平均为3.71%,分布在1.69%-9.96%之间。提高p值,在p<0.001的条件下,获得表皮(粗糙或光滑)的3个极显著关联位点(m337-c、m304-d、m324-d),株高的极显著关联位点m224-c和幼茎颜色的极显著关联位点m299-a。
【作者】谭文丽；
【导师】黄东益；
【作者基本信息】海南大学，能源植物，2014，硕士
【关键词】木薯；SSR；表型性状；关联分析；

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