《利用連鎖作圖和關聯分析解析菊花抗蚜性的遺傳機制》是管志勇為項目負責人，南京農業大學為依託單位的面上項目。
基本介紹
- 中文名：利用連鎖作圖和關聯分析解析菊花抗蚜性的遺傳機制
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：管志勇
- 依託單位：南京農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
菊花是我國十大傳統名花和世界四大切花之一，觀賞和經濟價值極高。蚜蟲為害菊花嚴重，現已成為菊花生產中亟待解決的重要課題。唯有明確菊花抗蚜性的遺傳機制，培育抗蚜性菊花新品種才是解決該問題的根本所在。然而，目前鮮見菊花抗蚜性相關遺傳研究。本項目擬連續2年調查菊花品種資源和雜交群體抗蚜性，研究其在品種群體的遺傳變異，挖掘優異抗性親本；通過配合力分析和主基因+多基因混合遺傳模型剖析菊花抗蚜性在雜交設計群體的遺傳特性；利用SSR、SRAP等分子標記構建菊花高密度連鎖遺傳圖譜，通過連鎖作圖剖析菊花抗蚜性的加性與上位性QTL；利用連鎖的分子標記和全基因組關聯分析挖掘菊花抗蚜性的優異等位變異；綜合連鎖作圖與關聯分析結果，獲得一致性主效QTL，為菊花抗蚜性相關基因發掘奠定基礎。項目將從數量遺傳學角度揭示菊花抗蚜性的遺傳機制，對利用雜交育種和分子設計育種培育具有較高抗蚜性的菊花新品種具有重要理論和實踐意義。
結題摘要
蚜蟲為害菊花嚴重，現已經成為菊花生產中亟待解決的重要課題。唯有明確菊花抗性的遺傳機制，培育抗蚜性菊花新品種才是解決該問題的關鍵。本項目通過品種資源群體和雜交群體研究了菊花抗蚜性的遺傳特性，通過連鎖作圖和關聯分析方法解析菊花抗蚜性的QTL效應，挖掘了抗蚜性相關的分子標記；並鑑定了菊花抗蚜性相關的WRKY轉錄因子基因，研究了轉基因抗性在雜交後代的遺傳情況。研究結果表明，菊花品種資源的抗蚜性差異較大，遺傳變異係數為26%~27%，廣義遺傳力為0.93，遺傳進度為68%；不同雜交群體的抗蚜性均存在一定的雜種優勢，抗蚜性的主基因效應受遺傳背景影響，且同一母本與不同父本雜交組合後代平均蚜害指數的均但差異不顯著，表現出較弱的父本效應，在進行親本選擇時應特別重視母本對雜種的影響。通過連鎖作圖和複合區間作圖法在兩個作圖群體中定位到9個抗蚜性QTL（LOD ＞2.5），單個QTL的貢獻率介於5.9-28.0%之間，僅兩個QTL在連續兩年環境中表現穩定，其他QTL均在單年環境中檢測到，說明抗蚜性受環境等上位性互作效應影響較大。通過關聯分析在兩個環境中共檢測到11個抗蚜性分子標記位點，表型變異解釋率為11% ~ 57%；其中，在兩個季節中表現穩定的SSR184-1和E1M5-1為有利等位變異位點，並挖掘出同時攜帶這兩個有利等位變異位點的7個抗蚜性品種可作為菊花抗蚜性育種的親本。通過BSA方法挖掘到SSR145-93和SSR197-205與抗蚜性顯著相關，相關係數分別為0.41和0.52（P ＜ 0.01）。另外，發現了4個 菊花WRKY轉錄因子基因CmWKRY33、CmWKRY48、CmWKRY51、CmWKRY53的表達受到蚜蟲取食的強烈誘導，遺傳轉化鑑定發現發現轉基因菊花對蚜蟲的抗性各不相同，其中轉CmWRKY33、CmWRKY48、CmWRKY51基因的菊花對蚜蟲有一定的抑制作用，轉CmWRKY53基因的菊花對蚜蟲的敏感性增強；進一步研究發現轉基因抗性通過雜交方式可以穩定遺傳給後代。項目揭示了菊花抗蚜性的遺傳機制，將為培育抗蚜性菊花新品種提供依據。發表SCI論文7篇、中文核心期刊論文2篇，獲發明專利2件，培博士生4名、碩士生2名；相關成果獲2017年度教育部技術發明獎二等獎。
