《高羊茅耐熱性的遺傳分析與相關分子標記篩選》是依託上海交通大學，由何亞麗擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：高羊茅耐熱性的遺傳分析與相關分子標記篩選
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：何亞麗
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
高羊茅是溫帶地區套用最為廣泛的牧草、草坪草和防治水土流失的生態用草。高羊茅時常遭受高溫脅迫，導致生物學產量和草坪質量下降。耐熱品種的選育是應對高溫脅迫的策略之一，但高羊茅的異交特性和遺傳複雜性使傳統的單株選擇育種難以奏效。鑒於分子標記輔助育種具相對高效性，本項目開展對高羊茅耐熱性相關分子標記的篩選及遺傳基礎的研究。實驗採用耐熱的無性系和不耐熱的無性系各15－20個，分別建立耐熱和不耐熱的基因池，同時選取兩個池中最耐熱和最不耐熱的1個無性系分別進行正反交，從而獲得兩個正反交F1與F2群體。在人工高溫條件下，以葉片光化效率（Fv/Fm）、葉綠素a、b的含量和細胞外滲液相對電導率（EL）為指標，鑑定各群體植株的耐熱性，並采擴增片段長度多態性（AFLP）和簡單重複序列間擴增（ISSR）標記對各群體進行耐熱性相關分析。本項目研究結果將為高羊茅乃至其近緣草種的耐熱品種選育提供遺傳理論和技術支持。
結題摘要
篩選與高羊茅單株耐熱性和越夏性相關的分子標記和研究耐熱性遺傳基礎有利於建立快速高效的單株選擇育種體系。在田間自然條件和人工高溫條件下分別對258個單株和無性系進行了越夏性和耐熱性鑑定，並分析了單株和無性系的越夏性與耐熱性的相關性。把12個單株或無性系在空間隔離自然條件下自交，測定其自交一代的種子發芽率，以鑑定自交不親和率。把兩個耐熱性不同但嚴格自交不親和的無性系在空間隔離條件下自由授粉，對其子一代單株進行人工高溫脅迫下的耐熱性鑑定。運用簡單重複序列區間（Iter-simple Sequence Repeat，ISSR）和隨機擴增多態性（Random Amplified Polymorphism DNA，RAPD）DNA分子標記技術，採用擬集團分離分析法（Modified Bulked Segregant Analysis，BSA），在800個RAPD和100個ISSR引物中篩選與高羊茅單株耐熱性和越夏性相關的分子標記，並開發序列特異擴增區域固定標記（SCAR）。研究結果表明，高羊茅單株的越夏性與耐熱性間沒有顯著相關或相關程度較低（r2=3.4%）；不同基因型間自交親和率有顯著差異，從0%~33%不等；耐熱性不同的兩個無性系互為正反交的子一代的耐熱性間沒有顯著差異，初步表明耐熱性主要受核基因的控制；引物UBC351擴增的750bp條帶（351-T750）和耐熱性存在顯著相關；引物UBC138擴增的950bp條帶（138-T950）在不耐熱基因池單株中也表現出較好的規律性，且與越夏性有顯著相關；引物UBC856擴增的1300bp條帶（856-T130）僅與越夏性顯著相關，並把UBC856開發成與高羊茅越夏性相關的固定標記T_SC856。研究結果提示：T_SC856-T411可用於越夏性強單株的輔助選擇，351-T750可套用於耐熱性強單株的分子標記輔助選擇，而138-T950可以用於高羊茅耐熱性強與越夏性強單株的分子標記輔助選擇；依賴自由授粉的優良雜交組合的配製，需要首先對單株的特性加以鑑定，以越夏性強、耐熱性強和自交親和率低的單株無性係為親本。
