鸭茅高密度遗传连锁图谱的构建及开花基因定位

Orchardgrass （Dactylis glomerata L.）is one of famous perennial forage grasses, has been commonly used on nearly all termperate regions of the world, owing to its good nutrition, high yield and good tolerance to shadow.Orchardgrass germplasm is diverse and rich in gene resources，and has a great utility potential. Limited by a lack of molecular techniques and information，there is a weak orchardgrass molecular breeding basis and low-level breeding efficiency. For forage grasses，flowering time is one of important agronomic traits，which affects characters of economic importance such as forage yield，quality and utility value of mixture pasture. In present study, F2 mapping population and parental plants were used to 1)contruct a tetraploid high-density linkage map;2)to conduct QTL mapping for flowering time; 3)to develop CAPS marker and flowering gene QTL location;4）to analyze the association between QTL and flowering genes.These results will lay a theoretical foundation for further molecular assisted selection（MAS）breeding，improvement of important agronomic traits,later-mature cultivar release for mixture pasture and improved breeding level and efficiency.

鸭茅是世界著名的多年生禾本科牧草，具有高产、优质、耐荫且适应性强等优点，蕴藏丰富的优异基因资源，开发利用潜力极大。但对该物种分子遗传育种基础研究滞后，育种效率低。开花期是牧草重要农艺性状，对牧草产量、饲用品质及混播草地利用价值有重要影响。本研究以在开花期存在差异的两个四倍体基因型及其杂交所得的F2分离群体为材料，1）构建以SSR分子标记为主的高密度鸭茅遗传连锁图谱； 2）对鸭茅开花期相关的QTL进行精细定位；3）开发与鸭茅开花基因紧密连锁的CAPS标记，定位开花基因；4）分析开花基因与开花期QTL的相关性，综合开花期QTL定位和相关同源基因分析，揭示鸭茅开花性状的分子遗传机理。研究结果将为进一步开展鸭茅分子标记辅助选择育种(MAS)、重要农艺性状定向改良、混播草地晚熟鸭茅品种培育、提高鸭茅育种水平和育种效率奠定重要理论基础。

鸭茅(Dactylis glomerata L.)作为世界四大重要经济禾本科牧草之一，原产于北非、欧洲、中亚等地。鸭茅早熟品种具有更高种子产量，而晚熟品种则更适合用于混播草地。本研究结合SSR标记与SLAF(标记共同构建了一个鸭茅高密度遗传连锁图谱。同时对开花相关性状进行QTL定位分析，克隆注释定位到的与开花相关的四个候选基因。本研究构可为其他牧草重要复杂性状的鉴定和遗传分析提供数据信息平台。本研究主要结果如下：.1.根据等位基因数和基因序列之间的差异对SLAF标记进行多态性分析，共得到3种类型的SLAF标签：Polymorphic型，Non-Polymorphic型，Repetitive型。因此研究基于2467个SLAF标记和43个SSR分子标记构建得到鸭茅高密度遗传连锁图谱。图谱由7个连锁群构成，总图距长度为715.77cM。平均图距长度为0.37cM。.2.基于四个不同环境下观测到的抽穗期与开花期性状，结合构建的高密度遗传连锁图谱，共定位到11个显著性相关的QTL，且定位在连锁群的LG1，LG3和LG5上。所有显著性相关的QTL位点检测出的表型贡献率范围在8.20%-27.00%，且其LOD值范围在3.85-12.21。其中分子标记Marker167780和Marker139469均在雅安的2014和2015年检测到。这表明该标记在不同年限相同地点具有稳定遗传的QTL位点与目的基因显著性相关。研究表明SLAF分子标记能够快速构建高密度遗传连锁图谱并用于QTL定位研究，且能得到与目的基因显著相关的QTL位点。.3.四个候选基因分别是CONSTANS (DgCO1), FLOWERING TIME (DgFT1), VRN1 like MADS-box (DgMADS), 和 PHOTOPERIOD (DgPPD1-like)基因。其中DgCO1含有最多的显著性相关多态性位点且贡献效率高。这些与开花期显著相关的多态性位点可用于今后的鸭茅不同开花期品种选育研究。