烟草SSR连锁图谱构建及青枯病抗性QTL定位

烟草(Nicotiana tabacum L.)是一种重要的经济作物，也是重要的模式植物之一。由青枯雷尔氏菌引起的烟草青枯病是危害世界烟草生产中的最严重的病害之一。烟草青枯病属土传细菌性病害，近年来在我国南方各大烟区流行，更有向北发展的趋势，已经造成巨大的经济损失。为控制青枯病流行，减少生产损失，利用烟草自身的抗病基因，进行遗传改良和抗病育种，是防治烟草青枯病的根本有效的途径。而分子标记辅助选择（MAS）可以提高育种效率，快速有效地选育出抗青枯病的烟草品种。本论文开展烟草SSR遗传图谱构建和烟草青枯病抗性QTL定位研究，对烟草青枯病抗性分子育种具有重要意义。主要研究结果如下：（1）以中抗青枯病品种岩烟97和感病品种红花大金元杂交衍生的237个F2:3家系为作图群体，应用691对SSR引物对双亲进行多态性分析，并用355对多态性引物对部分F2:3家系进行分析，筛选出173对扩增效果好、差异带较清晰的SSR引物。有58个（33.5%）标记表现出基因型的偏分离，其中42个（72.5%）偏向亲本之一，其余偏向杂合体。用这173对引物分析F2:3群体的基因型，构建了一张包含157个SSR标记的烟草遗传图谱，覆盖了烟草基因组1574.5cM，连锁群长度在10.4-192.9cM之间，连锁群上标记个数在2-14个之间，相邻标记间平均遗传距离为10.03cM，标记在连锁群上的顺序与Bindler发表的图谱一致。（2）将F2:3群体及其亲本于2011年种植在福建省烟草农业科学研究所北峰基地的青枯病病圃中，分别在发病初期、盛期和末期，依据烟草青枯病分级标准进行病情调查。病情调查结果显示，三个时期的病情指数均呈正态分布，表现出数量性状的特点，推测烟草青枯病的抗性可能是由多基因控制。应用QTLNetwork2.0软件、混合线性模型复合区间作图法（MCIM）进行QTL分析，单环境和三次病指数据联合分析的结果表明：在所有分析中，均能检测到2个主效QTL，分别位于第17a、17b连锁群上，可分别解释25.7%和13.28%的表型变异。在联合分析时，检出2对具有上位效应的QTL，贡献率分别为4.73%和3.91%。（3）挑选在病圃中表现极端抗病和感病的家系各10个，分别构建抗病和感病DNA池。选用定位出QTL的连锁群（2、17a、17b、20和22）上的全部SSR标记及其它每一连锁群上挑选的2-5个标记（共109个），检测其在抗池和感池之间的多态性表现。结果发现14个标记（第17连锁群上有11个）在抗、感池中的扩增带型分别与抗、感亲本的带型表现基本一致，可能与抗青枯病基因存在连锁关系。该结果显示了QTL定位的可靠性，因此对烟草分子育种具有重要价值。