低氢氰酸含量高丹草新品系及其亲本的SSR分析

为明确4个低氢氰酸含量的高丹草新品系SLCN-11、SLCN-12、SLCN-13、SLCN-14及其亲本散穗高粱、黑壳苏丹草、白壳苏丹草、红壳苏丹草和棕壳苏丹草在DNA水平上的差异程度,以育成登记的高丹草品种蒙农青饲3号为对照,对其进行了SSR分析.试验从200个高梁SSR引物中筛选出多态性丰富、重复性好的12对引物,利用这些引物对10个材料进行PCR扩增共得到509个多态性位点,多态性百分率达87.30％.每对引物扩增的SSR指纹图清晰、稳定,可作为鉴别4个高丹革新品系及其亲本的分子依据.10个供试材料间的遗传距离（GD）变幅在0.3165～0.6692之间,平均为0.5359;以GD值0.50为基准,将10个材料划分为5类：蒙农青饲3号、散穗高梁、SLCN-11、SLCN-12、SLCN-13为一类;SLCN-14、棕壳苏丹草为一类;白壳苏丹草、黑壳苏丹草、红壳苏丹草各单独为一类.该研究为下一步低氢氰酸含量高丹草新品种育成及登记利用奠定了基础.

高丹草低氢氰酸含量性状主效QTL PA7-2的精细定位

为了精细定位高丹草低氢氰酸含量性状主效数量性状基因座QTL PA7-2,对进一步开展低氰性状相关候选基因挖掘、功能解析及分子标记辅助育种等研究提供理论依据。本试验在前期研究工作基础上,从高丹草(散穗高粱Scattered ear Sorghum bicolor×红壳苏丹草Red shell Sorghum sudanense)F2代1200个分离群体单株中筛选出121个QIRs(Quantitative trait locus(QTL)isogenic recombinants)植株,选出低氰和高氰极端株套袋自交获得F3代分离群体,选出QIRs群体植株130个,利用BSA-SSR(Bulked segregation analysis(BSA)and simple sequence repeats)技术构建了长度为230.7 cM、密度为4.81 cM的遗传连锁图谱,通过定位分析明确了QTL PA7-2的位置在38 cM处,位于SSR标记Sobic.8 g1-600和XM00242-400之间。经与高粱基因组比对分析,首次将低氰QTL PA7-2精细定位至高粱8号染色体3.77 Mb(51.415 Mb~55.182 Mb)的物理区间,并发现SSR标记SORBI4G3-600与其紧密连锁。

基于BSA-SSR技术的高丹草低氢氰酸性状目的片段的筛选与鉴定

采用BSA-SSR技术对高丹草低氢氰酸含量性状DNA目的片段进行了筛选和鉴定。结果表明,利用筛选出的9对SSR适宜引物PCR扩增找到了与高丹草低氰酸性状相关的SSR目的片段26个,经对PCR产物回收、部分纯化及测序分析,得到了这些低氰DNA片段的碱基序列。经与BLASTn数据库序列比对发现,有2个低氰目的片段TF8和TF16分别与高粱叶绿体磷酸核糖激酶XM_021458168.1和高粱克隆BAC 88M4 AY661656.1基因同源性高达95.4%和97.0%,其片段大小分别为101和586 bp。但在DNA碱基上有一定变异,TF8片段发生了3次碱基替换和1次插入,导致丙氨酸和甘氨酸替换成半胱氨酸,苏氨酸替换成丙氨酸,甘氨酸缺失;TF16片段缺失了1个碱基A,导致丙氨酸缺失。据此推测TF8和TF16这2个低氰目的片段具有调控低氢氰酸含量性状的作用。该研究结果为深入开展高丹草低氢氰酸含量性状主效QTL精细定位及标记辅助育种等研究奠定了基础。