菊花正反交花器性状的遗传分析开题报告

应用前景等（列出主要参考文献）

课题意义：

菊花是我国的传统名花，具有极高的观赏以及研究价值.随着近年来花卉产业的快速发展，因此培育出具有独特观赏性以及符合大众审美的菊花品种显得尤为重要。花器是菊花观赏价值的最直观体现，了解花器形状的杂种优势和遗传基础对菊花的育种实践有着极大的作用。

目前分子育种技术发展迅速，转基因、基因克隆和表达文库构建等研究在菊花方面均有突破。但是培育菊花新品种最直观有效的手段仍旧是杂交育种。舌状花长、舌状花宽、舌状花数、管状花数等都是菊花花器重要的性状指标。研究表明，菊花品种中杂种优势和超亲分离现象普遍存在，故正反交实验更便于对菊花亲本性状进行分离以及优良性状的培育，让我们更直观的记录到菊花杂交后代的各种性状，从而对其进行遗传分析，对之后的菊花新品种的培育提供良好的理论与数据基础。

国内外研究进展：

已有研究表明，杂交后代花器形状中普遍存在杂种优势和超亲现象。张飞等通过采用植物数量形状遗传体系中主基因 多基因混合模型的单个分离世代（F₂）对菊花花器性状进行遗传分析，得出舌状花长和舌状花宽主要由微效多基因控制，管状花数由一对主基因控制，舌状花数由两队主基因控制。同时舌状花数、舌状花宽在杂种优势中存在显性效应^[1]。同时，他们还对菊花观赏性状和配合力进行方差分析，得出舌状花数和舌状花长主要由加性基因效应控制，舌状花宽主要可能由基因的加性效应和非加性效应共同制约，但尚未明确确定^[2]。又有对菊花中的托桂型菊花杂种优势与混合遗传分析，得出舌状花长、舌状花宽、管状花数、管状花长和花柱长均符合A-0模型,即无主基因控制,可能受环境影响比较大的多基因控制;而舌状花数、管状花宽、最深齿裂长符合B-1模型,即表现为加性—显性—上位性的两对主基因控制。托桂型菊花后代花器性状明显分离，亲优势值达极显著水平^[3]。并且张飞等同时对切花菊的花器性状进行了遗传分析，同样证明了上述观点^[4]。有实验对菊花花器性状在 F1 代的表型变异进行研究，并得出了多态性 SRAP 标记数据，首次报道了与菊花花器性状相关联的 SRAP 分子标记。通过单因素方差分析，共获得了与 5 个菊花花器性状显著关联的 26 个 SRAP 标记位点，筛选出与菊花花径、舌状花数、管状花数、舌状花长和舌状花宽显著相关联的 SRAP 标记位点，显著改善了菊花分子标记辅助育种工作的效率^[5]。

参考文献：

[1]张飞,陈发棣,房伟民,陈素梅,李风童.菊花花器性状杂种优势与混合遗传分析[J].中国农业科学,2010,43(14):2953-2961.

[2]张飞,房伟民,陈发棣,陈素梅.菊花观赏性状的配合力分析[J].园艺学报,2010,37(04):589-596.

[3]唐海强,张飞,陈发棣,房伟民,王楚楚,陈素梅.托桂型菊花花器性状杂种优势与混合遗传分析[J].园艺学报,2015,42(05):907-916.

[4]张飞,房伟民,陈发棣,赵宏波,贾文珂.切花菊花器性状的遗传变异与相关性研究[J].浙江林学院学报,2008(03):293-297

[5]张飞,陈发棣,房伟民,陈素梅.菊花花器性状在F_1代变异及相关联的SRAP分子标记[J].林业科学,2010,46(11):162-167..

研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析

1 材料与方法

试验材料:

供试材料为切花菊品种‘Q1-81’和‘蒙白’正反交（A表示正交‘Q1-81’ב蒙白’，B表示反交‘蒙白’בQ1-81’）得到的61个正交后代和40个反交后代。 两亲本均种植于江苏省南京农业大学中国菊花种质资源保存中心，101个杂交后代的获得及其培养情况如下：

2016年秋，以两个亲本互为父母本进行人工杂交。选取母本中发育良好的花蕾，在舌状花刚露色是去雄，即去除内轮两性管状花，同时剪取舌状花花瓣直至可见柱头（不能伤及柱头），用硫酸纸套袋。代母本柱头伸出并开叉呈锐角和分泌黏液时（去雄后3-5d），收集父本的新鲜花粉，用毛笔对母本进行授粉，套袋，次日重复授粉。得到种子后，次年4月初经穴盘点播，5月下旬单株实生苗编号定植于实验大棚并于2018年5月连同亲本扦插苗定植于实验大棚，进行常规管理。

菊花性状观测相关性状的观测于2018年10-11月份进行，观测性状包括株高（PH/cm）、节间长度（IL/mm）、节间数（NOI）、叶片长度（LL/mm）、叶片宽度（LW/mm）、最深缺刻深度（DND/mm）、缺刻数（NON）。观测方法如下：叶片长度和叶片宽度：取植株的中上部叶子，测量叶子最长和最宽的部分，单株重复3次；最深缺刻深度：取叶子缺刻最深的地方进行测量，单株重复3次。

杂种优势分析及显著性检验杂种优势分别以中亲优势和中亲优势率表示（Li Wu，1997）。杂交F1群体的平均数（Fm）与中亲值(Mid-parentsvalue，MPV)之差定义菊花各营养性状的中亲优势Hm，即 Hm = Fm－MPV。将 （Fm－MPV）/MPV×100%定义为中亲优势率（RHm）。其中，中亲值（MPV）为双亲某性状的平均值。采用SPSS 25进行基本描述性数据的统计分析及样本均值 t 检验。

菊花性状的混合遗传分析：

以两个正反交7个营养性状的平均值为基础进行混合遗传分析。由于栽培菊花本身为高度杂合的，两个品种之间的杂交F1代相当于林木植物上常用的“假-F2代”。因此，本研究的混合遗传分析采用盖钧镒等建立的植物数量性状混合遗传模型的主基因 多基因分析方法中的单个F2世代的分离分析方法，对菊花F1单株（株系）测量数据用A（一对主基因）、B（两对主基因）两类11种遗传模型配合表型次数分布求出各种遗传模型的极大似然函数值（Maximum likelihood value，MLV），由极大似然函数值计算出AIC（Akaike’sinformation criterion）值。然后通过AIC值选择供选的相对最佳模型，同时进行一组适合性检验，包括均匀性检验U2 1、U2 2、U2 3 ，Smirnov检验（nW2），Kolmogorov检验（Dn），根据AIC值最小原则和适合性检验的结果选择出最优模型。

根据最优模型采用最小二乘法估计出主基因的效应值、方差、主基因遗传率等遗传参数。

主基因遗传率：h2 mg=σ2 mg/σ2 p（h2 mg：主基因遗传率；σ2 mg：主基因方差；σ2 p：表型方差）。分析软件由南京农业大学国家大豆改良中心提供。