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烟草(Nicotiana tabacum L.)是茄科(Solanaeeae)烟属(Nicotiana)一年或多年生的重要经济作物,同时也是最早应用于分子生物学和基因工程研究的模式植物之一。分子标记是遗传作图、基因定位、基因组比较、遗传多样性分析等遗传研究的重要工具。由于为异源四倍体,基因组巨大,遗传基础狭窄,多态性水平低,因此烟草的分子标记开发和利用研究相当滞后,严重制约了烟草(尤其是烤烟)的遗传研究和分子育种。SSR是上世纪90年代发展起来的基于PCR技术的分子标记,它具有在基因组中分布均匀、数量众多、重复性好、简便可靠、多态性信息丰富、呈共显性遗传等优点,被广泛地运用于生命科学的各领域中。因此,在烟草中大规模开发SSR标记,无论在烟草遗传图谱构建、基因定位和克隆、基因组结构和起源进化研究方面,还是在烟草标记辅助育种方面都具有十分重要的意义。本研究基于部分烟草基因组和EST数据,大规模开发了烟草SSR标记,并将SSR标记应用于烤烟分子遗传图谱的构建和烤烟6个与产量相关农艺性状的QTL定位方面的研究。主要结果如下：1、利用美国烟草基因组计划(Tobacco Genome Initiative:TGI)已公布的部分烟草基因组数据和公共数据库(NCBI和TIGR)上的烟草EST序列,开发了5,167对烟草SSR引物。有4,886对引物能扩增出目的条带,其中1,365对为基因组SSR引物(被命名为TM系列标记),3,521对为EST-SSR引物(被命名为TME系列标记)。有676个(49.52%)TM标记和216(6.13%)个TME标记在8个烟草品种中检测到多态。每个有多态的TM/TME标记的等位基因数和多态信息含量(PIC)的变化分别为2-6/2-4和0.219～0.781/0.219～0.656,平均为2.88/2.20和0.413/0.298。2、利用总计10,005对SSR引物(本实验室开发的4,886对TM/TME引物和Bindler等(2011)公布的5,119对PT引物)对一个含207个株系的DH群体及其双亲进行多态性分析,共获得613个清晰度高、重复性好的多态性标记。利用作图软件JoinMap v4.0进行连锁关系分析,构建了一个含有611个SSR标记,总长度为1882.1cM,相邻标记间平均距离为3.08cM的遗传连锁图。该图谱包含24个连锁群,单个连锁群的标记数为13-58,遗传距离为28.1～120.5cM,标记间平均距离为1.87～5.33cM。标记在整个连锁群中分布比较均匀,没有标记聚集在一起的现象。这是首张基于SSR标记构建的相对饱和的烤烟分子遗传连锁图谱。3、通过借助于在两个图谱中相同的SSR标记(PT系列标记),将本研究构建的基于相同烟草栽培类型(两个烤烟)品种杂交的遗传图谱与基于不同烟草栽培类型(烤烟和特殊烟草)品种杂交的遗传图谱进行了比较分析。两个图谱间共线性分析的结果表明,在不同的烟草类型间可能会有较大的染色体结构的变化。4、以新构建的烤烟SSR遗传图谱为基础,利用DH群体的表型数据,通过复合区间作图法(CIM)对与烤烟产量相关的6个农艺性状进行了QTL定位分析,在20条连锁群上(第9,16,21和23连锁群除外)共检测到69个QTL。检测到控制株高(PH)和节距(IL)的QTL各13个,分别分布于10和9条连锁群上；检测到9个控制茎围(SG)的QTL,分布在8条连锁群上；检测到10个控制叶片数的QTL,分布在9条连锁群上；检测到控制最大腰叶宽(WWL)和最大腰叶长(LWL)的QTL各12个,分别分布于7和10条连锁群上。与目标性状紧密连锁的分子标记是进行分子标记辅助选择(MAS)的基础。本研究为其中三个性状(IL、PH和WWL)中的四个QTL检测到了紧密连锁的分子标记,为利用这些QTL进行分子标记辅助选择育种奠定了基础。