甘藍(lán)型油菜種子不同組織油脂無(wú)損3D定量成像及其相關(guān)性狀QTL定位.pdf

1、油菜是中國(guó)第一大油料作物，提高種子含油量是當(dāng)前油菜育種的主要目標(biāo)。種子含油量是典型的數(shù)量性狀且易受環(huán)境影響，QTL定位是探究其遺傳機(jī)制的有效方法。當(dāng)前測(cè)定種子含油量的方法或是有損的，或不能定量揭示種子內(nèi)油脂分布情況，另外與種子不同組織含油量相關(guān)的QTL也不知道。此外，研究表明種子含油量和種子顏色之間存在顯著的關(guān)聯(lián)，研究種子相關(guān)性狀對(duì)提高種子含油量具有重要的意義。本研究以KN DH群體為材料，利用核磁共振油脂無(wú)損三維定量成像技術(shù)（MRI）

2、定量分析了種子內(nèi)油脂分布和不同組織含油量，利用籽粒表型分析方法分析了粒色、粒型、粒重等種子相關(guān)性狀，并進(jìn)行了QTL定位，以期為揭示油菜種子含油量形成機(jī)理奠定基礎(chǔ)。獲得的主要研究結(jié)果如下：
　　1、油菜種子油脂無(wú)損三維定量成像。通過(guò)MRI對(duì)不同含油量的油菜種子分析，發(fā)現(xiàn)油菜種子各組織都存有油脂，但分布不均勻，從外子葉、內(nèi)子葉、軸到種皮，油脂含量逐漸降低。同時(shí)各組織內(nèi)部油脂分布也不均勻，內(nèi)外子葉中部都有一條油脂含量很低的暗帶。定量分析

3、表明，分別有90％、3%、6%左右種子油來(lái)自子葉、種皮和軸。子葉、種皮、軸在種子中的體積占比分別為70%、20%、10%左右。
　　2、各脂肪酸組分與種子不同組織之間相關(guān)性分析。通過(guò)氣相色譜法（GC）測(cè)定不同含油量種子不同組織總油脂及各脂肪酸組分含量，發(fā)現(xiàn)各組織含油量占比和種子含油量之間沒(méi)有顯著關(guān)聯(lián)?；谙嗤?shù)油菜種子，發(fā)現(xiàn)低油種子總含油量有時(shí)候超過(guò)高油種子。各脂肪酸組分含量和種子含油量之間沒(méi)顯著關(guān)聯(lián)，但是卻與種子不同組織存在顯

4、著關(guān)聯(lián)。
　　3、種子不同組織含油量及油相關(guān)性狀相關(guān)性分析。利用MRI共獲取24組與KN DH群體種子不同組織含油量及油相關(guān)性狀，各性狀表型值基本趨向正態(tài)分布。經(jīng)相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)種子總含油量、平均含油量和各組織總含油量、平均含油量都極顯著正相關(guān)，且相關(guān)性都是外子葉>內(nèi)子葉>軸>種皮；各組織體積與種子體積相關(guān)性大小依次為外子葉>內(nèi)子葉>種皮>軸；各組織總含油量、平均含油量和體積之間都顯著正相關(guān)；外子葉與內(nèi)子葉、種皮與軸之間的關(guān)聯(lián)強(qiáng)度高

5、于其它組織。
　　4、KN DH群體種子不同組織含油量及油相關(guān)性狀QTL檢測(cè)及分析。基于高密度遺傳圖譜共定位到84個(gè)控制種子不同組織含油量及油相關(guān)性狀的identified QTL位點(diǎn)，分布在12條連鎖群（A1、A3、A4、A5、A6、A8、A9、A10、C1、C2、C3、C9）上，數(shù)量分別為1-24個(gè)，其中A9上數(shù)量最多；各性狀定位的位點(diǎn)數(shù)為1-7個(gè)，解釋表型變異范圍為5.22%-15.00%。84個(gè)identified QTL

6、整合成48個(gè)unique QTL，其中17個(gè)有兩個(gè)或兩個(gè)以上性狀共定位。經(jīng)油菜基因組比對(duì)及擬南芥數(shù)據(jù)庫(kù)注釋?zhuān)埠Y選到86個(gè)和脂肪酸延長(zhǎng)、油脂合成相關(guān)油菜候選基因，其中很多是組織特異性候選基因。
　　5、種子粒色、粒型、粒重、含油量等種子相關(guān)性狀相關(guān)性分析。結(jié)合含油量，共獲取籽粒顏色、大小、圓度、粒重、質(zhì)量密度和油密度等12個(gè)種子相關(guān)性狀。各個(gè)性狀表型值（籽粒顏色除外）基本趨向正態(tài)分布。籽粒顏色基本呈現(xiàn)雙峰分布。經(jīng)相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)籽粒

7、重和籽粒大小、籽粒顏色之間顯著正相關(guān)，籽粒顏色和含油量、籽粒重、籽粒大小之間顯著正相關(guān)，籽粒含油量和籽粒顏色、籽粒圓度顯著正相關(guān)，表明可通過(guò)選育圓形黃色大粒種子來(lái)培育油菜高油品種。
　　6、KN DH群體種子相關(guān)性狀QTL檢測(cè)及分析?；诟呙芏冗z傳圖譜共定位到117個(gè)控制種子相關(guān)性狀的identified QTL，分布在除A1、A3、A10、C4、C7之外的14條連鎖群上，數(shù)量分別為1-23個(gè)，其中A9、C5上數(shù)量最多；各性狀定位

8、的位點(diǎn)數(shù)為7-18個(gè)，解釋表型變異為4.09%-41.12%。117個(gè)identified QTL整合成64個(gè)unique QTL，其中28個(gè)為兩個(gè)或兩個(gè)以上性狀共定位的unique QTL。除了籽粒長(zhǎng)，其它與種子相關(guān)性狀都鑒定到解釋表型變異超過(guò)10%的主效位點(diǎn)。發(fā)現(xiàn)兩個(gè)同時(shí)控制含油量、籽粒顏色的主效QTL位點(diǎn)，uqA9-5為qOC-14DL9-1(9.49%)、qOC-13DL9-4(17.36%)、qSC-14DL9-2(41.12