高含油量甘藍(lán)型油菜遺傳圖譜的構(gòu)建及油脂含量等性狀QTL定位與分析.pdf

1、油菜是世界上最重要的油料作物之一，隨著全球?qū)Σ俗延托枨蟮目焖僭鲩L(zhǎng)以及對(duì)品質(zhì)要求的提高，提高含油量及改良菜籽油品質(zhì)成為當(dāng)前育種的主要目標(biāo)之一。解析含油量及相關(guān)性狀的遺傳基礎(chǔ)對(duì)培育高含油量和高品質(zhì)的品種具有重要的意義。本研究利用含油量差異大于10％的兩個(gè)親本墾C-8和N53-2，構(gòu)建了包含348個(gè)株系的DH群體（KNDH），以該群體為材料構(gòu)建了包含403個(gè)標(biāo)記的遺傳連鎖圖，并將群體進(jìn)行了九個(gè)環(huán)境的田間實(shí)驗(yàn)，考察了含油量、油酸、亞油酸、亞麻酸

2、、芥酸和飽和脂肪酸含量等性狀，在全基因組水平上對(duì)這些性狀進(jìn)行了QTL（Quantitative Trait Loci）的定位與分析。另外，為了將KN群體脂肪酸組分的定位結(jié)果與其他群體進(jìn)行比較，對(duì)TNDH群體進(jìn)行了六個(gè)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)。主要研究結(jié)果如下：
　?。?）高含油量甘藍(lán)型油菜遺傳連鎖圖的構(gòu)建及與擬南芥基因組的比較作圖。利用KN群體的兩個(gè)親本墾C-8和N53-2，對(duì)672對(duì)SRAP引物、1630對(duì)SSR等引物進(jìn)行多態(tài)性的篩選。用篩選

3、出的70對(duì)SRAP引物及470對(duì)SSR等引物對(duì)KN群體進(jìn)行基因型分析。利用Joinmap4.0軟件構(gòu)建了一張包含403個(gè)標(biāo)記的遺傳連鎖圖譜，該圖譜長(zhǎng)度為1783.9 cM，包括275個(gè)SSR、117個(gè)SRAP、10個(gè)STS和1個(gè)IFLP標(biāo)記。此外，以KN群體135個(gè)已知序列信息的SSR標(biāo)記和7個(gè)STS標(biāo)記作為錨定標(biāo)記，與擬南芥基因組進(jìn)行比較作圖，共定位了15個(gè)共線性區(qū)段和56個(gè)插入片段。
　　（2）KN和TN群體含油量及品質(zhì)性狀的

4、QTL檢測(cè)及分析。KN群體在九個(gè)環(huán)境中共定位了六個(gè)性狀的254個(gè)QTL（identified QTL），單個(gè)性狀定位到了34個(gè)（芥酸）至68個(gè)（含油量）identified QTL。用軟件BioMereator2.1將同一性狀在不同環(huán)境中定位到的置信區(qū)間重疊的identified QTL進(jìn)行整合，共得到96個(gè)一致性 QTL（consensus QTL），其中含油量、油酸、亞油酸、亞麻酸、芥酸和飽和脂肪酸的consensus QTL分別為

5、24、13、12、20、13和14個(gè)。TN群體在六個(gè)環(huán)境中共定位了10個(gè)性狀的282個(gè)identified QTL，單個(gè)性狀定位到了18個(gè)（花生酸）至37個(gè)（油酸）identified QTL。經(jīng)過整合，共得到175個(gè)consensus QTL，其中油酸、亞油酸、亞麻酸、芥酸、飽和脂肪酸、棕櫚酸、硬脂酸、花生酸、二十碳烯酸、二十二碳烷酸的consensus QTL分別為14、21、29、13、15、20、14、16、18和15個(gè)。

6、>　?。?）整合圖譜的構(gòu)建及KN群體含油量QTL與其他群體含油量QTL的比較。利用不同群體遺傳圖譜上共同的分子標(biāo)記，以 KN圖譜為參照?qǐng)D譜，利用元分析軟件BioMereator2.1的圖譜映射功能，將甘藍(lán)型油菜已發(fā)表的定位含油量的6個(gè)群體（7張遺傳圖譜）上的標(biāo)記映射到KN圖譜，構(gòu)建了一張包含1335個(gè)分子標(biāo)記的高密度整合圖譜，覆蓋整個(gè)基因組的2395.2 cM，標(biāo)記間的平均距離為1.8 cM。以該整合圖譜為基礎(chǔ)，將KNDH群體的含油量c

7、onsensus QTL與已經(jīng)報(bào)道的含油量QTL進(jìn)行比較分析，發(fā)現(xiàn)KNDH群體定位到的24個(gè)QTL中，有14個(gè)為新發(fā)現(xiàn)的QTL。
　?。?）Consensus QTL的整合及KN群體與TN群體品質(zhì)性狀QTL的比較分析。利用元分析的方法，將兩個(gè)群體中定位到的控制不同性狀的consensus QTL進(jìn)行整合。KN群體中有56個(gè)consensus QTL的置信區(qū)間相互重疊，整合得到18個(gè)唯一性QTL（unique QTL）；另外40個(gè)c

8、onsensus QTL未參與整合，總共獲得58個(gè)unique QTL。TN群體的175個(gè)consensus QTL中，有107個(gè)QTL的置信區(qū)間相互重疊，整合得到31個(gè)unique QTL；另外68個(gè)未參與整合，最后獲得99個(gè)unique QTL。將TN群體的unique QTL映射到KN群體，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)群體有16對(duì)unique QTL共定位。
　?。?）KNDH群體含油量及品質(zhì)性狀的上位性互作分析。利用軟件QTLNetwork2

9、.0和Genotype Matrix Mapping（GMM）對(duì)KN DH群體的含油量及品質(zhì)性狀進(jìn)行了上位性互作分析。QTLNetwork2.0軟件共檢測(cè)到了141個(gè)上位性互作對(duì)，單個(gè)互作對(duì)解釋表型變異的0.18–15.69％，其中AA類型的互作有31對(duì)，AN類型的互作有38對(duì)，NN類型的互作有72對(duì)。GMM軟件共檢測(cè)到了415對(duì)互作對(duì)，其中134對(duì)為兩位點(diǎn)之間的互作，281對(duì)為三位點(diǎn)之間的互作。將兩個(gè)軟件檢測(cè)到的互作對(duì)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)G