甘藍型油菜開花時間和光周期敏感性的遺傳分析和QTL定位.pdf

1、開花是高等植物生長發(fā)育過程中一個關(guān)鍵性的環(huán)節(jié)，也是植物由基本的營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)向生殖生長的顯著標志。開花的早晚或開花時間的長短會較大影響植物果實的成熟、收獲時間和產(chǎn)量。植物的開花時間是一個遺傳基礎(chǔ)十分復(fù)雜的數(shù)量性狀，它受到植物內(nèi)部開花基因、激素水平、生理生化過程及外部環(huán)境因素(主要包括光周期和溫度)等的綜合調(diào)控。對春性甘藍型油菜而言，光周期對開花的影響遠遠大于溫度對開花的影響。光周期敏感性對春性甘藍型油菜的種植地理適應(yīng)性有較大的限制，例如光周

2、期敏感性較強的油菜品種(如本試驗的親本Q2)只有作為夏季作物種植在長日照地區(qū)才能保證菜籽的正常成熟和產(chǎn)量。開花時間和光周期敏感性的遺傳控制已經(jīng)在模式植物擬南芥和水稻及蕓苔屬植物、大豆、玉米、高粱、向日葵、燕麥等植物中被廣泛的研究，但是有關(guān)甘藍型油菜的光周期敏感性的遺傳規(guī)律及QTL定位研究尚未見報道。本研究通過小孢子培養(yǎng)技術(shù)構(gòu)建了來自于兩個分別對光周期表現(xiàn)穩(wěn)定弱敏感和強敏感的春性甘藍型油菜品種Hyola401與Q2的DH群體，將親本P<,

3、1>、P<,2>及DH群體連續(xù)兩年種植在具有長日照的和政和短日照的武漢和肇慶3地，利用數(shù)量性狀的主基因+多基因聯(lián)合分離分析方法對甘藍型油菜的開花時間和光周期敏感性進行了遺傳分析，同時利用QTLMapper1.6將控制開花時間的總遺傳因子分解為主效 QTL、上位性QTL和QTL與環(huán)境的互作，將控制光周期敏感性的總遺傳因子分解為主效 QTL和上位性QTL。主要結(jié)果如下： 1、在武漢大田配制了3個F<,1>組合： F<,1>(Hyol

4、a401×629甲)、F<,1>(Hyola401×Q2)、F<,1>(Hyola401×Surpass400)和1個F<,2>(Hyola401 自交)用來研究供體材料基因型對小孢子出胚率的影響，同時還利用組合F<,1>(Hyola401×Q2)研究了取樣時間、預(yù)培養(yǎng)溫度、預(yù)培養(yǎng)時間長度及秋水仙素濃度對出胚率或加倍效率的影響。結(jié)果表明：不同基因型組合間小孢子的出胚率差異極顯著(p<0.01)，最佳的取樣時間、預(yù)培養(yǎng)溫度、預(yù)培養(yǎng)時間長度

5、和秋水仙素濃度分別為上午7：30、32℃、48 h和50 mg/L。 2、在和政、武漢和肇慶，開花時間的最佳遺傳模型分別為G-1、E-1-1和E-1-6，即開花時間在這三地分別受3對加性．上位性主基因+多基因、2對加性-上位性主基因+多基因控制和2對累加作用主基因+多基因控制。主基因遺傳率分別為91.13％、63.05％和62.02％：多基因遺傳率分別為4.43％、1.58％和22.71％。光周期敏感性的最佳遺傳模型為E-1-5

6、，即光周期敏感性受2對隱性上位主基因+多基因控制。主基因和多基因遺傳率分別為50％和 37.5％。同時也估算了該DH群體的其他遺傳參數(shù)(表19)。綜上所述，甘藍型油菜的開花時間和光周期敏感性主要由2對或2對以上主基因+多基因控制，不同光周期條件下開花時間基因之間的互作模式有所不同。 3、利用從600多個DH系中隨機挑選的149個DH系構(gòu)成的DH群體構(gòu)建了一張甘藍型油菜的遺傳連鎖圖譜。在親本中共檢測到263個有多態(tài)性的遺傳標記，包

7、含88個SSR標記、101個SRAP標記及74個AFLP標記。其中248個分子標記分布于19條連鎖群(N1到N19)，總遺傳距離為 1634.7cM，標記間平均遺傳距離為6.6cM，標記偏分離比例達到27.6％(p<0.01)，主要集中在N4和N5連鎖群上，余下的 15 個標記不能被分配到任何連鎖群。 4、利用QTL分析軟件QTLMapper1.6對甘藍型油菜的開花時間進行了 QTL 定位分析，共檢測到3個主效QTL，位點(dt

8、f5、dtf11和dtf18)，總表型貢獻率為58.3％，5對包含有2個主效QTL(dtf5和dtf11)的上位互作效應(yīng)，解釋了15.3％的總表型變異，12對QTL與環(huán)境發(fā)生了互作，其中包含全部3個主效QTL，及4對上位互作QTL，總的表型貢獻率為11.8％。 5、共檢測到4個主效QTL位點(ps3，ps10，ps14和 ps18) 影響光周期敏感性，總表型貢獻率為53.3％，6對包含有2個主效QTL (ps3和ps18)的上位