甘藍(lán)型油菜種子硫苷含量和脂肪酸組分全基因組關(guān)聯(lián)分析.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、油菜是重要的油料作物,菜籽油不僅是重要的食用油來源,榨油后的菜籽餅粕也是優(yōu)質(zhì)的植物蛋白飼料資源。隨著人民生活水平的不斷提高和油菜育種工作的深入發(fā)展,人們對油菜品質(zhì)也提出了更高的要求。因此,在現(xiàn)有油菜品質(zhì)基礎(chǔ)上,按照人們需求進行油菜品質(zhì)改良是油菜重要育種目標(biāo)之一。本研究以520份遺傳來源廣泛的甘藍(lán)型油菜品種和自交系為自然群體,利用甘藍(lán)型油菜60K SNP芯片對不同環(huán)境下硫苷、芥酸、油酸、亞油酸、亞麻酸和棕櫚酸6個品質(zhì)性狀進行了全基因組關(guān)聯(lián)

2、分析,通過分析與性狀顯著關(guān)聯(lián) SNP位點所定位的候選區(qū)間對候選基因進行了預(yù)測。
  本研究主要內(nèi)容包括:⑴甘藍(lán)型油菜硫苷含量與脂肪酸組分的表型變異:6個性狀在關(guān)聯(lián)群體材料間均存在廣泛變異,樣本遺傳多樣性豐富。其中,近70%的材料種子硫苷含量分布于20.00~50.00μmol·g?1范圍內(nèi),說明人為選擇在世界范圍內(nèi)油菜品質(zhì)育種中選育低硫品種發(fā)揮了重要作用;超過60%的材料種子油酸含量介于60%~70%之間,體現(xiàn)了油菜高油酸育種趨勢

3、。同時,脂肪酸組分之間也存在顯著的相關(guān)性。⑵群體結(jié)構(gòu)、親緣關(guān)系和連鎖不平衡分析:520份甘藍(lán)型油菜資源被劃分為P1和 P2兩個亞群。其中 P1包含463份(約89%)材料,主要為源自中國的品種與自交系;剩余57份被歸為P2類群,主要是國外品系。另外,在該關(guān)聯(lián)群體中,50.55%的任意兩份材料之間的親緣關(guān)系值為0,23.98%的親緣關(guān)系值介于0到0.2,說明群體中大部分材料之間沒有親緣關(guān)系或存在較弱的親緣關(guān)系,較好地控制了由于親緣關(guān)系存在

4、而產(chǎn)生的偽關(guān)聯(lián)。全基因組以及 A、C亞基因組的LD(r2)均隨物理距離的增加呈下降的趨勢,A亞基因組的衰減的速度快于 C亞基因組。當(dāng) r2的閾值設(shè)置為0.2時,A、C亞基因組的衰減距離分別為200 kb和750 kb,全基因組的衰減距離約為700kb。⑶硫苷含量與脂肪酸組分的關(guān)聯(lián)分析:在 Q+K模型下,基于分析獲得的34,103個 SNP標(biāo)記對該群體在兩個環(huán)境中硫苷含量與脂肪酸組分分別進行關(guān)聯(lián)分析(P<0.05/34,103)。兩個環(huán)境

5、中共檢測到15個與種子硫苷含量性狀顯著關(guān)聯(lián)的SNP位點,其中11個位點在兩年環(huán)境下共同檢測到,分別位于A8,A9,C3,C9染色體上,可解釋16.01%~33.50%的表型變異。脂肪酸組分關(guān)聯(lián)分析:兩個環(huán)境中共檢測到469個與油酸含量性狀顯著關(guān)聯(lián)的SNP位點,其中204個位點在兩個環(huán)境中被同時檢測到,可解釋3.64%~30.82%的表型變異。C亞基因組除 C1和 C6外均有分布,以及 A6、A8、A9染色體上有分布。兩個環(huán)境中共檢測到9

6、0個與亞油酸含量性狀顯著關(guān)聯(lián)的SNP位點,其中27個位點在兩個環(huán)境中被同時檢測到,分別位于 A8和 C3染色體上,可解釋5.03%~14.27%的表型變異。2013年檢測到13個與亞麻酸含量性狀顯著關(guān)聯(lián)的SNP位點,分布于A2、A9、C2、C4染色體上,可解釋5.13%~9.66%的表型變異。2014年環(huán)境下未檢測到亞麻酸含量顯著關(guān)聯(lián) SNP位點。兩個環(huán)境中共檢測到113個與棕櫚酸含量性狀顯著關(guān)聯(lián)的SNP位點,其中15個位點在兩個環(huán)境中

7、被同時檢測到,分別位于 A8和 C3染色體上,可解釋5.70%~11.76%的表型變異。2013年環(huán)境中檢測到24個與芥酸含量性狀顯著關(guān)聯(lián)的SNP位點,分別位于A8、A9、C2、C3染色體上,2014年檢測到1個顯著性位點,位于 C2染色體上,可解釋10.14%~26.09%的表型變異,兩個環(huán)境中無共同檢測到的位點。20個SNP標(biāo)記位點同時與兩種或兩種以上脂肪酸性狀顯著關(guān)聯(lián)。⑷硫苷與脂肪酸組分關(guān)聯(lián)候選基因分析:將與硫苷含量和脂肪酸組分顯

8、著相關(guān) SNP標(biāo)記位點比對到法國甘藍(lán)型油菜基因組上,通過提取油菜基因組中關(guān)聯(lián)區(qū)間(200kb左右)注釋基因信息,共定位3個與硫苷代謝途徑相關(guān)基因,15個與脂質(zhì)代謝相關(guān)基因。⑸硫苷含量相關(guān)候選基因的表達(dá)分析:以3對高硫、低硫材料不同的組織(子葉、下胚軸,葉片、莖)為材料,采用 qRT-PCR方法對候選基因BnGTR2,BnMYB28和 BnMYB34的表達(dá)模式進行分析。結(jié)果表明,BnGTR2和BnMYB28基因在高硫材料中的表達(dá)量均顯著高

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