甘藍型油菜莖桿菌核病抗性和木質素含量、單體比例的相關性及QTL定位研究.pdf

1、菌核病是我國油菜三大病害（菌核病、根腫病和病毒病）之一，嚴重影響我國油菜的產(chǎn)量和品質，每年在我國造成的損失高達5％?30%。使用化學農(nóng)藥和改進栽培措施在一定程度上可以減緩菌核病的危害，但其效果有限，且化學農(nóng)藥還會污染環(huán)境。因此，油菜菌核病的綜合防治和抗病育種研究已經(jīng)受到越來越多的科學家的關注。目前，關于油菜菌核病抗病機制方面的研究有很多。木質素作為次生細胞壁中的大分子結構物質，在植物抵抗真菌侵染時起到了非常重要的作用，故本文主要對甘藍型

2、油菜菌核病抗性和木質素含量以及單體G/S之間的相關性進行研究，并利用SNP高密度遺傳圖譜依次對菌斑大小、木質素含量以及單體G/S進行QTL定位。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對2013年重組自交系（Recombinant Inbred Line，RIL)群體、2014年RIL群體以及F2代群體莖桿菌核病抗性進行鑒定，結果發(fā)現(xiàn)2013年RIL群體相對感病度介于0.28?1.36之間，其平均值為0.83，變異系數(shù)為25.9%;2014年

3、RIL群體相對感病度介于0.34?1.33之間，其平均值為0.85，變異系數(shù)為23.6%。2014年F2代群體相對感病度介于0.25?1.90之間，其平均值為0.96，變異系數(shù)為32.9%。三次試驗的相對感病度均呈連續(xù)的正態(tài)分布，表明此性狀為典型的數(shù)量性狀，受多基因控制。⑵采集莖桿近紅外光譜數(shù)據(jù)，通過WINISI軟件篩選出75份莖桿材料作為定標樣品。用硫代酸解法結合氣相色譜-質譜法（GC-MS)測定定標樣品甘藍型油菜莖桿木質素中G、S型

4、單體含量，統(tǒng)計結果表明定標樣品的變異范圍較大，3次重復的差異較小，可以用于近紅外建模。利用所測的化學值與采集獲得的近紅外光譜數(shù)據(jù)構建甘藍型油菜莖桿木質素中單體G/S分析模型，并用驗證集檢驗模型，預測標準偏差（SEP)為0.054，系統(tǒng)偏差（Bias)為0.009，相關系數(shù)為0.935，模型準確性較高。⑶利用肖陽（2014)構建的甘藍型油菜莖桿纖維組分含量的近紅外模型對RIL群體和F2代群體莖桿木質素含量進行預測，本試驗中建立的單體G/S

5、模型預測RIL群體和F2群體莖桿木質素中G/S，結果顯示莖桿木質素含量、單體G/S均表現(xiàn)為連續(xù)的正態(tài)分布，也是受多基因控制的數(shù)量性狀。其中木質素含量在2013年RIL群體中分布范圍為4.20?11.80，其平均值為8.94，變異系數(shù)為18%;2014年 RIL群體中木質素含量介于6.02?11.63之間，其平均值為9.55，變異系數(shù)為10%; F2代群體中莖桿木質素含量介于4.23?13.44之間，其平均值為10.48，變異系數(shù)為12%

6、。2013年R IL群體中單體G/S介于0.75?1.40之間，其平均值為1.10，變異系數(shù)為10%;2014年R IL群體中單體G/S介于0.30?1.30之間，其平均值為0.80，變異系數(shù)為23%;2014年F2代群體中單體G/S介于0.45-4.25之間，其平均值為0.93，變異系數(shù)為16%。⑷對莖桿菌斑大小與木質素含量、單體G/S進行相關性分析，結果表明2013年 R IL群體莖桿菌斑大小與木質素含量呈極顯著負相關，相關系數(shù)為-

7、0.348，與單體G/S呈顯著正相關，相關系數(shù)為0.198;2014年R IL群體莖桿菌斑大小與木質素含量呈極顯著負相關，相關系數(shù)為-0.286，與單體G/S呈顯著正相關，相關系數(shù)為0.167。依次對兩年的R I L群體菌斑大小、木質素含量以及單體G/S進行相關性分析，結果顯示：菌斑大小之間呈極顯著正相關，相關系數(shù)高達0.865;木質素含量之間呈極顯著正相關，相關系數(shù)為0.219;單體G/S之間也呈極顯著正相關，相關系數(shù)為0.206，說

8、明兩年試驗結果比較一致，受環(huán)境影響較小。對2013年和2014年的RIL群體種子和蓮桿中的木質素含量進行相關性分析，結果顯示種子木質素含量和莖桿木質素含量之間均沒有達到顯著相關性。兩年的種子木質素含量之間達到極顯著正相關，相關性為0.724;莖桿木質素之間也呈極顯著正相關，相關性達到0.219。2014年 F2群體菌斑大小與木質素含量呈極顯著負相關，相關系數(shù)為-0.306，與單體G/S沒有顯著的相關性。為了進一步驗證植物體內(nèi)木質素含量和

9、菌核病抗性之間的關系，在巧代群體中各選取菌核病抗（感）材料2株進行冷凍切片染色，結果顯示菌核病感性植株（A、C)體內(nèi)木質素含量明顯低于抗性植株（B、D)。⑸結合SNP高密度遺傳圖譜對兩年的RIL群體莖桿菌斑大小、木質素含量以及單體G/S進行Q T L定位，共獲得20個QTL，分別位于A04、A05、A06、A08、C01、C03、C04、C06和 C07染色體上，其中9個和菌核病抗性相關的QTL，3個和木質素含量相關的QTL，8個和單體