甘藍(lán)型油菜莖桿菌核病抗性和木質(zhì)素含量、單體比例的相關(guān)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(yán)重影響我國油菜的產(chǎn)量和品質(zhì)，每年在我國造成的損失高達(dá)5％?30%。使用化學(xué)農(nóng)藥和改進(jìn)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(xué)農(nóng)藥還會(huì)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(xué)家的關(guān)注。目前，關(guān)于油菜菌核病抗病機(jī)制方面的研究有很多。木質(zhì)素作為次生細(xì)胞壁中的大分子結(jié)構(gòu)物質(zhì)，在植物抵抗真菌侵染時(shí)起到了非常重要的作用，故本文主要對(duì)甘藍(lán)型

2、油菜菌核病抗性和木質(zhì)素含量以及單體G/S之間的相關(guān)性進(jìn)行研究，并利用SNP高密度遺傳圖譜依次對(duì)菌斑大小、木質(zhì)素含量以及單體G/S進(jìn)行QTL定位。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對(duì)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(jìn)行鑒定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)2013年RIL群體相對(duì)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(duì)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(duì)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(yàn)的相對(duì)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(biāo)樣品。用硫代酸解法結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS)測(cè)定定標(biāo)樣品甘藍(lán)型油菜莖桿木質(zhì)素中G、S型

4、單體含量，統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明定標(biāo)樣品的變異范圍較大，3次重復(fù)的差異較小，可以用于近紅外建模。利用所測(cè)的化學(xué)值與采集獲得的近紅外光譜數(shù)據(jù)構(gòu)建甘藍(lán)型油菜莖桿木質(zhì)素中單體G/S分析模型，并用驗(yàn)證集檢驗(yàn)?zāi)Ｐ?，預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)偏差（SEP)為0.054，系統(tǒng)偏差（Bias)為0.009，相關(guān)系數(shù)為0.935，模型準(zhǔn)確性較高。⑶利用肖陽（2014)構(gòu)建的甘藍(lán)型油菜莖桿纖維組分含量的近紅外模型對(duì)RIL群體和F2代群體莖桿木質(zhì)素含量進(jìn)行預(yù)測(cè)，本試驗(yàn)中建立的單體G/S

5、模型預(yù)測(cè)RIL群體和F2群體莖桿木質(zhì)素中G/S，結(jié)果顯示莖桿木質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(duì)莖桿菌斑大小與木質(zhì)素含量、單體G/S進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果表明2013年 R IL群體莖桿菌斑大小與木質(zhì)素含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-

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

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

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