人工合成甘藍(lán)型油菜特長(zhǎng)角性狀的遺傳及分子生物學(xué)研究.pdf

1、人工合成甘藍(lán)型油菜是創(chuàng)建甘藍(lán)型油菜新種質(zhì)，獲得更多重要農(nóng)藝經(jīng)濟(jì)性狀的遺傳資源，利用人工合成種作為橋梁將一些近緣物種的有利性狀導(dǎo)入甘藍(lán)型油菜，可拓寬油菜的遺傳基礎(chǔ)并對(duì)其農(nóng)藝及經(jīng)濟(jì)性狀進(jìn)行改良。四川農(nóng)業(yè)大學(xué)油菜研究中心通過(guò)人工合成甘藍(lán)型油菜創(chuàng)造出了一群遺傳變異豐富新材料，并從中選育出了一些優(yōu)良的特異材料，如特長(zhǎng)角、高千粒重、多分枝以及大角大粒等優(yōu)良農(nóng)藝性狀的材料。本研究對(duì)人工合成甘藍(lán)型油菜獲得的特長(zhǎng)角油菜材料H218的角果長(zhǎng)度進(jìn)行了遺傳分析

2、，探討油菜角果長(zhǎng)度的遺傳變異規(guī)律，進(jìn)一步豐富油菜的理論基礎(chǔ)，改良現(xiàn)有油菜的角果長(zhǎng)度服務(wù)于生產(chǎn)，并從分子生物學(xué)方面，采用基因組原位雜交、DNA甲基化等技術(shù)分析了特長(zhǎng)角形成的可能因素。其主要研究結(jié)果如下：
　　 1、在特長(zhǎng)角“H218”的F2群體中，全果長(zhǎng)、果身長(zhǎng)、果喙長(zhǎng)均呈連續(xù)正態(tài)分布，顯示為多基因控制的數(shù)量性狀，全果長(zhǎng)最少受5對(duì)基因控制，果身長(zhǎng)最少受6對(duì)基因控制，果喙長(zhǎng)最少受2對(duì)基因控制。特長(zhǎng)角H218的全果長(zhǎng)、果身長(zhǎng)的廣義遺傳

3、力較高而狹義遺傳力相對(duì)較低，且狹義遺傳力均大于廣義和狹義遺傳力之差，表明基因的加性效應(yīng)遠(yuǎn)比非加性效應(yīng)對(duì)表型變異的貢獻(xiàn)更大。果喙長(zhǎng)的廣義遺傳力、狹義遺傳力均較低，表明他們能夠遺傳的部分所占比例較低。對(duì)F2群體進(jìn)行相關(guān)分析表明，全果長(zhǎng)與果身長(zhǎng)、果喙長(zhǎng)、每果粒數(shù)之間，果身長(zhǎng)與果喙長(zhǎng)、每果粒數(shù)之間均呈極顯著正相關(guān)，表明選擇長(zhǎng)角果性狀可間接增加角果的有效長(zhǎng)度和每果粒數(shù)。
　　 2、對(duì)H218特長(zhǎng)角系進(jìn)行三重測(cè)交分析，全果長(zhǎng)、果身長(zhǎng)和果喙長(zhǎng)

4、三性狀的Ⅰ、Ⅰ1、Ⅰ2的x2值均達(dá)到顯著，表明三性狀存在顯著的上位性效應(yīng)。全果長(zhǎng)、果身長(zhǎng)和果喙長(zhǎng)三性狀的和式、差式、和差式三種方差家系間均達(dá)極顯著水平，并且三性狀的i型互作、j和1型互作也達(dá)極顯著水平，說(shuō)明這三性狀是由這三種基因效應(yīng)共同作用的結(jié)果，其遺傳均符合加性-顯性-上位性模型，三性狀的i型互作的顯著性均大于j型和1型互作的顯著性，表明長(zhǎng)角果性狀通過(guò)不斷的自交是可以固定的，但也不能忽視j型和1型互作的變異。
　　 3、采用世

5、代均數(shù)法對(duì)特長(zhǎng)角H218進(jìn)行遺傳模型檢驗(yàn)和基因效應(yīng)分析的結(jié)果，全果長(zhǎng)、果身長(zhǎng)，果喙長(zhǎng)三性狀不符合簡(jiǎn)單的加性-顯性遺傳模型，符合加性-顯性-上位性模型，這與三重測(cè)交的結(jié)果一致。全果長(zhǎng)、果身長(zhǎng)和果喙長(zhǎng)三性狀均為[d]+[i]＞[h]+[l]，表明角果長(zhǎng)度性狀在F1代難以出現(xiàn)超親雜種優(yōu)勢(shì)。全果長(zhǎng)、果身長(zhǎng)的[d]＞[i]+[j]+[l]，基因加性效應(yīng)遠(yuǎn)比上位性效應(yīng)對(duì)表型變異的貢獻(xiàn)更大，但上位性效應(yīng)不可忽視，果喙長(zhǎng)的[d]＋[h]＞[i]+[j]

6、+[l]，基因的加性、顯性效應(yīng)遠(yuǎn)比上位性效應(yīng)對(duì)表型變異的貢獻(xiàn)更大，表明角果長(zhǎng)度性狀通過(guò)不斷的自交進(jìn)行輪回選擇，可以積累較多的有利基因。
　　 4、用主基因+多基因模型分析特長(zhǎng)角系H218的遺傳特性表明，全果長(zhǎng)、果身長(zhǎng)均以C模型為最適遺傳模型，即受加性-顯性-上位性多基因系統(tǒng)控制，未檢測(cè)到主基因效應(yīng)，表明全果長(zhǎng)、果身長(zhǎng)可通過(guò)輪回選擇集中增效基因或通過(guò)聚合回交轉(zhuǎn)移這些多基因。B1、F2的多基因遺傳率相對(duì)較高，B2的多基因遺傳率低，遺

7、傳參數(shù)因遺傳背景不同而異。果喙長(zhǎng)的遺傳模型、遺傳參數(shù)因遺傳背景不同而異。
　　 5、對(duì)特長(zhǎng)角H218進(jìn)行基因效應(yīng)對(duì)總遺傳變異的貢獻(xiàn)分析表明，全果長(zhǎng)、果身長(zhǎng)、果喙長(zhǎng)三性狀的加性效應(yīng)平方和大于顯性效應(yīng)平方和，角果長(zhǎng)度性狀的加性遺傳變異占世代間總變異的80％以上，加性效應(yīng)是世代間遺傳變異的主導(dǎo)因素，顯性效應(yīng)、上位性效應(yīng)對(duì)總遺傳變異的貢獻(xiàn)率也起一定的作用。表明角果長(zhǎng)度性狀通過(guò)輪回選擇是可在一個(gè)自交系中積累較多的有利基因，但也不能忽視顯性

8、效應(yīng)與上位性效應(yīng)的作用。
　　 6、用540對(duì)SSR引物對(duì)特長(zhǎng)角H218和普通長(zhǎng)度角果中油821的基因組DNA進(jìn)行篩選，結(jié)果有115對(duì)引物可以在兩親本間擴(kuò)增出差異帶譜，用有差異的115對(duì)引物在F2的長(zhǎng)、短角果基因池之間篩選出3對(duì)有差異的引物，即A05、J35、N05，表明這3對(duì)SSR引物與角果長(zhǎng)度性狀存在連鎖。經(jīng)軟件分析，A05、J35、N05三標(biāo)記間無(wú)連鎖關(guān)系，采用單標(biāo)記分析法進(jìn)行了t檢驗(yàn)，A05、N05兩標(biāo)記可能與控制角果長(zhǎng)

9、的QTL存在連鎖關(guān)系，而J35與控制角果長(zhǎng)的QTL不存在連鎖關(guān)系。
　　 6、對(duì)特長(zhǎng)角系及其后代的DNA甲基化進(jìn)行（MSAP法）分析結(jié)果表明，長(zhǎng)角果的總甲基化率低于普通長(zhǎng)度角果品系的總甲基化率，長(zhǎng)角果的全甲基化率低于普通長(zhǎng)度角果品系的全甲基化率，長(zhǎng)角果的半甲基化率低于普通長(zhǎng)度角果品系的半甲基化率，即長(zhǎng)角果的甲基化水平低于普通角果。特長(zhǎng)角果的去甲基化和次甲基化程度高于普通角果，普通角果的全、半甲基化和過(guò)或超甲基化程度高于長(zhǎng)角果。相

10、對(duì)較低的甲基化水平以及去甲基化程度的提高有可能是特長(zhǎng)角果形成的原因之一。
　　 7、采用GISH分析方法對(duì)特長(zhǎng)角變異系及其后代的染色體差異進(jìn)行分析結(jié)果表明，以白菜型油菜基因組作探針，用不同來(lái)源的甘藍(lán)型油菜作封阻DNA，特長(zhǎng)角H218都表現(xiàn)出了其與白菜型油菜的同源性高于普通角果與白菜型油菜的同源性，即H218的特長(zhǎng)角性狀可能與所用白菜型油菜提供的新特異基因有關(guān)；用白花芥藍(lán)基因組作探針，用不同來(lái)源的甘藍(lán)型油菜DNA作封阻，特長(zhǎng)角H2