甘藍(lán)型油菜抗裂角性狀分析及其QTL定位.pdf

1、在收獲過程中油菜裂角落粒所造成的產(chǎn)量損失率通常在10%-30%。為了減少收獲過程中的損失，培育抗裂角、適合機(jī)械化生產(chǎn)需要的油菜品種已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。甘藍(lán)型油菜是我國生產(chǎn)上應(yīng)用的主要油菜類型，育種實(shí)踐要求首先進(jìn)行甘藍(lán)型油菜抗裂角的基礎(chǔ)理論研究。本研究主要內(nèi)容包括：建立抗裂角檢測(cè)體系和量化指標(biāo)、篩選抗裂角種質(zhì)資源、研究影響抗裂角的因素、構(gòu)建抗裂角作圖DH群體和對(duì)該性狀進(jìn)行QTL定位。主要研究結(jié)果如下：
　　 1、甘藍(lán)型油菜抗裂角檢測(cè)

2、方法的建立和抗裂角品種(系)的篩選
　　 1.1、對(duì)隨機(jī)碰撞法進(jìn)行了改進(jìn)，采用抗裂角指數(shù)作為抗裂角性狀的定量指標(biāo)，為該性狀的定量研究奠定了基礎(chǔ)。研究發(fā)現(xiàn)抗裂角指數(shù)在甘藍(lán)型油菜種質(zhì)資源中存在廣泛變異(0.0000-0.7675)，變異系數(shù)高達(dá)114.4%。在229份品系中，極易裂角和易裂角品系分別占59.38%和32.75%。篩選出抗裂角品系(抗裂角指數(shù)在0.7以上)2個(gè)(H155和98009)。
　　 1.2、研究表明，

3、通過改進(jìn)后的隨機(jī)碰撞測(cè)試(RIT)檢測(cè)的抗裂角指數(shù)是穩(wěn)定可靠的。品種(系)間的抗裂角指數(shù)差異達(dá)到極顯著水平，重復(fù)間、年份間以及品種(系)與年份的互作差異不顯著。
　　 1.3、相關(guān)分析結(jié)果表明，決定角果空間分布的性狀(果柄與主花序軸朝上夾角、果柄與角果朝上夾角和果柄長度)與抗裂角指數(shù)間不存在相關(guān)性。角果密度與抗裂角指數(shù)間存在極顯著的負(fù)相關(guān)?？沽呀侵笖?shù)與角果長度、角果寬度、角喙長度、角皮厚度和角粒數(shù)間均呈現(xiàn)極顯著的正相關(guān)。

4、　　 1.4、抗裂角品種與易裂角品種的角皮結(jié)構(gòu)存在明顯差異?？沽呀瞧贩NH155的殼狀果瓣的內(nèi)皮層細(xì)胞排列緊密、木質(zhì)化程度高、多層薄壁細(xì)胞也發(fā)生了木質(zhì)化，而且其殼狀果瓣中維管束多、木質(zhì)化程度高增強(qiáng)了殼狀果瓣的機(jī)械強(qiáng)度。易裂角品種Qva的殼狀果瓣比抗裂角品種的殼狀果瓣的機(jī)械強(qiáng)度低，更易于破裂。
　　 2、影響甘藍(lán)型油菜角果抗裂特性的因素分析
　　 2.1、遺傳因素是決定抗裂角指數(shù)差異的決定因素。研究表明，相同品種(系)抗裂

5、角指數(shù)在重復(fù)間差異不顯著，品種間差異極顯著，年份和地點(diǎn)間差異也不顯著。
　　 2.2、不同部位的角果抗裂角指數(shù)存在差異，變異系數(shù)在18.67%～93.57%之間。多數(shù)品種都是以下部第一分枝角果的抗裂指數(shù)最大。從第二分枝往上的分枝的角果的抗裂角指數(shù)差異不大。主花序中下部角果抗裂角指數(shù)相近，頂部角果的抗裂角指數(shù)分別比中部和下部角果小55.04%和60.43%。多數(shù)品種的主花序下部角果抗裂能力最強(qiáng)。
　　 2.3、抗裂角品種(

6、系)與易裂角品系在含水量降低的過程中，抗裂角指數(shù)的變化存在差異。在角果脫水過程中，易裂角品系Qva的抗裂角指數(shù)迅速下降，而抗裂角品系在脫水初期和后期抗裂角指數(shù)下降都較慢。研究發(fā)現(xiàn)角果相對(duì)含水量與抗裂角指數(shù)間呈一次直線回歸關(guān)系(y=0.0149x-0.4779，R2=0.4284)，即油菜的抗裂角指數(shù)隨角果相對(duì)含水量的增加直線上升。
　　 3、油菜游離小孢子培養(yǎng)技術(shù)的改進(jìn)
　　 3.1、將取樣時(shí)間從初花后提前到初花前9天，

7、產(chǎn)胚量達(dá)到15.60～34.08個(gè)/花蕾，與傳統(tǒng)取樣時(shí)間產(chǎn)胚量沒有顯著差異。采用在活體植株上摘取適合大小的花蕾替代在室內(nèi)折斷的花序上摘取花蕾，二者培養(yǎng)的出胚率差異不顯著。但是該方法可以讓較小的花蕾繼續(xù)生長，大幅度減少供體植株數(shù)量，保證取樣花蕾具有相同遺傳背景。
　　 3.2、利用13%蔗糖溶液替代傳統(tǒng)的Bs培養(yǎng)基作為小孢子提取液，二者提取的小孢子出胚率差異不顯著。可以節(jié)省試劑和配置培養(yǎng)基所消耗的人力。改進(jìn)后的培養(yǎng)程序直接將懸浮在

8、NLN培養(yǎng)基中的小孢子置于32℃的培養(yǎng)箱中暗培養(yǎng)至有胚狀體出現(xiàn)，使得出胚時(shí)間較傳統(tǒng)方法提前4天，而胚狀體產(chǎn)量幾乎相同。
　　 4、甘藍(lán)型油菜遺傳連鎖圖譜構(gòu)建及抗裂角性狀的QTL定位
　　 4.1、H155(P1)、P2(Qva)及F1、F2、BC1 F1、BC2目的抗裂角指數(shù)呈連續(xù)分布。DH系的抗裂角指數(shù)的次數(shù)分布偏向易裂角親本，呈現(xiàn)連續(xù)復(fù)合正態(tài)分布，抗裂角性狀是受微效基因控制的數(shù)量性狀。
　　 4.2、利用Jo

9、inMap3.0進(jìn)行連鎖分析，構(gòu)建了一張包含175個(gè)標(biāo)記位點(diǎn)的遺傳連鎖圖譜。這些標(biāo)記分布在19個(gè)連鎖群上，覆蓋甘藍(lán)型油菜1382.8 cM，平均標(biāo)記間距7.9 cM。連鎖群的遺傳距離從33.5 cM到107.7 cM不等，連鎖群上的標(biāo)記從4個(gè)到20個(gè)。
　　 4.3、當(dāng)LOD>2.0時(shí)，在鄭州點(diǎn)檢測(cè)到9個(gè)抗裂角性狀有關(guān)的QTL，分別位于N1、N7、N8、N15和N18五個(gè)連鎖群上，對(duì)表現(xiàn)型的總貢獻(xiàn)率達(dá)到49.0%。這9個(gè)QTL間

10、存在上位性互作，對(duì)表現(xiàn)型的貢獻(xiàn)率達(dá)到45.9%。鄭州點(diǎn)QTL及其互作效應(yīng)對(duì)表現(xiàn)型的貢獻(xiàn)率為94.9%。在武漢試點(diǎn)檢測(cè)到4個(gè)與抗裂角指數(shù)有關(guān)的QTL，它們分別位于N1、N4、N7和N18四個(gè)連鎖群上，對(duì)表現(xiàn)型的總貢獻(xiàn)率為38.6%。這4個(gè)QTL間存在上位性互作，而且對(duì)表現(xiàn)型的互作達(dá)到12.8%。武漢點(diǎn)QTL及其互作效應(yīng)對(duì)表現(xiàn)型的貢獻(xiàn)率為51.4%。
　　 4.4、在鄭州檢測(cè)出的3個(gè)QTL在武漢被重復(fù)檢出。在鄭州檢測(cè)出的位于N1連鎖

11、群的qSSRI2在武漢重復(fù)檢出(qSSRI10)。在鄭州檢測(cè)出的位于N7連鎖群的qSSRI4也在武漢重復(fù)檢出(qSSRI12)。在鄭州檢測(cè)出的位于N18連鎖群的qSSRI9在武漢重新檢出(qSSRI13)。
　　 4.5、本研究定位的QTL結(jié)果與Raman等(2011)利用關(guān)聯(lián)分析檢測(cè)出的SSR標(biāo)記結(jié)果一致性較好。而Raman等(2011)的結(jié)果與擬南芥和蕓薹屬作物的育角果開裂有關(guān)的轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析結(jié)果一致(Jaradat et a