花生含油量及脂肪酸组成的QTL分析

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lujun3
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花生(Arachis hypogaea L.)是世界范围内广泛种植的油料作物和经济作物,在保障食用油供给安全方面具有重要作用。高产优质花生品种的作用越来越受到人们的重视。在扩大种植面积和提高产量来增加产油量潜力有限的条件下,提高花生含油量是当前育种的主要目标。花生油含有的主要脂肪酸中,油酸是一种对人体营养有利等具有多种优势的脂肪酸,而棕榈酸含量过高对人体不利。因此,高油酸育种便成为了花生脂肪酸改良的重要途径。进行含油量和脂肪酸组成QTL研究,可以为花生高油和高油酸育种提供重要的理论基础。本研究以高油亲本徐花13和低油亲本中花6号杂交构建的重组自交系群体为材料,构建了花生SSR标记遗传图谱。在此图谱的基础上结合含油量和脂肪酸表型值进行QTL定位分析。取得的主要结果如下:1.利用9121对SSR引物筛选多态性,848对在双亲中表现出多态性。以含有187个家系的F5为作图群体,通过SSR分子标记分析,构建了一张包含20个连锁群807个SSR位点的花生遗传连锁图谱。图谱总长1639.78cM,标记平均间距为2.03cM。各连锁群上标记数范围为7-92个,长度变动在29.96-133.92cM之间,标记间平均距离变异范围为0.79cM-4.90cM。比较发现该图谱与Shirasawa等(2013)整合图谱具有较好的一致性。2.连续2年多次重复对亲本和RIL群体含油量和脂肪酸组成进行了测试,结果显示,母本徐花13在含油量、硬脂酸和油酸等含量上均显著高于父本中花6号,棕榈酸和亚油酸均低于父本。RIL群体所有性状变异均超出了亲本间差异,含量范围分布为正态分布,表现为数量性状的遗传特点。硬脂酸、亚油酸、花生烯酸和二十四碳烷酸变异幅度较大,变异系数均超过10%,而含油量的变异幅度较小,两年变异系数分别为3.82%和3.10%。含油量与脂肪酸组成之间,除含油量与硬脂酸、花生酸和花生烯酸极显著相关外,其余不显著;而脂肪酸组成之间表现出更高的相关性,两年结果表现基本一致。含油量和脂肪酸组成在年份间均存在极显著差异,基因型和环境之间也存在极显著的互作效应。通过RIL群体构建和表型鉴定分析,获得了1份高油种质和2份高油酸低棕榈酸种质。3.用构建的SSR分子标记遗传图谱,结合2014年和2015年表型值进行含油量和脂肪酸含量QTL定位。利用QTLNetwork2.0软件对两年数据分别进行检测,2014年共检测到17个QTLs,贡献率在6.16%-32.06%之间;2015年检测到9个QTL,贡献率在8.33%-41.96%之间。2年重复检测到的QTL有7个,包括与含油量相关的2个,贡献率为9.76%-22.00%;棕榈酸、硬脂酸、花生酸、花生烯酸和二十四碳烷酸等各1个,贡献率在8.73%-41.96%之间。为了进一步研究环境效应以及环境与基因型的互作效应,用QTLNetwork2.0软件对2年性状同时进行QTL定位分析,共检测到21个QTLs,分布在连锁群A05、A08、B01、B03、B04、B05、B08和B10上。在油酸和亚油酸中各检测到1对上位性QTL,仅在两个位点互作,且互作位点相同。在剔除与含油量显著相关的硬脂酸、花生酸和花生烯酸的效应后,对含油量进行QTL分析,结果表明,qOCA08通过调控花生酸来影响含油量,而qOCB03不受硬脂酸、花生酸和花生烯酸的影响,表现为主效QTL,有进一步研究的价值。4.比较分析发现,控制不同性状的QTL被定位在同一染色体的相同或相邻区段。本研究共检测到5个区段与2个以上性状QTL相关,区段内控制不同性状QTL具有相同或相反的效应方向,如染色体B10上AGGS1639-AHGS1795区段内存在与棕榈酸、油酸和亚油酸相关的QTL,qPAB10和qLAB10的加性效应为负,而qOAB10的加性效应为正。在A08染色体上存在含油量QTL的AGGS1383-TC1E7区段内也同时存在硬脂酸、花生酸和花生烯酸等相关的QTL。含油量与脂肪酸以及脂肪酸组成之间存在显著或极显著相关,而同一连锁群相同或相邻区段QTL聚集,说明控制数量性状的QTL位点的相关可能是引起性状间表型相关的原因。
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