论文部分内容阅读
甘蓝型油菜是我国最重要的油料作物之一。千粒重(Thousand Seed Weight,TSW)作为甘蓝型油菜单株产量的构成因素之一,是甘蓝型油菜遗传改良的重要目标。虽然前人研究检测到大量控制千粒重的数量性状位点(Quantitative Trait Loci,QTL),但多数研究只停留在初定位阶段,目前只有两个千粒重QTL被克隆。本研究通过构建大粒亲本ZY50和小粒亲本7-5的双单倍体(Double Haploid,DH)群体,对甘蓝型油菜千粒重进行了遗传解析,共检测到6个环境间稳定存在的主效QTL。同时,针对其中一个主效QTL cq SW.A03-2构建了近等基因系并开展了精细定位和候选基因分析。主要结果如下:1.甘蓝型油菜DH群体遗传连锁图谱的构建。利用ZY50和7-5组合的DH群体,构建了一张包含2,237个SNP(Single Nucleotide Polymorphism)标记和65个SSR(Simple Sequence Repeat)标记的高密度遗传连锁图谱。该图谱包含19个连锁群,总长度为1,951.5 c M,标记平均间距为0.85 c M。共线性分析表明,该连锁图谱19条连锁群和甘蓝型油菜的19条染色体完全对应,且与参考基因组物理图谱共线性较好。2.甘蓝型油菜千粒重的QTL定位。分别于2014和2015年在武汉和荆州两地考察DH群体千粒重,经QTL分析,共在4条连锁群上检测到29个千粒重QTL,单个QTL解释的表型变异为4.39%-13.70%。对不同环境中检测到的QTL进行整合,将其中24个QTL整合为6个环境间稳定存在的主效QTL。QTL效应分析表明,除cq SW.C02-1外,所有主效QTL的增效等位基因型均来自于大粒亲本ZY50。3.甘蓝型油菜千粒重主效QTLcq SW.A03-2的精细定位。以ZY50为受体亲本,7-5为供体亲本,构建了千粒重主效QTL cq SW.A03-2的近等基因系(Near Isogenic Line,NIL)。通过重组单株的后代家系验证,最终将cq SW.A03-2定位在61.6 kb的物理区间内,该区间包含18个预测的编码基因。利用包含505份甘蓝型油菜品系的自然群体开展候选基因关联分析,结果在Bna A03g37960D内检测到两个与千粒重显著关联的SNPs。NIL(ZY50)和NIL(7-5)之间产量相关性状无显著差异,表明cq SW.A03-2在提高NIL(ZY50)千粒重的同时,不影响其他产量性状,具有较大的应用潜力。4.cq SW.A03-2位点候选基因的序列分析和表达分析。序列分析表明,双亲在Bna A03g37960D编码区和转录调控区域均存在较大差异。近等基因系中基因表达分析表明,Bna A03g37960D在子房和种子发育早期表达量较高,且在子房和种子发育多数时期NIL(ZY50)中表达量显著高于NIL(7-5)。以上结果表明Bna A03g37960D可能为cq SW.A03-2的候选基因,并将其命名为Bna A.AHK2.a。在近等基因系中,Bna A.AHK2.a编码区和3’端为ZY50纯合基因型的单株中Bna A.AHK2.a表达量显著高于7-5纯合基因型的单株。我们推测可能存在转录后调控机制控制Bna A.AHK2.a基因表达量,进而调控甘蓝型油菜千粒重。对候选基因的功能验证工作正在开展中。