甘蓝型油菜A10连锁群含油量主效QTL定位

论文摘要

菜籽油不仅是重要的食用油,同时也是生物柴油的重要原料。因此,提高油菜的产量及菜籽的含油量具有重要的战略意义。油菜含油量性状是复杂的数量性状,其遗传机理还不清楚。用QTL作图不仅可以定位控制含油量性状的基因位点,研究其遗传机制,而且还可以找到与之紧密连锁的标记用于分子标记辅助育种。本研究以甘蓝型油菜“M201（高含油量）”דM202（低含油量）”构建的重组自交系群体（RILs）为材料,对甘蓝型油菜的种子含油量进行了QTL定位及互作分析。在此基础上,构建了A10连锁群种子含油量主效QTL近等基因系（NILs）,筛选到与含油量性状紧密连锁的分子标记,确定了该主效QTL的位置和效应,为用分子标记辅助选择高含油量基因奠定了基础。主要结果如下：1.分别在2009年武汉、2009年宜昌和2010年武汉三个自然环境下种植了RILsF6和RILsF7。在两年的三个环境条件中,RILs的种子含油量均表现超亲分离；且是一个遗传力高的性状,受环境影响较小。2.以前期研究中构建的RILF4遗传图谱对种子含油量进行全基因组的QTL扫描,在A10连锁群上共检测到5个种子含油量QTLs。其中qOC09WF4-A10-1的置信区与qOC09YF4-A10-1重叠,qOC09WF4-A10-2和qOC09YF4-A10-2的置信区与qOC10WF4-A10重叠。通过元分析,将A10连锁群上的种子含油量QTLs整合成了2个主效QTLs,分别是qOCF4-A10-1和qOCF4-A10-2。由于这两个QTL可在两个及两个以上环境下重复检测到,表明它们是比较稳定的QTL。另外,位于A6和A9连锁群的两个非QTL位点间存在加×加互作,且不受环境因素的影响。3.利用RILsF6群体分别构建了A9和A10连锁群的遗传连锁图谱。其中,A9连锁群长108.1 cM,包含56个SSR位点,标记间平均距离约为1.93 cM；A10连锁群长91.67 cM,包含44个SSR位点,标记间平均距离约为2.08 cM。用A9和A10的新图谱重新进行种子含油量QTL定位,在A10连锁群上定位到3个QTLs,其中qOC09YF6-A10-1的置信区与qOC10WE6-A10重合,故将其重新命名为qOCF6-A10。两位点互作分析检测到A9 （BrGMS 1056b～BrGMS25）和A10（BrGMS902～BnGMS9）上的两个QTL间存在加×加互作,但上位性效应很小。比较发现,qOCF6-A10置信区的标记包含了qOCF4-A10-1和qOCF4-A10-2置信区的标记,这间接地表明qOCF6-A10与qOCF4-A10-1和qOCF4-A10-2是同一个QTL,将其重新命名为qOC-A10。4.根据初步定位的结果及F4的基因型,通过采用重组自交系标记杂合策略,构建了一个由210个株系组成的A10-NILs群体——MH-A10-NILs。该群体的种子含油量呈连续性分布,整体上偏向高含油量亲本M201。5.在NILs群体中共检测到2个种子含油量QTLs——qOCNIL-1和qOCNIL-2。qOCNIL-1置信区包含BnGMS15N、BnGMS9和sORH13, qOCNIL-2置信区包含BoGMS197、BoGMS731和BnEMS965,这些标记与qOCF6-A10置信区的标记一致,进一步证实了A10连锁群上存在控制种子含油量的主效QTL。并且该目标QTL区段内的分子标记可用于辅助选育高含油量油菜品种。

论文目录

• 摘要
• Abstracts
• 缩略词表
• 1 文献综述
• 1.1 遗传标记与图谱构建
• 1.2 QTL作图
• 1.2.1 作图群体
• 1.2.2 QTL定位原理及方法
• 1.2.3 QTL精细定位
• 1.2.4 上位性及QTL与环境互作
• 1.2.4.1 上位性
• 1.2.4.2 QTL与环境互作
• 1.3 油菜遗传连锁图谱研究
• 1.4 油菜含油量的研究
• 1.4.1 甘蓝型油菜油分积累的遗传研究
• 1.4.2 与油分积累相关的基因
• 1.4.3 油菜含油量的QTL定位研究
• 1.4.4 含油量与环境的关系
• 1.4.5 含油量与蛋白质的关系
• 1.5 本研究的目的和意义
• 1.6 本研究的实验基础
• 1.7 木研究的技术路线
• 2 材料和方法
• 2.1 材料
• 2.1.1 重组自交系（RILs）群体
• 2.1.2 近等基因系（NILs）群体
• 2.1.3 标记来源
• 2.2 方法
• 2.2.1 RILs的种植及性状考察
• 2.2.2 NILs的种植及性状考察
• 2.2.3 总DNA提取
• 2.2.4 基因型检测
• 2.2.4.1 PCR扩增
• 2.2.4.2 垂直电泳
• 2.2.5 基因型的记录
• 2.2.6 遗传图谱的构建
• 2.2.7 表型数据分析
• 2.2.7.1 统计分析
• 2.2.7.2 QTL定位
• 2.2.7.3 作分析
• 2.2.7.4 QTL整合
• 3 结果与分析
• 3.1 亲本和RILs群体的种子含油量表型分析
• 3.2 品质性状间的相关分析
• 4图谱的结果与分析'>3.3 基于RILF₄图谱的结果与分析
• 3.3.1 全基因组QTL定位结果
• 3.3.2 全基因组位点互作分析
• 3.3.3 A10连锁群种子含油量QTL的整合
• 6图谱的结果与分析'>3.4 基于RILF₆图谱的结果与分析
• 3.4.1 种子含油量QTL的重新定位
• 3.4.2 A9和A10位点互作分析
• 3.5 MH-A10-NILs的构建及QTL定位
• 3.5.1 MH-A10-NILs群体含油量的表现
• 3.5.2 MH-A10-NILs的遗传图谱及QTL定位
• 3.5.3 连锁标记效应分析
• 4 讨论
• 4.1 甘蓝型油菜含油量QTL的定位
• 4.2 A10连锁群上的种子含油量QTL
• 4.3 甘蓝型油菜含油量的遗传机制
• 4.4 多环境试验的必要性
• 4.5 连锁标记的应用
• 参考文献
• 附录
• 致谢