甘蓝型油菜苗期营养体性状QTL定位以及杂种优势分析

论文摘要

杂种优势的利用已经成为提高作物产量、改良作物品质、增加作物抗逆性的一个重要途径。这些农艺性状大多是数量性状,性状表现受到许多微效基因控制,同时受到农作物整个生长周期中环境变化的影响,实际上是微效多基因在环境变化过程中的最终表现。本研究以油菜苗期营养体性状为对象,利用甘蓝型油菜组合Quantum×No.2717-17构建两个永久群体来研究数量性状的遗传基础。两个永久群体:一个是由F1经过小孢子培养得到的、由258个DH系组成的DH群体,另一个是以DH群体为基础群体,在DH系间配制360个杂交组合、由此获得的F1植株组成的“永久F2群体”（Immortalized F2,IF2）。基于现有的遗传图谱,利用植物水溶液培养方法研究甘蓝型油菜苗期的营养体性状,进行营养体性状的相关QTL定位以及上位性检测,主要结果如下:1.DH群体和“永久F2”群体变异丰富,营养体性状表现出明显的超亲分离,同时表现为正态分布。两群体的性状环境间均表现出显著差异,基因型与环境互作显著。“永久F2”群体中性状杂种优势均表现出极大的分离,杂种优势值表现为正态分布。2.应用复合区间作图法对DH群体和“永久F2”群体进行QTL定位。QTL数目因性状以及环境而异,从0-6个不等;茎叶总重共定位了34个QTL,其中至少检测到两次的QTL有3个,根重共检测到28个QTL,其中至少检测到两次的QTL有2个。3.无论是高值亲本,还是低值亲本,都包含有对性状表现型起增效或者起减效作用的等位基因。一些QTL仅在一个群体中检测到,表现出群体特异性。4.对比产量相关性状,发现茎叶总重和根重间相关性较高,但与成熟期农艺性状和产量性状相关性不高;分别在连锁群N3、N4、N7、N9、N10、N11、N12、N14、N17、N18和N19上发现同时与营养体性状和成熟期农艺性状以及产量性状有关的QTL。5.对DH群体采用混合模型的复合区间作图法,茎叶总重在七个环境下共检测到62个上位性QTL（Epistatic QTL,E-QTL）;环境间仅检测到2个相同的E-QTL。根重定位到的E-QTLs数量为57个,环境间相同的E-QTLs未检测到。对比单位点QTL,环境间和性状间检测到较少的相同的E-QTL,表明E-QTL更易受环境影响。部分单位点QTL也参与了位点间互作。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 文献综述
• 1.1 作物杂种优势及其相关机理的研究
• 1.1.1 杂种优势现象
• 1.1.2 作物杂种优势遗传机理的研究
• 1.1.2.1 解释杂种优势的两个经典假说
• 1.1.2.2 解释杂种优势机理的其他理论
• 1.1.3 分子生物学技术在研究作物杂种优势机理中的应用
• 1.1.3.1 遗传差异与杂种优势
• 1.1.3.2 QTL定位研究与杂种优势
• 1.1.3.3 基因表达调控与杂种优势
• 1.2 数量性状基因定位
• 1.2.1 数量性状的特点及其遗传规律
• 1.2.2 数量性状分子标记定位
• 1.2.2.1 遗传标记
• 1.2.2.2 QTL作图群体
• 1.2.2.3 QTL初步定位方法
• 1.2.2.4 QTL精细定位和克隆
• 2 研究目的及意义
• 3 材料与方法
• 3.1 材料
• 3.2 方法
• 3.2.1 连锁图的选用
• 3.2.2 实验群体溶液培养
• 3.2.3 群体表型分析
• 2群体相关生长性状的QTL定位'>3.2.4 DH群体以及IF₂群体相关生长性状的QTL定位
• 3.2.5 上位性检测
• 4 结果与分析
• 2群体营养体性状值及其分布'>4.1 DH群体和IF₂群体营养体性状值及其分布
• 4.2 环境间性状变异分析
• 4.3 相关分析
• 4.4 性状QTL分析
• 4.5 上位性分析
• 5 讨论
• 5.1 对于应用植物水溶液培养法研究植物体苗期营养体性状应注意的问题
• 2"群体在甘蓝型油菜QTL定位中应用的可行性'>5.2 "永久F₂"群体在甘蓝型油菜QTL定位中应用的可行性
• 5.3 本研究QTL的特点
• 5.4 甘蓝型油菜苗期的杂种优势
• 参考文献
• 致谢