结球甘蓝耐裂球性状遗传效应分析及QTL定位

论文摘要

结球甘蓝（Brassica oleracea var. capitata）（以下简称甘蓝）是我国普遍栽培的蔬菜作物之一，在我国蔬菜周年供应及出口贸易中占有重要地位。然而，甘蓝叶球在生长后期容易出现开裂现象，不仅影响外观品质和产量，还严重影响其商品性和耐贮藏性，给生产造成巨大的经济损失。目前对这一性状的选择主要是通过常规育种方法进行，依据这种方法选择的效率较低。深入研究这一性状的遗传规律，利用分子标记技术构建遗传图谱并对其进行QTL定位研究，将有助于加快甘蓝耐裂球新品种选育进程，大大提高育种效率。本研究应用6世代联合分离分析和DH群体分离分析主基因＋多基因两种混合遗传模型分别对甘蓝耐裂球性状进行遗传规律分析；用获得的DH群体为作图群体，采用SSR分子标记技术构建甘蓝遗传连锁图谱；利用该图谱进行耐裂球性状的QTL定位。为甘蓝耐裂球材料的创制和新品种选育提供理论依据和指导。主要研究结果如下：（1）以耐裂球性及主要农艺性状存在显著差异的甘蓝高代自交系P1（‘79156’极易裂球）和P2（‘96100’极耐裂球）为亲本，通过有性杂交和游离小孢子培养技术分别构建了源自相同亲本组合的6个世代群体（P1、P2、F1、B1、B2和F2）和含有157个株系的DH群体。（2）应用6个世代联合分离分析和DH群体分离分析主基因＋多基因两种混合遗传模型对甘蓝耐裂球性状进行遗传规律分析。经联合分离分析，2010和2011年两年结果均表明，耐裂球性状的最适遗传模型为E-0模型，即由两对加性-显性-上位性主基因＋加性-显性-上位性多基因控制。两对主基因均以加性效应为主，且存在明显的互作效应。2010年B1、B2、F2分离群体的主基因遗传率分别为67.3%、1.4%和59.1%，多基因遗传率分别为0、56.2%和0，遗传变异平均值占表型变异的60.9%，环境变异平均值占表型变异的39.1%；2011年B1、B2、F2分离群体的主基因遗传率分别为85.5%、22.3%和84%，多基因遗传率分别为0、24.3%和0，遗传变异平均值占表型变异的63.9%，环境变异平均值占表型变异的36.1%。2011年对DH群体分析结果表明，该DH群体耐裂球性状的最优遗传模型为G-0模型，即其遗传受三对加性-上位性主基因＋加性-上位性多基因控制，主基因遗传率为76.8%，多基因遗传率为10.77%。以上结果表明，该性状以主基因遗传为主，受环境影响较大，应该在早期世代进行选择，B1、F2主基因选择效率较高。（3）利用Joinmap4.0软件构建了一张包含9个连锁群，135个SSR标记，覆盖基因组长度为906.7cM的甘蓝遗传图谱。两标记间平均图距为6.7cM，各连锁群中标记数为3～24个，各连锁群覆盖基因组长度在32.0cM～189.5cM范围内，平均图距为3.3cM～10.7cM。图谱中的SSR分子标记在连锁群上分布不是均匀的，有8个连锁群上出现了间隔大于10cM的间隙，其中间隙最大的达34.8cM。另外，连锁图谱上还存在许多不同程度的标记密集区，在LG9上表现尤为明显。（4）应用MapQTL4.0软件，采用IM和MQM作图法，对甘蓝耐裂球性状进行QTL定位及遗传效应分析，共检测到4个QTL，位于LG4、LG5和LG9连锁群上。4个QTL的LOD值分别为3.38、3.08、4.03和4.3，贡献率大小分别为9.1％、9.1％、9.7％和10.5％，解释总的遗传变异为38.4％。加性效应值分别为10.84、9.20、-9.80和-10.81。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 植物数量性状遗传方法
• 1.1.1 经典数量性状遗传方法
• 1.1.2 数量性状主基因＋多基因遗传体系
• 1.1.3 数量性状基因定位（QTL）
• 1.2 植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型的应用
• 1.3 甘蓝类作物遗传图谱构建及 QTL 定位研究进展
• 1.4 植物裂果（球）研究进展
• 1.4.1 遗传因素
• 1.4.2 果实形态及解剖特征
• 1.4.3 内源激素及矿质营养
• 1.4.4 环境条件及栽培因素
• 1.5 甘蓝耐裂球性状鉴定时期、方法及标准
• 1.6 本研究的目的意义
• 第二章 甘蓝耐裂球性状遗传规律分析
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 试验材料
• 2.1.2 试验方法
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 DH 群体耐裂球性状的结果分析
• 2.2.2 6世代耐裂球性状的结果分析
• 2.3 本章小结
• 第三章 甘蓝遗传图谱的构建与分析
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 试验材料
• 3.1.2 试验方法
• 3.1.3 引物筛选、数据统计及图谱构建
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 基因组 DNA 的提取
• 3.2.2 SSR 引物的筛选
• 3.2.3 分子标记在 DH 群体中的检测结果
• 3.2.4 分子遗传图谱的构建
• 3.3 本章小结
• 第四章 甘蓝耐裂球性状的 QTL 定位
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 试验材料
• 4.1.2 田间试验设计及调查方法
• 4.1.3 数据整理和 QTL 分析
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 甘蓝 DH 群体耐裂球性状表型值及其遗传变异
• 4.2.2 甘蓝耐裂球性状的 QTL 定位与分析
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论与讨论
• 5.1 全文结论
• 5.2 讨论
• 5.2.1 甘蓝耐裂球性状的评价时期、方法及标准
• 5.2.2 甘蓝耐裂球性状的遗传分析
• 5.2.3 遗传图谱构建
• 5.2.4 QTL 定位
• 参考文献
• 附录
• 附图
• 致谢
• 作者简历