大白菜氮效率相关性状的QTL定位研究

论文摘要

白菜类作物是重要的芸薹属蔬菜和油用作物,在国民经济发展中的地位日趋重要,白菜类作物的氮高效利用已成为人们广泛关注的热点问题,选育氮高效利用品种是提高氮肥利用率最经济有效的途径。本研究利用一套氮高效利用的DH群体,在正常氮（10cM）和低氮（3cM）条件下,调查了大白菜的植株整体性状和叶片的性状,对不同播种时间QTL和相同播种的动态的QTL分析,主要结论如下:在两种氮水平下对植株的生长状况进行比较,发现在正常氮条件下的大白菜性状的指标均高于低氮条件下。亲本L144在两种氮水平下有较大差异Z16相对差异就较小,说明Z16在低氮条件下氮利用效率高于L144,在群体的各项指标中单叶重、有柄叶片面积这两个指标受氮肥的影响最大,说明他们是对氮肥较为敏感的性状。在单个氮环境下,亲本的性状指标接近于群体的平均值,群体中的各个指标有较大的变异。在春季播种的调查时间与秋季第一次调查的时间基本相同,不同播种时间检测到的性状比较发现春季检测到各项数据明显低于秋季第一次检测的结果,分析原因可能是在春季播种温度对白菜的生长起到了一定的胁迫作用,导致植株长势较弱,环境对QTL结果的影响较大,但是仍然检测到了比较重要的QTL。春季播种调查的性状共检测到11个QTL,没有检测到不同氮水平的共定位QTL,但与其他调查时间的存在共定位的QTL。其中在N-条件下单叶重检测到两个QTL,最高的贡献率为19.4%,并且与秋季第二次N+条件下的叶柄长宽比检测到的一个QTL共定位,推断单叶重的QTL在低氮条件下起主导作用。N-条件下的叶柄长宽比也与秋季第一次检测到的N+条件下的叶柄长度共定位。在秋季播种的两次不同时间的调查结果显示,两次调查的叶片性状均表现出了明显的差异而植株的性状仅是在秋季的第二次才表现出差异性,说明这些白菜具有一定对缺氮条件的耐性,而随着生长时间的持续,缺氮对植株生长的影响越来越强。对性状的动态QTL调查结果显示在秋季第一次的调查检测到的多为叶片的QTL,而在秋季第二次调查检测的植株整体性状的QTL有明显的增加。两次调查的结果共定位的QTL位点比较少,说明在不同时期氮效率控制点基因的表达是不完全相同的。秋季第一次调查检测到的QTL中部分性状在A01和A06上定位到的相同的位点,说明这些QTL可能是由相同的基因控制的。本实验中在低氮条件检测到的QTL位点可能是与氮效率在氮胁迫条件下的特异表达,从贡献率的角度来看,在两种氮水平下共同检测到的QTL位点,并且在低氮条件下的贡献率高于正常氮条件下的贡献率的也可能与氮肥的高效利用相关。这些位点将会对分子标记的育种起到一定的推动作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 植物氮吸收的基理及研究现状
• 1.1.1 植物氮的获得及转运
• 1.1.2 氮在农业中的重要性
• 1.1.3 氮肥生产供需矛盾
• 1.2 作物氮效率
• 1.2.1 氮效率的含义
• 1.2.2 氮效率研究现状
• 1.2.3 作物氮效率的研究手段
• 1.2.4 氮效率研究的生物学意义
• 1.3 作物数量性状基因座（QTL）研究进展
• 1.3.1 作物农艺性状的遗传特点
• 1.3.2 QTL 作图群体
• 1.3.3 QTL 定位的原理
• 1.3.4 基于分子标记的QTL 定位方法
• 1.3.5 主要农作物QTL 定位研究概况
• 1.3.6 QTL 的应用
• 1.4 白菜类作物的起源分布
• 1.4.1 白菜类作物的起源与演化
• 1.4.2 大白菜（Chinese cabbage，ssp. pekinensis）的起源与演化
• 1.4.3 普通白菜(（Pak Choi，ssp. chinensis）的起源与进化
• 1.4.4 菜薹（Caitai，ssp. Parachinensis）的起源与演化
• 1.4.5 塌菜类（Wuta-tsai, ssp. Narinosa）的起源与演化
• 1.4.6 日本水菜（Mizuna 和Mibuna,ssp.nipposinica）的起源与演化
• 1.4.7 意大利菜心（Broccoletto, ssp. Broccoletto）的起源与进化
• 1.4.8 芜菁（Turnip, ssp. Rapa）的起源与演化
• 1.4.9 油用白莱类作物（ssp. oleifera）的起源与进化
• 1.5 芸薹属作物农艺性状基因标记分析
• 1.5.1 与抗病性相关的基因标记
• 1.5.2 与春化要求和抽薹开花时间相关的基因标记
• 1.5.3 与脂肪酸成分相关的基因标记
• 1.5.4 与其它重要农艺性状相关的基因标记
• 1.5.5 芸薹属作物的比较作图研究
• 1.5.6 芸薹属作物的基因组结构和起源进化研究
• 2 材料与方法
• 2.1 供试材料
• 2.2 试验及目标性状的测定
• 2.2.1 生长条件
• 2.2.2 植株性状的调查方法
• 2.3 数据的统计分析
• 3 结果与分析
• 3.1 群体数据的简单统计
• 3.2 方差分析
• 3.3 相关性分析
• 3.4 QTL 分析
• 3.4.1 植株整体性状的QTL 分析
• 3.4.2 叶片性状的QTL 分析
• 3.5 QTL 的分布规律
• 3.5.1 共定位现象
• 3.5.2 成簇存在的现象
• 4 讨论
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表或接收的文章