甘藍(lán)型油菜無花瓣和脂肪酸的遺傳與分子標(biāo)記.pdf

1、油菜是我國主要油料作物，屬典型的十字花科植物，其花器官的特點(diǎn)是具有4枚花瓣。無花瓣油菜因缺失花瓣，能夠顯著提高油菜花期對光能的利用效率，并減輕菌核病的發(fā)生，已成為油菜高產(chǎn)、抗病育種的重要方向之一。以往對油菜無花瓣性狀的遺傳研究大多按照Buzza(1983)提出的方法，計算各植株的花瓣度，并以花瓣度10％作為區(qū)分有、無花瓣的臨界值，然而在雜交分離群體中，花瓣度的分布是接近連續(xù)的，難以用一個固定的值作為區(qū)分有、無花瓣的指標(biāo)，應(yīng)將花瓣度作為數(shù)

2、量性狀考察，按照數(shù)量性狀的研究方法進(jìn)行遺傳分析，并進(jìn)行無花瓣性狀的QTL定位。 油菜以收籽榨油為目的，含油量的高低決定著油菜品種的利用價值。菜籽油的主要脂肪酸組成包括棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、廿碳烯酸和芥酸等，脂肪酸組成的差異決定著油菜品種的食用價值和工業(yè)應(yīng)用價值。以往對含油量的研究較多，但由于研究材料及研究方法不同，得到的結(jié)果差異較大；對油菜脂肪酸組成中的芥酸和油酸的遺傳研究及基因克隆工作較深入，但其他脂肪酸的遺傳

3、及其分子標(biāo)記工作相對較薄弱，不同研究者獲得的結(jié)果差異較大，因此，有必要對油菜主要脂肪酸組成進(jìn)行遺傳分析及QTL定位工作，以利于油菜脂肪酸的進(jìn)一步改良。 本研究利用兩個純系親本雜交，構(gòu)建了該組合的6個基本世代(P<,1>、P<,2>、F<,1>、B<,1>、B<,2>和F<,2>)，利用主基因+多基因混合遺傳模型對無花瓣、種子含油量、主要脂肪酸組成等性狀進(jìn)行遺傳分析，探討各個性狀的遺傳模式，明確主基因效應(yīng)、多基因效應(yīng)及其遺傳率。以

4、BC<,1>F<,1>為作圖群體，利用RAPD、SSR和SRAP等標(biāo)記技術(shù)，構(gòu)建甘藍(lán)型油菜的分子標(biāo)記遺傳圖譜，并對無花瓣、種子含油量、主要脂肪酸組成等性狀進(jìn)行QTL，定位。主要研究結(jié)果如下： 1.甘藍(lán)型油菜無花瓣性狀的遺傳 甘藍(lán)型油菜無花瓣性狀的遺傳適合E-0模型，即2對加性-顯性-上位性主基因+加性-顯性一上位性多基因遺傳模型。2對主基因的加性效應(yīng)相等，但不同組合、不同年份的估計值有差異，加性效應(yīng)值為-11.13～-2

5、0.08；2對主基因的顯性效應(yīng)值在不同組合間存在差異，(APL01/NB6)雜交組合估計的2對主基因的顯性效應(yīng)值不同，其中1對基因的效應(yīng)值較大，而(APL01/M083)估計的2對主基因的顯性效應(yīng)值無差異；上位性效應(yīng)不同組合間表現(xiàn)也有差異，(APL01/NB6)組合以加加上位和加顯上位為主，(APL01/M083)組合以顯顯上位為主。主基因的遺傳率較大，為76.29％-94.13％，不同群體的估計值有差異，以B<,1>世代的估計值較大，

6、B<,2>的估計值較小；多基因的遺傳率較小，不同組合、不同年份間表現(xiàn)一致。 2.甘藍(lán)型油菜分子標(biāo)記遺傳圖譜構(gòu)建 利用SRAP、SSR和RAPD技術(shù)，以(APL01/M083∥M083)BC<,1>F<,1>為作圖群體，獲得219個SRAP標(biāo)記、25個SSR標(biāo)記和7個RAPD標(biāo)記。利用MapMaker V2.0進(jìn)行遺傳作圖，251個分子標(biāo)記分布于19個連鎖群(N1-N19)，總長度為3 095.85 cM，標(biāo)記間的平均距離

7、為12.33 cM，并且利用相同的SRAP標(biāo)記建立了該圖譜與甘藍(lán)型油菜高密度遺傳圖譜各連鎖群間的對應(yīng)關(guān)系。 3.甘藍(lán)型油菜無花瓣性狀的QTL定位 對甘藍(lán)型油菜無花瓣性狀進(jìn)行QTL定位結(jié)果，獲得4個QTL，qAP5位于N5連鎖群的A0226Bb152-m31e40b區(qū)間，解釋花瓣度表型變異的3.71％；qAP6位于N6連鎖群的m25e7-OPY9區(qū)間，解釋花瓣度表型變異的3.02％；qAP8位于N8連鎖群的A0226Gb4

8、68-m29e20區(qū)間，解釋花瓣度表型變異的30.94％；qAP15位于N15連鎖群的m21e4b-A0225Bb201區(qū)間，解釋花瓣度表型變異的21.96％。qAP8和qAP15為2個主效QTL，可用于無花瓣性狀的標(biāo)記輔助選擇，qAP5和qAP6為修飾基因位點(diǎn)。 4.甘藍(lán)型油菜含油量與脂肪酸的遺傳 利用主基因+多基因混合遺傳模型，對(APL01/M083)雜交組合的6個基本世代的含油量進(jìn)行遺傳分析，結(jié)果表明油菜種子含油

9、量由1對加性-顯性主基因+加性-顯性-上位性多基因控制，主基因遺傳率為38.37％～47.16％，多基因遺傳率為24.29％～38.28％。 油菜脂肪酸組成中，棕櫚酸和廿碳烯酸均由2對加性-顯性-上位性主基因+加性-顯性多基因控制，棕櫚酸的主基因以顯性效應(yīng)為主，加性效應(yīng)較小；廿碳烯酸的主基因加性效應(yīng)與顯性效應(yīng)并重。硬脂酸、油酸、亞油酸和亞麻酸均由2對加性-顯性-上位性主基因+加性-顯性-上位性多基因控制，硬脂酸的主基因以加性效應(yīng)

10、為主，顯性效應(yīng)較小，主基因的遺傳率為75.00％～92.45％，多基因的遺傳率較?。豢刂朴退岬?對主基因的加性效應(yīng)值分別為14-38和9.92，顯性效應(yīng)值分別為-2.24和-0.44，上位性效應(yīng)以加加上位為主，主基因的遺傳率較大，為81.93％～92.68％，多基因的遺傳率較??；控制亞油酸及亞麻酸的主基因加性效應(yīng)均大于顯性效應(yīng)，上位性效應(yīng)中以加加上位和顯顯上位為主。芥酸由2對加性．顯性主基因控制，2對主基因的加性效應(yīng)為-12.27和-8

11、.83，顯性效應(yīng)值較小，分別為0.35和1.69，無上位性效應(yīng)，也無多基因存在，主基因的遺傳率較大，為92.54％～96.72％。 5.甘藍(lán)型油菜含油量的QTL定位 對甘藍(lán)型油菜種子含油量QTL定位結(jié)果，獲得5個與含油量相關(guān)的QTLs，其中qOC1位于N1連鎖群的m19e21c-A0214Ra142區(qū)間，可解釋含油量表型變異的5.21％；qOC8位于N8連鎖群的A0216Gb206-m5e42區(qū)間，可解釋含油量表型變異的

12、6.34％；qOC10位于N10連鎖群的m15e48-A0228Bb437區(qū)間，可解釋含油量表型變異的9.45％；qOC13-1位于N13連鎖群的A0224Rb157-A0301Gb399區(qū)間，可解釋含油量表型變異的18.12％；qOC13-2位于N13連鎖群的A0226Ba377-A0226Ba367區(qū)間，可解釋含油量表型變異的10.17％。5個QTL中qOC10和qOC13-2位點(diǎn)APL01具有正向效應(yīng)，qDC1、qOC8和qOC1

13、3-1位點(diǎn)M083具有為正向效應(yīng)。qOC13-1效應(yīng)值較大，屬主效基因位點(diǎn)，其余4個QTL效應(yīng)相對較小，是多基因位點(diǎn)。 6.甘藍(lán)型油菜主要脂肪酸的QTL定位 對油菜主要脂肪酸組成QTL定位結(jié)果，獲得與棕櫚酸含量相關(guān)的QTL 5個，其中主效QTL 2個，分別位于N8連鎖群的m14e24a-m11e37b區(qū)間和N13連鎖群的A0224Rb157-A0301Gb399區(qū)間，可解釋表型變異的11.31％和14.47％；獲得與硬脂

14、酸含量相關(guān)的QTL 3個，主效QTL位于N16連鎖群的A0225Ba449-A0225Ga475區(qū)間，可解釋表型變異的12.22％；獲得與油酸含量相關(guān)的QTL 2個，均為主效QTL，位于N8連鎖群的m11e37b-A0226Ba267區(qū)間和N13連鎖群的m18e46-m20e25a區(qū)間，分別可解釋表型變異的11.73％和27.14％；獲得與亞油酸含量相關(guān)的QTL3個，主效QTL位于N8連鎖群的m14e24a-m11e37b區(qū)間，可解釋表

15、型變異的13.25％；獲得與亞麻酸含量相關(guān)的QTL3個，效應(yīng)值均較小，屬修飾基因位點(diǎn)；獲得與廿碳烯酸含量相關(guān)的QTL 4個，其中主效QTL 3個，分別位于N8連鎖群的11e37b-A0226Ba267區(qū)間和m5e42-A0226Gb468區(qū)間以及N13連鎖群的m18e46-m20e25a區(qū)間，可解釋表型變異的12.20％、10.22％和11.14％；獲得與芥酸含量相關(guān)的QTL2個，均為主效QTL，分別位于N8和N13連鎖群，可解釋表型變