甘藍(lán)與甘藍(lán)型油菜C亞基因組遺傳關(guān)系調(diào)查及甘藍(lán)抗菌核病QTL定位.pdf

1、狹窄的遺傳基礎(chǔ)限制了甘藍(lán)型油菜(AACC)的遺傳改良。甘藍(lán)(CC)作為甘藍(lán)型油菜的親本物種,具有多種野生類型和栽培變種,遺傳變異廣泛,對(duì)于甘藍(lán)型油菜的遺傳改良具有重要的應(yīng)用價(jià)值。本研究調(diào)查了甘藍(lán)型油菜C亞基因組與甘藍(lán)各變異類型的遺傳關(guān)系,對(duì)蕓薹屬的菌核病抗性進(jìn)行了鑒定,并對(duì)甘藍(lán)抗菌核病QTL進(jìn)行了定位,具體研究結(jié)果如下:
　　 1.甘藍(lán)型油菜C亞基因組與甘藍(lán)各變異類型的遺傳關(guān)系調(diào)查
　　 異源多倍體物種的起源和進(jìn)化一直吸

2、引著科學(xué)家的研究興趣。本實(shí)驗(yàn)提出一種簡(jiǎn)單有效的、調(diào)查異源多倍體物種起源和遺傳進(jìn)化的策略,即對(duì)異源多倍體和親本物種各變異類型進(jìn)行基因組水平的分子標(biāo)記多態(tài)性分析,并模擬人工合成異源多倍體的分子特征,進(jìn)而與自然的異源多倍體物種進(jìn)行比較,推導(dǎo)該多倍體物種與親本各類型的遺傳關(guān)系。
　　 本研究以甘藍(lán)型油菜為例,利用虛擬合成異源多倍體策略研究了甘藍(lán)型油菜C亞基因組與甘藍(lán)各變異類型的遺傳關(guān)系。通過(guò)聚類分析、血緣分析、主成分分析以及遺傳距離比較

3、,發(fā)現(xiàn)甘藍(lán)型油菜與栽培甘藍(lán)及與栽培甘藍(lán)親緣關(guān)系較近的野生甘藍(lán)如B.incana,B.bourgeaui,B.montana,B.oleracea ssp.oleracea和B.cretica的遺傳關(guān)系較近,推測(cè)甘藍(lán)型油菜C亞基因組的供體來(lái)源于這部分甘藍(lán),而B.Rupestris,B.macrocarpa,B.villosa,B.insularis和B.hilarionis與甘藍(lán)型油菜C亞基因組較遠(yuǎn),它們參與甘藍(lán)型油菜起源的可能性較小,但

4、它們對(duì)于拓寬現(xiàn)有甘藍(lán)型油菜C亞基因組的變異具有很大的潛力。
　　 2.蕓薹屬植物菌核病抗性鑒定
　　 菌核病是油菜生產(chǎn)中的重要病害,由于現(xiàn)有甘藍(lán)型油菜缺乏免疫或高抗資源,油菜抗菌核病育種及其它相關(guān)研究受到很大限制。本研究對(duì)第一部分研究所涉及的野生甘藍(lán)和其它近緣種進(jìn)行了抗性鑒定,發(fā)現(xiàn)了高抗菌核病的甘藍(lán)資源,探索了菌核病離體接種的條件。本研究主要結(jié)果如下:1)蕓薹屬各物種對(duì)來(lái)自中國(guó)和德國(guó)的2份菌株的葉片相對(duì)感病度之間無(wú)顯著差

5、異(P=0.9161);2)離體葉片接種和田間牙簽接種的適宜統(tǒng)計(jì)時(shí)間分別為接種后第3天和第10天;3)蕓薹屬各物種葉片抗性與莖桿抗性相關(guān)性顯著(r=0.652,P＜0.01);4)蕓薹屬各物種中,甘藍(lán)抗性最好,白菜型油菜最感病,埃芥、甘藍(lán)型油菜、黑芥及芥菜型油菜的抗性介于甘藍(lán)與白菜型油菜之間;5)甘藍(lán)資源中,B.rupestris,B.incana,B.insularis及B.villosa等野生類型具有突出的菌核病抗性。
　　

6、 3.甘藍(lán)抗菌核病QTL定位
　　 基于第二部分研究結(jié)果,選擇高抗菌核病的一份野生甘藍(lán)與感病的栽培甘藍(lán)構(gòu)建了抗、感分離的F2無(wú)性系作圖群體,對(duì)菌核病抗性及可能與之相關(guān)的性狀(開花期和表皮毛)進(jìn)行了QTL定位分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
　　 1)F2群體的苗期葉片和成株期莖桿抗性分離均呈現(xiàn)連續(xù)變異,以中油821的抗性為對(duì)照,其相對(duì)感病度平均值分別為0.599和0.517,葉片抗性和莖桿抗性達(dá)到顯著相關(guān)(r=0.342,P＜0.0

7、1);
　　 2)128個(gè)SSR標(biāo)記和12個(gè)AFLP-RGA標(biāo)記被定位到圖譜上,該圖譜包含9個(gè)連鎖群,總長(zhǎng)度為922 cM,單個(gè)連鎖群上定位的標(biāo)記數(shù)為10～27個(gè),標(biāo)記間平均距離6.59 cM;
　　 3)采用復(fù)合區(qū)間作圖(CIM),在2009和2010年共檢測(cè)到12個(gè)影響菌核病抗性的QTL。兩年中分別檢測(cè)到3個(gè)和5個(gè)影響苗期葉片抗性的QTL,共解釋的表型變異分別為19.7％和66.6％,其中2個(gè)葉片抗病QTL在2年均被

8、檢測(cè)到;2009和2010年各檢測(cè)到2個(gè)影響成株期莖桿抗性的QTL,共解釋的表型變異分別為22.1％和19.5％,其中1個(gè)莖桿抗病QTL在2年內(nèi)均被檢測(cè)到;在檢測(cè)到的葉片和莖桿抗病QTL中,有一個(gè)重疊的QTL區(qū)域;
　　 4)檢測(cè)到的12個(gè)QTL的抗病等位基因均來(lái)自抗病親本,其中有5個(gè)QTL的抗病等位基因相對(duì)于感病等位基因表現(xiàn)為顯性;
　　 5)開花期與苗期葉片抗性和成株期莖桿抗性均呈顯著負(fù)相關(guān)(r值界于0.222～0.

9、391之間);CIM分析兩年共檢測(cè)8個(gè)開花期QTL,2009年有1個(gè)QTL與2010年的1個(gè)存在置信區(qū)間的重疊,并與1個(gè)莖桿抗病QTL發(fā)生重疊;
　　 6)表皮毛性狀與苗期葉片抗性和成株期莖桿抗性均無(wú)顯著相關(guān)性;CIM分析檢測(cè)到1個(gè)控制表皮毛的QTL,解釋表型變異的10.5％,該QTL未與任何抗病QTL重疊。
　　 同時(shí),對(duì)正在開展的其它相關(guān)研究進(jìn)行了簡(jiǎn)要陳述,并對(duì)抗菌核病QTL、油菜菌核病的抗病機(jī)制、以及甘藍(lán)資源用于油