甘藍型油菜硼高效QTL的定位及三個QTL簇近等基因系的構建.pdf

1、硼是植物生長發(fā)育的必需營養(yǎng)元素，在植物體內(nèi)具有重要的生理功能。然而，土壤缺硼是世界范圍內(nèi)重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)問題，成為限制多種作物產(chǎn)量的主要因子。甘藍型油菜是世界上主要的油料作物之一，是需硼較高的物種，且對缺硼敏感。但是，不同甘藍型油菜品種對低硼脅迫存在極顯著的基因型差異。本研究利用篩選出的硼高效（抗低硼脅迫）品種青油10號和硼低效（對低硼脅迫敏感）品種Westar10構建的QWDH群體，對甘藍型油菜硼高效相關性狀進行了QTL分析、同時構建了

2、硼高效主效QTL的近等基因系，獲得的主要結果如下:
　　1.甘藍型油菜硼高效相關性狀QTL的檢測
　　利用420個SSR標記和153個AFLP標記構建了QWDH遺傳連鎖圖譜，該圖譜覆蓋了1923.15cM的遺傳距離，平均標記密度為0.30marker/cM，相鄰分子間的平均距離為3.35cM。通過三次獨立重復營養(yǎng)液培養(yǎng)試驗調(diào)查QWDH群體及親本材料在正常硼(25μMB)和低硼（0.25μMB）水平下的表型，選取根長增加量、地

3、上部干重、根干重、地上部硼含量、根硼含量、地上部硼累積量、根硼累積量和硼效率系數(shù)共8個性狀為硼高效相關性狀。利用QWDH圖譜對這8個硼高效相關性狀進行QTL掃描，共檢測到71個QTLs，其中，包括正常硼水平下30個QTLs，低硼水平下35個QTLs和硼效率系數(shù)6個QTLs，單個QTL的表型貢獻率范圍為4.58％-48.34％。所檢測到的QTLs分布在QWDH遺傳連鎖圖譜的18條連鎖群上，其中在A3，A4，A5和C4連鎖群上存在著QTL簇

4、。位于A3連鎖群58.8-82.5cM區(qū)間的QTL簇，QTL-cluster-A3a，包含低硼水平下調(diào)控根長增加量、地上部干重、根干重、地上部硼累積量、根中硼累積量和硼效率系數(shù)的QTLs，貢獻率為14.80％-48.34％，被認為是控制甘藍型油菜硼高效的主效QTL位點。
　　2.甘藍型油菜高密度遺傳連鎖圖譜的構建及硼高效相關性狀QTL的檢測
　　基于甘藍型油菜60KSNP芯片技術，在上述QWDH群體中獲得11，754個SNP

5、標記，分為1，346個SNP-bin。與上述QWDH遺傳連鎖圖譜整合，獲得一張包含1，398個標記的高密度遺傳連鎖圖譜，覆蓋遺傳距離為2139.34cM，平均分子標記密度為0.65marker/cM，相鄰分子間的平均距離為1.53cM。根據(jù)兩圖譜上共有的標記，高密度圖譜與原圖譜間具有較好的線性關系。利用高密度遺傳連鎖圖譜重新檢查硼高效相關性狀的QTL，共獲得75個QTLs，正常硼和低硼水平下分別為30和41個QTLs，硼效率系數(shù)4個QT

6、Ls。單個QTL的表型貢獻率范圍為7.26％-31.56％。其中，有34個QTLs可在兩個圖譜中重復檢測到。另外，在A3，A4和C4連鎖群上同樣存在QTL簇的分布，這些QTL簇與先前QWDH圖譜檢測的QTL簇位于染色體的相同位置。
　　3.甘藍型油菜三個硼高效QTL簇近等基因系的構建
　　根據(jù)QWDH群體的硼高效QTL檢查結果，將QTL-cluster-A3a，QTL-cluster-A4和QTL-cluster-A5作為目

7、標QTLs。以硼低效親本W(wǎng)estar10為輪回親本，通過連續(xù)不斷回交，構建其近等基因系。通過每一回交世代單株抗低硼脅迫表型鑒定、高世代回交單株目標QTLs簇的前背景和后背景基因型分析，最終獲得6個含有不同硼高效目標QTL簇的BC3F1單株自交發(fā)展的BC4F1株系。對這6個株系進行抗低硼表型鑒定，均表現(xiàn)出明顯的抗缺硼表型分離。其中，以同時含有3個目標QTLs簇的BC4F1-3株系的表型分離最為明顯。在含有硼高效主效QTL-cluster-

8、A3a的BC4F1-2株系中，篩選到一個在QTL區(qū)間基因型為雜合、其它區(qū)間為Westar10純和的單株，進一步通過自交獲得該單株的BC4F2群體。在該群體中，篩選到含有不同目標QTL片段的染色體代換系，根據(jù)后代表型測驗，將QTL-cluster-A3a鎖定在A3連鎖群的CNU384-BnGMS436區(qū)間。
　　4.甘藍型油菜地上部礦質(zhì)元素QTL的分析
　　調(diào)查QWDH群體在正常硼和低硼水平下的地上部礦質(zhì)元素的含量。與正常硼相