在大白菜生产过程中,若一味追求高产而过量施用氮肥,会导致大量的氮肥流失和严重的环境污染。因此找到氮高效品种与克隆控制氮素利用效率的基因是今后研究工作中急需解决的问题。大白菜氮素利用效率是一个复杂的、受多基因和环境共同控制的性状。本实验分为两步:氮高效大白菜品种筛选本研究以我国栽培面积和生产供应数量最大的蔬菜作物大白菜为研究对象,以目前主产区主推的68份代表性品种为试验材料,采用田间试验方法,于成熟期对15个在生产中关注的重要农艺性状及氮效率性状在两种氮素水平(正常供氮,N:270 kg/hm2;低氮,N:54 kg/hm2)进行了详细调查、计算和分析,对各性状在2种氮水平下的相对值进行了计算,并对大白菜氮效率类型和氮敏感度进行了评价和划分。结果表明,除外叶数和中心柱长之外,其他13个农艺性状在2种供氮水平下均存在极显著差异,氮水平对大白菜重量性状的影响最大,对抽薹性相关的性状影响最小,大白菜的含氮量和氮农学利用效率在不同氮水平下也存在显著差异;各农艺性状在相同氮处理条件下均存在极显著的基因型差异,其中中心柱长在品种间变异系数最大;含氮量、氮农学利用效率和氮响应度也存在显著的基因型差异,其中氮响应度的变异系数最大;根据2种供氮水平下的产量,将供试大白菜品种分为4种氮效率类型,即双高效型、高氮高效型、低氮高效型和双低效型;根据相对产量和氮响应度,将68份大白菜品种分为4种氮敏感型,即氮不敏感型、氮低度敏感型、氮中度敏感型和氮高度敏感型。综合2种评价标准,可更清楚了解不同大白菜品种的氮素响应特征,为进一步研究大白菜氮高效利用的分子机制及选育氮高效大白菜新品种奠定基础。氮效率相关性状的全基因组关联分析利用149份纯度较高、抗病性较强、叶球形态性状变异丰富的大白菜自交系为研究材料,通过简化基因组测序,进行了群体SNP和InDel的鉴定和分析;利用全基因组关联分析法,对15个重要性状进行了遗传定位。全基因组关联分析结果显示,从大白菜10条染色体上共得到了356,077个SNP和193,963个InDel。其中A09染色体检测到的SNP和InDel最多,分别为47,345和29,017个;A10上检测到的SNP和InDel最少,分别为18,034和11,958个。SNP的平均变异频率为1/722bp,InDel的平均变异频率为1/1326bp。曼哈顿图和QQ图结果表明,2018、2019年度共检测到95834个与大白菜重要性状关联的SNP位点(P≤0.05)。正常供氮条件下,2018年共检测到了29310个位点,2019年检测到了29800个位点,而每个性状的位点数量差异明显,从29到10280个位点不等,两年内可重复检测到的位点总数为14686,各性状位点数量从0到6323个不等,贡献率从10%到88%;低氮条件下,2018年检测到了7674个位点,2019年检测到了29050个位点,每个性状的位点数量差异明显,从10到5502个位点不等,两年内可重复检测到的位点总数为1581,各性状位点数量从0到867个不等,贡献率从10%到88%,其中氮响应度的位点为42个,对应基因为11个基因,并且对基因做了注释。