甘蓝型油菜下胚轴长度的遗传解析

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倒伏容易导致收获困难、菌核病高发,是造成油菜产量和品质下降的重要因素。下胚轴长度对油菜倒伏影响很大,选育短下胚轴品种能有效提高植株的抗倒性。前期研究中,以长下胚轴品种中双11(ZS11)分别与短下胚轴品种352和264-1杂交,构建了重组自交系(RIL)群体RIL1(352′ZS11)和RIL2(264-1′ZS11)。为揭示甘蓝型油菜下胚轴长度的遗传基础,本研究以RIL1和RIL2群体为材料,分别在F6代和F7代考察幼苗的下胚轴长度,并进行QTL定位。另外,为分析下胚轴长度和株高的关系,为选育短下胚轴、株高适中的油菜品种提供理论依据,本研究对这两个群体的F6株系的下胚轴长度与株高进行相关分析性,同时还比较了下胚轴长度QTL和株高QTL置信区间在染色体上的位置,主要结果如下:1.2个RIL群体及其亲本的下胚轴长度统计分析:利用亲本及RIL1和RIL2群体的F6代和F7代种子进行萌发实验。表型数据分析发现,母本352和264-1在三次实验的下胚轴长度平均值与父本ZS11的平均值比较,分别相差11.87 mm和16.37 mm,均达到极显著水平(P≤0.01)。两个群体共8次实验的下胚轴长度在群体内变异广泛,均呈正态分布趋势。双因素方差分析结果表明,RIL1和RIL2群体的下胚轴长度同时受基因型和环境的影响,均达到极显著水平(P≤0.01)。两群体的广义遗传率分别为0.92和0.83。相关性分析结果显示,各群体在不同实验间的下胚轴长度呈极显著正相关(P≤0.01)。2.2个RIL群体的株高统计分析及株高与下胚轴长度的相关性分析:2015-2017年间,在5个不同环境(PH1(2015年蔡甸)、PH2(2015年鄂州)、PH3(2015年阳逻)、PH4(2016年鄂州)、PH5(2017年鄂州))下对F6代的两个群体进行株高考察。PH1和PH5环境下,两群体的株高较高,分布较广,变异系数较小。双因素方差分析结果表明,基因型效应和环境效应对株高均有极显著的影响(P≤0.01),各RIL群体株高的广义遗传率分别为0.87和0.94。相关性分析结果显示,RIL1和RIL2群体在各环境间的株高,分别呈极显著的正相关(P≤0.01);并且,两群体的F6株系的下胚轴长度与株高呈显著的正相关(P≤0.01),这表明,对短下胚轴的筛选在一定程度上可以有效地降低株高。3.2个RIL群体的下胚轴长度与株高的QTL定位分析:对两个群体多次实验的下胚轴长度进行QTL定位,共检测到38个QTL,分布在除A01、A02、A04、A05、C02的14条连锁群上,贡献率在4.90%-19.52%之间。根据置信区间整合各群体的QTL共得到27个独立QTL,包括7个一致性QTL,分布在A10、C01、C04、C06和C09连锁群上,无群体间整合的QTL簇。另外,利用各群体在5个环境下的株高最佳线性无偏预测(blup)值进行QTL定位,在A03、A06、A09、A10、C08、C09连锁群上共检测到11个株高QTL,贡献率在5.51%-46.04%之间,无群体间整合的QTL簇。4.下胚轴长度QTL与株高QTL的比对:对整合后的两个群体的下胚轴长度QTL的置信区间与株高QTL的置信区间进行比对,在A10连锁群上共检测到3组置信区间重叠QTL,全为正向加性效应,增效等位基因来自共同父本ZS11;在C09连锁群上检测到1对置信区间重叠QTL,其中下胚轴长度QTL为正向加性效应,株高QTL为负向加性效应。
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