论文部分内容阅读
甘蓝(Brassica oleracea var. capitata L.)是我国各地广泛栽培的一种主要蔬菜作物。甘蓝的食用部位为叶球,其性状主要包括球宽、球高、中心柱长、单球重,以及由它们组合而成的叶球紧实度和中心柱长/球高等6个主要农艺性状,均易受到环境影响,表现为连续性变异的数量性状,传统的选育进程十分缓慢。其中,中心柱长是甘蓝品种的重要品质性状,但由于该性状难以通过目测选择,且没有无损伤检测手段,致使选育短中心柱材料的育种进程更为缓慢。为了开发实用的分子标记,实现甘蓝叶球性状(尤其是中心柱长)的标记辅助选择以加速育种进程,本研究利用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型对甘蓝叶球性状进行遗传效应分析,并利用自交系组成的自然群体对叶球性状与EST-SSR标记进行关联分析,以及通过构建遗传连锁图谱对叶球性状进行QTL定位。主要结果如下：1.利用甘蓝高代自交系96-100(短中心柱<1/3)与11-710(长中心柱>2/3)杂交获得F1,然后配制六个联合世代组合(P1、P2、F1、B1、B2和F2)群体,采用主基因+多基因混合遗传模型对甘蓝球宽、球高、中心柱长、单球重、叶球紧实度和中心柱长/球高等6个主要叶球性状进行遗传效应分析。分析结果表明,除叶球紧实度受1对主基因+多基因控制外,其他5个农艺性状均受多基因控制。2.利用40个多态性EST-SSR标记,在对100份甘蓝自交系组成的自然群体进行遗传结构分析的基础上,采用TASSEL3.0软件的GLM (general linear model)和MLM(mixed linear model)模型,对甘蓝球宽、球高、中心柱长、单球重、叶球紧实度和中心柱长/球高等6个主要叶球性状进行关联分析。结果显示供试材料可分为3个亚群；EST-SSR位点间有较高的多态性和一定程度的连锁不平衡；以GLM模型分析,共检测出7个标记的9个位点与球宽性状相关联,6个标记的7个位点与球高状相关联,5个标记的7个位点与中心柱长性状相关联,4个标记的4个位点与单球重性状相关联,9个标记的14个位点与叶球紧实度性状相关联,2个标记的3个位点与中心柱长/球高性状相关联；；以MLM模型分析,共检测出3个标记的3个位点与球宽性状相关联,4个标记的7个位点与球高性状相关联,3个标记的4个位点与中心柱长性状相关联,1个标记的1个位点与单球重性状相关联,4个标记的5个位点与叶球紧实度性状相关联,1个标记的2个位点与中心柱长/球高性状相关联。GLM和MLM两种模型同时检测到了与球宽性状相关联的3个标记的3个位点,与球高性状相关联的3个标记的4个位点,与中心柱长性状相关联的3个标记的4个位点,与单球重性状相关联的1个标记的1个位点,与叶球紧实度性状相关联的3个标记的4个位点,与中心柱长/球高相关联的1个标记的2个位点。3.以甘蓝高代自交系11-795(长中心柱≥2/3)与10-344(短中心柱≤1/3)为亲本,杂交获得包含188个单株的F2群体作为作图群体,利用SSR和InDel标记,通过JoinMap 4.0软件构建了一张包含9个连锁群,227个标记,覆盖基因组,总长度为795.25cM的甘蓝遗传图谱。利用QTL IciMapping3.3软件进行QTL定位分析,当LOD值设为2.5时,在F2群体中检测到与6个叶球性状相关的QTL共47个,贡献率大于10%的QTL有8个,占总QTL的17.02%；在F2：3群体中检测到34个QTL与6个叶球性状相关,贡献率大于10%的QTL有20个,占总QTL的58.82%。结合两年性状调查分析,共检测到了76个控制6个叶球性状的QTL,其中5个QTL在两年内重复检测到。综合关联分析与QTL定位结果,进行基因组在线Blast比对表明,位于甘蓝9号染色体上的Hsd1(物理距离为1975115-4273803bp)和与叶球紧实度显著关联的BoE691(物理距离为37680403-37680630 bp)交叉：与中心柱相关性状(中心柱长、中心柱长/球高)交叉于位于8号染色体的BoE974(物理距离为35913297-35913456bp),控制中心柱长的主效基因可能存在此区域。