甘蓝型油菜产量相关性状遗传解析

来源 :中国农业科学院 | 被引量 : 6次 | 上传用户:a398215555
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甘蓝型油菜是世界上重要的油料作物,提高产量一直是油菜育种的首要目标。单位面积产量受到多个产量构成因子的影响,通过促进构成因子协调发展能够提升单产。产量构成因子与产量之间的关系十分复杂,同时还会受到其他相关性状的影响,如株高、分枝部位高等株型性状。通过构建遗传图谱对油菜产量以及关键构成要素进行QTL分析,可以明确产量形成的主要遗传基础,为分子标记的辅助选择提供指导。本研究应用优良骨干亲本8908B和R6的RIL群体构建遗传连锁图谱,对产量构成因子及相关性状进行QTL分析,并采用143份甘蓝型油菜自然群体进行角果数相关性状关联分析,获得以下研究结果:1、利用SSR与SNP分子标记构建了一张遗传连锁图谱。该图谱覆盖甘蓝型油菜19条染色体,含6808个位点,其中独立位点1742个。图谱全长2155.21cM,染色体平均长度为113.43cM,最长的C9为176.67cM,最短的A8为60.01cM。A、C基因组的长度分别是1062.82cM和1092.4c M,标记独立位点在A(1036个)、C(706个)基因组间的分布不均。分子标记间的平均距离变幅从A7的0.82cM到C9的3.53cM,图谱的平均密度是1.36cM。2、收集并分析了RIL群体3年2点四个环境产量及相关性状表型数据。方差分析结果显示,4个环境下14个产量相关性状的变异在基因型间、环境间、基因与环境间均达到极显著水平(P<0.01)。千粒重的遗传力最高,为92.33%;单株产量最低,为44.1%。相关分析表明,单株产量与株高、一次分枝数、分枝角果数、主花序角果数、角果密度、单株角果数、角粒数和籽粒密度均表现为显著正相关,而单株角果数、角粒数和千粒重三个产量构成要素间都呈显著负相关。株高与分枝部位高、主花序有效长、主花序有效角果数、角果密度、角果长、角粒数和单株产量7个性状呈极显著的正相关,与千粒重呈极显著的负相关(p﹤0.01)。3、共检测到169个QTL,分布于19条染色体上。其中78个QTL呈现出正加性效应,91个QTL呈现出负加性效应。基于不同环境条件,单一的QTL可解释表型变异的4.19%-19.47%。其中控制产量及构成因素的QTL有47个,分布在A1、A2、A3、A7、A8、A9、C1、C2、C4、C7、C8、C9等12条染色体上,单一QTL解释表型变异的4.76%-14.52%;控制株高及其相关性状的QTL有36个,分布在A2、A3、A5、A6、A7、A9、C2、C3、C4、C6、C9等11条染色体上,单一QTL解释表型变异的4.56%-19.47%;控制角果性状的QTL有26个,分布于除A1、A4、A8、C1、C5、C7和C8外的12条染色体上,单一QTL解释表型变异的5.21%-13.18%。4、169个QTL中,7个相对稳定表达的QTL(RS-QTLs)在2个环境中被检测到,分布于A3、A7、A8、A9、C2等5条染色体上,涉及一次分枝数、角果长,籽粒密度和千粒重4个性状,解释表型变异的4.19%-12.36%。其中1个QTL(qSLA9-1)在E1、E2两个环境中加性效应表现为正值,其余6个RS-QTL(q NFBA3-1、qNFBA3-2、q NFBA8-1、qNFBA8-2、qSDSA7-1和qTSWC2-1)加性效应均表现为负值。5、检测到置信区间重叠的QTL簇9个,分布于6条染色体上(A1、A2、A3、A7、C2和C9),包含39个QTL,占QTL总数的24.07%。每个QTL簇包含3-5个QTL,17个QTL的加性效应为正值,22个QTL加性效应为负值。6、关联分析群体在一次分枝数、分枝角果数、主花序有效长度、主花序角果数、单株角果数都存在广泛的表型变异,并表现出连续的正态分布,符合典型的数量性状特点,多个性状间存在极显著的相关性。143份材料被划分为P1和P2两个类群,其中P1亚群包括89份材料,主要是我国的半冬性油菜品种或种质资源材料;P2亚群包括54份,绝大多数源自国内的半冬性和国外引进的少量冬性种质资源。7、利用25259个SNP标记分别采用6种模型对5个角果数相关性状三年的表型值进行全基因关联分析,共关联到42个信号。去除重复后,5个性状6个模型一共关联到12个显著关联位点。其中一次分枝数三年共关联到5个显著关联位点。8、在与5个角果数相关性状显著关联SNP位点的LD区域内共扫描到1039个基因,其中与一次分枝数关联的SNP位点LD区域分布于A5、A7、A10和C2染色体,基因数为85、99、41和57个;与分枝角果数关联的SNP位点LD区域位于A6和C1染色体,基因数分别为118、80个。与主花序长关联的SNP位点LD区域位于A1和A9染色体,基因数分别为82、112个;与主花序角果数关联的SNP位点LD区域位于A4染色体,基因数为56个;与单株角果数关联的SNP位点LD区域位于A6和A7染色体,基因数分别为118和112个。
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