基于GBS测序的甘监型油采株型相关性状QTL定位

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近年来,由于人工成本增加,使得甘蓝型油菜(Brassica napus L.)的生产成本也逐渐变高,而适于机械收获的油菜品种却相对较少。因此,迫切需要可机械化收获的甘蓝型油菜品种来提高农民种植的积极性。在甘蓝型油菜的株型特征中,株高(PH)、顶端主花序长度(ML)、一次有效分枝数(NB)、一次有效分枝角度(BT)和第一有效分枝高度(HB)是决定能否机械化收获的关键性状。本研究使用两个株型差异较大油菜亲本构建DH群体,对亲本重测序,分析了亲本之间的遗传背景变异位点,利用GBS测序构建高密度遗传连锁图谱,进而对5个油菜株型相关性状进行QTL定位,同时分析了定位区间内的候选基因。主要研究结果如下:1.亲本重测序变异分析对两个具有株型差异的亲本62-1和77-1进行重测序,将测序数据比对到法国甘蓝型油菜参考基因组,分别检测到31198和34985个SNP,13578和15496个In Del,4170和4341个SV。对变异位点基因进行GO和KEGG分析,植物激素信号传导途径在62-1和77-1中均被显著富集,分别富集到351和385个基因。2.遗传图谱构建利用基因分型测序(GBS)技术对DH群体测序。DH群体和亲本比对获得6065个纯合SNP,筛选出3253个SNP标记用于构建高密度连锁图谱,构建了全长1766.06c M的甘蓝型油菜遗传图谱,标记间平均距离为0.54c M。对DH群体114个株系的SNP位点进行聚类分析,将DH群体分为8个亚群。3.油菜株型相关性状QTL定位基于构建的高密度遗传连锁图谱,利用五种不同的QTL定位方法对主花序长度、一次有效分枝数、一次有效分枝角度、第一有效分枝高度和株高进行分析。检测到多个与株型相关的QTL位点,其中6个QTL位点能够在不同方法中重复检测到。主花序长度的其中有两个QTL在win QTL、QTLIci Mapping和MAPQTL软件中重复检测到,分别为q ML-chr A06-2和q ML-chr C07-3,分别位于32.7-68.4c M和91.7-102.4c M,贡献率分别为20.3%和9.01%。一次有效分枝数的其中两QTL在win QTL、QTLIci Mapping和R/qtl软件中重复检测到,分别为q NB-chr A05-2和q NB-chr A05-3,分别位于68.2-71.9c M和73.7-77.2c M,贡献率分别为17.7%和10.01%。在一次有效分枝角度中,q BT-chr A07-1位点在win QTL、QTLIci Mapping、MAPQTL和R/qtl软件中被重复检测到,位于109.9-114.2c M,贡献率为22.9%;q BT-chr A08-3位点在win QTL和R/QTL.g CIMapping软件中被重复检测到,位于46.9-55.6c M,贡献率为6.2%。在这6个可被重复检测到的QTL位点中,q ML-chr A06-2和q BT-chr A07-1的贡献率较高,贡献率分别达到20.3%和22.9%。对QTL区间内的所有基因进行GO和KEGG富集分析,发现BnaC04g30740D、BnaC04g30730D、BnaC04g30360D和BnaC04g30370D与细胞分裂素相关,BnaC05g29330D、BnaC05g29300D、BnaA03g36950D和BnaC07g45720D与植物激素信号转导,氨基酸合成代谢过程有关。在油菜基因注释中发现这些基因为IAA2、IAA7、IAA34和SAUR类生长素应答蛋白家族,这些候选基因可能参与调控油菜主花序长度、一次分枝角度及分枝数。
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