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作物高产养分高效是当今新形势下的重要育种目标。油菜是世界上继大豆之后第二大油料作物,而甘蓝型油菜占油菜种植面积的约80%。硼是植物生长发育所必需的微量元素营养之一,而世界上耕作土壤缺硼问题已成为许多作物产量提高的重要限制因子。甘蓝型油菜是需硼较多的作物,对缺硼非常敏感,缺硼容易导致“花而不实”,减少籽粒产量,严重时甚至不能形成产量。施用硼肥可以缓解作物缺硼问题,但是硼矿资源有限,而且过多施用硼肥可能会引起一些生态环境问题。有研究表明,不同甘蓝型油菜品种间硼效率性状存在着丰富的基因型差异。利用遗传学和分子生物学手段来改良甘蓝型油菜的硼效率性状,培育硼高效高产的品种是解决甘蓝型油菜缺硼问题的一条重要途径。本研究利用实验室已构建的甘蓝型油菜硼高效BQ DH群体为材料构建遗传连锁图,并通过三年的田间试验调查硼缺乏和硼正常条件下群体成熟期的籽粒产量及产量相关性状的表型变异。结合BQ DH遗传连锁图谱和群体表型进行了全基因组硼高效相关QTL定位与分析。取得的主要研究结果如下：1.甘蓝型油菜硼高效BQ DH遗传连锁图谱的构建收集并合成了文献中报道的以"BnGMS"和‘’BoGMS"命名的SSR标记引物1413对,本实验室根据白菜基因组A2、A3、A9的BAC序列设计了403对SSR标记引物,以及本研究根据白菜A2基因组序列自主开发设计的50对SSR引物,并在BQ DH群体中进行基因型分析。利用作图软件Joinmap4.0构建了一张含有486个分子标记的BQ DH遗传连锁图谱。图谱含有SSR标记468个,SRAP标记7个,GBM标记9个以及2个特异标记。图谱总长为1873.9cM,标记间的平均遗传图谱为3.86cM。2. BQ DH群体及其亲本在不同硼水平下的表型变异以BQ DH群体和亲本为材料进行了三年的田间试验调查了盛花-结荚果时期硼缺乏条件下的缺硼症状表型和成熟期不同硼水平条件下籽粒产量及产量相关性状的表型变异。对于盛花-结荚果期：硼高效亲本QY10在缺硼条件下仍能较正常的开花结果,没有表现出明显缺硼症状,受缺硼影响很小；硼低效亲本Bakow则开花结实受到明显的影响,叶片有明显的缺硼症状,对缺硼表现很敏感。表明QY10相对于Bakow具有更强的适应硼缺乏的能力。BQ DH群体之间则表现出了缺硼症状的表型分离,出现了从Ⅰ到V级的不同程度的应答表现。对于成熟期而言,缺硼条件下,硼高效亲本QY10相比于硼低效亲本Bakow在籽粒产量、株高、分枝数、每株荚果数、每荚果粒数和千粒重上均有显著差异。硼正常条件下,硼高效亲本QY10相比于硼低效亲本Bakow在籽粒产量、每株荚果数和千粒重上有明显差异。研究表明,两个硼水平下BQ DH群体的所有产量及产量相关性状均表现连续变异,并有超亲分离现象,说明了这些性状为数量性状,并同时受多基因控制。性状间的遗传相关性在同一硼水平下差异较大,方差分析发现,基因型、硼水平、环境以及他们之间的互作对6个调查性状均有显著影响。3. BQ DH群体成熟期籽粒产量及产量相关性状和缺硼指数性状的QTL检测与分析对BQ DH群体在三年田间试验中两个硼水平条件下的籽粒产量、株高、分枝数、每株荚果数、每荚粒数、千粒重和硼效率系数性状进行QTL定位分析,利用WinQTLCartographer2.5软件共检测到70个显著性QTL,分布于15条连锁群(A5, A8, C1, C2除外),其中,硼缺乏条件下30个,硼正常条件35个,硼效率系数性状检测到5个。单个QTL解释了4.15-23.16%的表型变异。7和16个QTL分别在三年和两年试验中被重复检测到。通过BioMercator2.1软件,将其他研究报道的29个籽粒产量及产量相关性状的QTL映射到BQ DH遗传连锁图上,并分别与本研究报道的16个相应性状的QTL相互重叠。对于缺硼指数性状,检测到了3个QTL,位于A7和C8连锁群上。4. BQ DH群体成熟期籽粒产量及产量相关性状的上位性互作的检测与分析利用QTLNetwork2.0软件对BQ DH群体中两个硼水平下6个性状及硼效率系数总共检测到32个上位性互作对,分布于全基因组(A8除外)上。单个互作对的表型贡献率范围为0.53-14.26%。这32个互作对当中大部分是两个没有单位点效应的位点之间的互作,表明除了单位点QTL外还存在着许多没有单位点加性效应位点之间的上位性互作参与了性状的调控。5. BQ DH遗传连锁图谱与拟南芥基因组的比较作图及in silico定位利用BQ DH遗传连锁图谱上已知序列信息的分子标记作为锚定标记,将该遗传图谱与拟南芥基因组比较作图,在BQ DH遗传连锁图谱上定位了20个共线性区段和123个保守岛。通过in silico定位最终将拟南芥中153个与籽粒产量及产量相关性状和硼吸收代谢相关的基因定位到BQ DH群体中的70个QTL的区间内,并发现有硼代谢相关的基因定位在低硼条件下的籽粒产量QTL区间内。这些QTL信息和候选基因为深入研究提供了丰富的信息。6.甘蓝型油菜硼高效主效位点BnBE1的定位及其候选基因的预测分析通过比较分析BQ F2群体、TN DH群体以及本研究的BQ DH群体等三个群体的A2染色体上检测到的硼高效QTL,结果表明,这三个群体中定位到的硼高效QTL相互重叠,正是BQ F2报道的BE1。因此将此位点定为甘蓝型油菜成熟期硼高效主效QTL BnBE1。并利用与甘蓝型油菜A基因组高度同源的白菜基因组信息对主效位点BnBE1预测出6个候选基因,它们是关于小分子转运基因以及拟南芥中硼通道转运蛋白AtNP5;1和AtNIP7;1在白菜基因组中的同源基因。