论文部分内容阅读
种间杂交和多倍体化在增加遗传多样性与聚合优良性状方面发挥着重要的作用。本研究在现有的不同来源的芸薹属异源六倍体(2n=AABBCC)材料之间开展杂交组配,以提供充足的遗传多样性,从而为遗传研究和育种利用提供技术支撑。同时,以芸薹属种间杂交得到的人工合成异源六倍体材料H16-1所构建的双单倍体(Doubled haploid,DH)群体为研究对象,对该群体自交后代的稳定性和农艺性状进行评估与筛选。然后通过全基因组关联分析(Genome-wide association study,GWAS)结合多环境表型的方法,在该群体中鉴定得到与产量及其相关性状显著关联的单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism,SNP)位点和单倍型域(Haplotype block,HB),并进一步进行相关候选基因挖掘。此外,还对两个具有代表性的异源六倍体材料在种子萌发及幼苗阶段响应盐胁迫的生理机制方面进行了初步探究。取得的主要研究结果如下:1、在现有的(Brassica napus×B.carinata)×B.juncea,B.carinata×B.rapa,B.napus×B.nigra和B.juncea×B.oleracea等来源的芸薹属异源六倍体(2n=AABBCC)材料之间开展杂交组配。通过不同类型间各基因型的杂交,以及相同类型内不同基因型的杂交,共得到97个整合了六个芸薹属物种中不同等位基因的杂交组合。2、在来源于芸薹属异源六倍体杂交种H16-1的DH群体的35个自交S2代品系中(共包含105个株系),植株形态、花、叶、角果的形态、植株倍性、染色体数目、花粉活性、株高、生物量、产量等都发生了大量变异。流式细胞仪倍性鉴定结果显示,S2代中大部分植株为由三倍体与六倍体细胞组成的嵌合体,其中六倍体细胞所占比例的升高会对植株的生长发育造成不利影响。在品系稳定性研究中,综合各项分析指标,S2代中7-6-053-4和7-6-30-21两个品系的稳定性相对较高。3、测定了来源于H16-1的DH群体自交后代中花粉活性、株高、主花序长、一次有效分枝数、角果长度、每果粒数、单株角果数、千粒重以及单株产量等9个农艺性状在3个环境中的表现。通过对各个环境下的表型数据分别进行GWAS分析,鉴定得到了142个与目标性状相关的SNPs,以及17个包含与同一性状相关的多个SNPs的HBs。随后对包含非同义SNPs的HBs候选区域进行候选基因挖掘,得到两个与角果长度关联的候选基因Bh Lec RK和Bh CABIN1,并通过实时荧光定量PCR,确定了授粉后21天左右为长角果六倍体材料K2角果发育过程中Bh Lec RK和Bh CABIN1基因的关键作用时期。4、研究明确了盐胁迫对两个六倍体材料(K2和K6)和两个甘蓝型油菜品种(ZD619和ZD622)在种子萌发、幼苗生长发育、光合作用、无机离子渗透调节以及细胞超微结构方面的影响。盐胁迫对四个材料种子的萌发均起到抑制作用,但K2材料的耐受浓度相对高于其他三个材料。盐胁迫也会抑制植株的生长发育,体现为生物量和株高的下降,同时也对植株的光合作用造成影响,主要表现为光合速率(Pn)和气孔导度(Gs)的下降。但在较高的盐浓度下,K2的地下、地上部干重以及光合作用受到的影响相对较小。此外,通过测定根系和叶片中的无机渗透离子含量,发现随着盐处理浓度的升高,六倍体材料K2根系与叶片中Na+的含量变化呈现相反趋势,两个六倍体材料与两个甘蓝型油菜品种根系中K+的含量变化也呈现相反趋势。这些差异揭示了盐胁迫下两个六倍体材料通过无机离子渗透调节以应对盐害的生理机制。