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每角粒数作为甘蓝型油菜产量重要构成因素之一,一直以来受到遗传育种者的重视。我国已选育出一些代表性品种的每角粒数大多在20粒左右。而在育种实践中,华中农业大学油菜育种研究室发现一份每角粒数多且配合力高的品系Y10(6206A)。目前利用该品系已配制出杂交种“圣光86”、“华皖油5号”和“华油杂15号”等多个国家级和省级双低油菜新品种。这些杂交种在大田生产条件下每角粒数可达到23粒以上。尽管Y106在育种中效果显著但其形成及利用的遗传基础不明。对每角粒数的遗传基础进行剖析可为油菜产量的遗传改良提供理论依据。本研究利用甘蓝型油菜每角粒数多的品系Y106和3份不同来源的每角粒数少的品系(HZ396、HZ165和HZ168)为材料,进行了每角粒数的遗传研究和N19连锁群每角粒数主效QTL的定位等工作。主要结果如下:1.通过品系Y106和HZ396配制杂交组合,分析其F2群体每角粒数的频率分布规律,发现存在多峰,且偏离正态分布,表明可能存在主基因控制该性状。2.为了验证该结果,以3份每角粒数少的品系(HZ396、HZ165、HZ168)为材料,分别与Y106配制正反交F1。分析亲本与正反交F1的每角粒数表现,发现:每角粒数在不同年份能较稳定表达,受环境的影响不大;每角粒数受核基因控制,不存在细胞质效应;每角粒数普遍存在不同程度的杂种优势,大值亲本对小值亲本在杂交后代中以显性的方式表现出来。3.通过“主基因+多基因”的遗传分析,发现每角粒数在不同杂交组合中均符合E-0模型,即2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因模型。2对主基因的加性效应值在不同组合间存在差异,变异范围在1.49与3.71之间。杂交组合HZ396×Y106的2对主基因加性效应值明显大于另外两个组合,说明杂交组合HZ396×Y106更有利于2对主基因加性效应的表达,该组合衍生的分离群体更有利于每角粒数主效QTL的检测。主基因的遗传率较大,不同世代(B1, B2和F2)变化在39%至84%之间,而多基因的遗传率较小,说明主基因发挥着主要作用。4.通过HZ396和其它两份小值材料(HZ165和HZ168)配制杂交组合,分析F2群体每角粒数的频率分布,发现HZ396和其它两份小值材料不等位。暗示着在不同杂交组合里,不同位点发挥着主要作用。5.为进一步在QTL水平上研究每角粒数的遗传基础,利用品系HZ396与Y106为亲本构建F1,对F1进行小孢子培养,得到140份株系的DH群体。利用该DH群体构建了一张包含349个标记(其中SSR标记有151个,其余为AFLP标记)的遗传连锁图,包含19个连锁群,图谱总长1833.9 cM,标记间平均图距5.1cM。与Piquemal等(2005)及Cheng等(2009)国际上已发表的遗传图谱有较好的一致性。6.该DH群体分别在武汉(2007,2008)与甘肃(2009)进行性状的考察。通过QTL元分析,共检测到13个consensus QTL,每角粒数有3个,即cqSS.N8、cqSS.N13和cqSS.N19,千粒重有4个,角果长有6个。其中,有9个consensus QTL表现为主效QTL。不同性状间QTL被整合成6个unique QTL,它们分布在N7、N8、N13和N19连锁群上,都表现出多效性。这些unique QTL在连锁群上的位置和遗传效应方向,在一定程度上可以反映出每角粒数与角果长正相关而与千粒重负相关的关系。其中,位于N19连锁群上unique QTL表现的尤为典型:每角粒数cqSS.N19和角果长cqSL.N19平均解释的表型变异分别为57.77%和29.14%,增效基因来自于Y106,而千粒重cqSW.N19平均解释的表型变异为37.30%,增效基因来自于HZ396。7. QTL cqSS.N19(或简化为qSS.C9)在不同环境中稳定检测到,故作为靶QTL进行定位。考虑到AFLP标记分析基因型的繁琐,期望将两侧的AFLP标记(EA08MC13-150和SA09MC04-220)转化为SCAR标记,结果只有SA09MC04-220成功转化为SCAR标记SCC9-005。进而为了加密该QTL区间的标记,我们利用已发表的Quantum×No2127-17群体(Chen et al., 2007)和Tapidor×Ningyou 7群体(Qiu et al., 2006) N19连锁群上的SSR引物,分析DH群体,新增2个SSR引物(sS2066和sNRG42)。同时利用已公布的白菜公共数据库中A10连锁群上BAC(Bacterial Artificial Chromosomes)末端序列设计SSR引物,新增1个SSR引物SRC9-022。8.采用连续回交的方法,构建了以HZ396为遗传背景的cqSS.N19的近等基因系BC3F2。区间作图法分析发现,QTL cqSS.N19位于显性的SSR标记SRC9-022和共显性的SCAR标记SCC9-005之间,峰值处为0.60 cM。在BC3F2群体中,每角粒数解释85.8%的表型变异,加性和显性效应值分别为6.1和5.7粒。这表明,cqSS.N19是Y106在育种中每角粒数效果显著最主要的遗传位点。本研究提出了下面几个进一步研究课题:1.每角粒数主效QTL cqSS.N19的精细定位与克隆,在此基础上,利用重组单株克隆cqSW.N19;2.每角粒数及千粒重和角果长在QTL水平上的相关性进一步深化与拓展,尤其角果籽粒密度(Packing of seed within the silique);3.每角粒数QTL的聚合效应分析。