基于多個RIL群體的油菜開花期遺傳解析.pdf

1、油菜是世界上最重要的油料作物之一。它不僅是重要的食用植物油來源和工業(yè)原材料，也是生物柴油的重要原料。成熟期是油菜育種中必須考慮的一個重要因素，開花時間是決定油菜成熟期早晚的一個重要指標(biāo)，適宜的開花時間對提高產(chǎn)量具有重要意義。同時，早熟育種是油菜育種的一個重要目標(biāo)，對南方雙季稻種植區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展尤為重要。因此，研究油菜的開花期具有重要意義。油菜的開花期是一個多基因控制的數(shù)量性狀，由多個生理生化途徑調(diào)控，且受光照和溫度等多種環(huán)境因素的影響。目

2、前，人們對控制油菜開花期的分子機制了解的很少。
　　本研究將具有廣泛多樣性的15個甘藍型油菜品種與中雙11號雜交，構(gòu)建了15個RIL群體（RIL1-RIL15），組成了共計2139個株系的NAM(Nested AssociationMapping)群體。我們調(diào)查了NAM群體在四個環(huán)境的開花期，并對開花期進行了QTL定位和上位性分析，初步解析了控制甘藍型油菜開花期的遺傳基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下:
　　1、通過簡化基因組測序，我們

3、在NAM群體中鑒定了30213個SNP標(biāo)記，各RIL平均標(biāo)記位點距離在0.80cM到1.80cM之間，圖譜總長度在1565cM到2446cM之間。
　　2、部分RIL群體的兩親本間開花期差異顯著，如:RIL2-RIL5、RIL8和RIL11等6個群體，它們的親本開花期相差均在7天以上。15個RIL群體的開花期變異均存在超親分離現(xiàn)象。四個群體（RIL3-RIL5和RIL9）開花期變異較大（至少在兩個環(huán)境中表型變異系數(shù)大于8％）。雙因

4、素方差分析結(jié)果表明:15個RIL群體的開花期均受基因型的影響，且均達到極顯著水平。除RIL9以外，環(huán)境對其余14個RIL群體開花期影響均達到極顯著水平。各RIL群體遺傳率在71％-95％之間。
　　3、對各RIL群體在每個環(huán)境下的開花期分別進行QTL定位。為全面了解甘藍型油菜開花期調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，我們同時整理了LOD值達到閾值以上的顯著水平QTL（SL-QTL，Significant level QTL）和各RIL群體在不同的環(huán)境（至少

5、兩個環(huán)境）中重復(fù)出現(xiàn)，LOD值大于2.5，但小于閾值的微效QTL(MR-QTL，Micro-real QTL)。15個RIL在四個環(huán)境中檢測到188個SL-QTL和25個MR-QTL，我們將它們統(tǒng)稱為identified-QTL。分別對各RIL群體在不同環(huán)境中檢測到的置信區(qū)間重疊的QTL進行整合，得到56個QTL，這類QTL在兩個或兩個以上的環(huán)境中檢測到，稱為一致性QTL(consensus QTL)。另外有65個QTL只在1個環(huán)境下檢

6、測到，稱為環(huán)境特異性QTL。最終，15個RIL群體共定位到121個QTL（56個一致性QTL和65個環(huán)境特異性QTL），單個QTL的貢獻率在5％-32％之間。這121個QTL分布于除C6以外的18個連鎖群上，其中，A2、A3、A6、A10、C2和C8上檢測到的QTL數(shù)目在10或10個以上，分別為18、10、13、16、13和16個。不同RIL群體的QTL相互重疊形成22個QTL簇，共涉及到71個QTL。
　　4、RIL3群體未檢測

7、到上位性互作。在其余14個RIL群體中共檢測到33對加加上位性互作，涉及到58個互作位點，其中7個互作位點(RIL4_15-11、RIL5_2-7、RIL5_12-1、RIL8_2-37、RIL8_11-58、RIL11_7-32、IL11_8-32)同時參與了2個或3個互作對?？傆嫏z測到4個QTL/QTL互作對，7個QTL/非QTL互作對，其余22個互作對為非QTL/非QTL互作?？傆嫏z測到12個A基因組內(nèi)的互作對，3個C基因組內(nèi)的互

8、作對，其余18個為A、C基因組間的互作。互作位點RIL9_3-22與RIL1_3-4、RIL8_10-99與RIL9_10-73、RIL13_17-51與RIL15_17-37分別為同一位點，這3個位點同時在兩個群體中檢測到，這些位點在不同的遺傳背景下與不同的位點相互作用對開花期進行調(diào)控。
　　QTL分析和上位性分析的結(jié)果說明甘藍型油菜的開花期是由一個復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)控制的，這個調(diào)控網(wǎng)絡(luò)涉及到大量的QTL位點和互作位點，部分QTL不