基于轉(zhuǎn)錄組的甘藍(lán)型油菜硫苷含量關(guān)聯(lián)分析.pdf

1、硫苷是一類主要存在于十字花科植物中的次級(jí)代謝產(chǎn)物，且同時(shí)含有硫和氮元素。硫苷由一個(gè)葡萄糖基團(tuán)，一個(gè)磺化肟基團(tuán)以及一個(gè)可變R基團(tuán)組成?；赗亞基的不同，不同硫苷具有不同的功能，其中包括:生物毒性、調(diào)節(jié)生長(zhǎng)素平衡和抗癌活性等。隨著人民生活水平的提高和育種工作的深入發(fā)展，人們對(duì)作物品質(zhì)改良提出了更高的要求，因此對(duì)十字花科作物油菜種子中硫苷進(jìn)一步改良成為了重要的育種目標(biāo)之一。本研究利用轉(zhuǎn)錄組學(xué)對(duì)甘藍(lán)型油菜種子和角果皮硫苷含量的動(dòng)態(tài)變化以及種子中

2、硫苷各組分積累進(jìn)行遺傳分析。通過轉(zhuǎn)錄組測(cè)序開發(fā)SNP和GEM兩種標(biāo)記，用這兩種標(biāo)記分別對(duì)硫苷進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，探索油菜硫苷代謝以及轉(zhuǎn)運(yùn)的遺傳機(jī)制，從而找到關(guān)聯(lián)位點(diǎn)和相關(guān)候選基因，用于分子輔助育種來改良油菜品質(zhì)。主要結(jié)果如下:
　　1.以甘藍(lán)型油菜自然群體AT1中花期相對(duì)一致的基因型(n=113)為材料，對(duì)授粉后15天(15DAP)、25DAP的幼嫩角果以及自然成熟種子中的硫苷總量進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)硫苷主要分布在成熟種子以及授粉25天后的角

3、果皮中，而幼嫩的種子中的硫苷含量很少。相關(guān)性分析表明，成熟種子中硫苷積累量與角果皮中硫苷的含量存在明顯的正相關(guān)關(guān)系。
　　2.以AT群體Ⅰ中所有基因型(n=283)為材料，在油菜種子中共檢測(cè)到13種硫苷，其中7種屬于脂肪族硫苷，4種屬于吲哚族硫苷，2種屬于芳香族硫苷。脂肪族硫苷(ALI)占總硫苷90％以上，而吲哚族硫苷(INDOL)與芳香族硫苷(AROM)分別占7％和2％左右。
　　3.與成熟種子顯著關(guān)聯(lián)的SNP標(biāo)記形成5個(gè)

4、明顯的關(guān)聯(lián)峰，分別位于A2、A9、C2、C7和C9染色體上。同時(shí)，利用GEM標(biāo)記進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，分別檢測(cè)到127、16和24個(gè)與成熟種子、25DAP種子、25DAP角果皮硫苷含量顯著關(guān)聯(lián)的位點(diǎn)(-log10P＞603)，這些位點(diǎn)主要分布在A2、A8、A9、C2和C9染色體上并形成明顯的關(guān)聯(lián)峰。其中，成熟種子和25DAP角果皮在A9、C2和C9染色體上形成共同的關(guān)聯(lián)峰。在三個(gè)表型中檢測(cè)到295個(gè)功能基因，其中25個(gè)基因涉及硫苷代謝網(wǎng)路途徑，

5、直接參與硫苷的調(diào)控，其余基因雖然沒有直接參與硫苷代謝過程，但是它們大多屬于轉(zhuǎn)錄因子基因、刺激響應(yīng)因子基因，涉及細(xì)胞過程或是具有催化活性。
　　4.以SNP為標(biāo)記，在A02、A09、C02和C09染色體上檢測(cè)到4個(gè)與脂肪族硫苷顯著相關(guān)的峰，在A06、C09和C08染色體上檢測(cè)到三個(gè)與芳香族硫苷相關(guān)的峰，而對(duì)吲哚族硫苷的關(guān)聯(lián)分析中沒有發(fā)現(xiàn)任何關(guān)聯(lián)峰。對(duì)于硫苷鏈的延伸，檢測(cè)出4個(gè)與脂肪族硫苷關(guān)聯(lián)峰重合的關(guān)聯(lián)峰。在A03染色上檢測(cè)到一個(gè)與