白菜類作物硫代葡萄糖甙及一些主要代謝組分的遺傳分析.pdf

1、白菜類作物(Brassica rapa,syn.campestris)是我國(guó)重要的蕓薹屬蔬菜作物和油用作物,由于它具有復(fù)雜的遺傳基礎(chǔ),使得一些重要農(nóng)藝性狀的改良非常困難,同時(shí),由于其悠久的栽培歷史,形成了很多的栽培種群和豐富的遺傳變異,也為重要農(nóng)藝性狀的改良提供了廣闊的資源材料.隨著人們生活水平的提高,品質(zhì)育種逐漸得到重視,但是,許多重要商品品質(zhì)性狀和硫代葡萄糖甙含量等營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)性狀遺傳規(guī)律缺乏系統(tǒng)分析,因此有必要從代謝組和分子水平上對(duì)白

2、菜類作物進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)性狀的遺傳分析,為改良白菜類蔬菜的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和培育高有益硫甙葡萄糖甙的白菜類作物新品種提供理論基礎(chǔ),為發(fā)掘并利用關(guān)鍵性基因資源奠定基礎(chǔ). 本研究根據(jù)擬南芥和馬鈴薯應(yīng)用氣一質(zhì)連用技術(shù)在代謝組分分析上的研究結(jié)果,建立了大白菜球葉冷凍真空干燥樣品應(yīng)用氣一質(zhì)連用技術(shù)進(jìn)行代謝組分分析的技術(shù)體系,確定了儀器分析的相關(guān)參數(shù),并對(duì)大白菜主要代謝組分進(jìn)行了鑒定和遺傳分析;采用HPLC方法,對(duì)白菜類作物苗期植株硫甙含量進(jìn)行了評(píng)價(jià),為進(jìn)

3、一步開展硫甙在白菜類作物中的積累和遺傳研究提供信息;在篩選合理親本的基礎(chǔ)上,創(chuàng)建了遺傳信息豐富的遺傳研究分離群體,構(gòu)建了白菜類作物遺傳連鎖圖譜框架圖;并進(jìn)一步開展了硫甙含量的QTL定位和遺傳效應(yīng)分析.獲得的主要結(jié)論如下: 1.利用HPLC分析了8種硫甙的含量,白菜類作物苗期植株體硫甙含量存在一定的自然變異.材料間硫甙含量差異最大達(dá)到1127倍(NAP含量),其它各硫甙組分含量材料間的變異幅度為18-152倍,總硫甙含量最大相差5

4、1倍.不同白菜類作物種群間硫甙含量有一定差異,同一栽培群不同材料間硫甙含量也存在一定差異.同時(shí),對(duì)硫甙合成途徑中關(guān)鍵基因AOP2在白菜類作物中的變異進(jìn)行了分析. 2.利用歐洲油用型白菜Rapid Cycling(L144)和菜心品種L58亞種間雜交建立的BILs群體,構(gòu)建了包括17個(gè)連鎖群、由129個(gè)SRAP標(biāo)記和27個(gè)SSR標(biāo)記共156個(gè)標(biāo)記的遺傳連鎖圖譜,覆蓋基因組長(zhǎng)度為719.2 cM,標(biāo)記間平均圖距為4.6 cM,連鎖群

5、長(zhǎng)度范圍在11.7-88.7 cM之間,連鎖群上的標(biāo)記數(shù)為3-25個(gè). 3.采用區(qū)間作圖和多QTL復(fù)合作圖方法對(duì)白菜類作物硫甙含量進(jìn)行了QTL定位及遺傳效應(yīng)分析.在.BILs群體遺傳圖譜的6個(gè)連鎖群上,共檢測(cè)到14個(gè)QTL.控制單一脂肪族硫甙和總脂肪族硫甙的QTL有11個(gè),其中控制PRO含量的QTL3個(gè),控制NAP含量的QTL3個(gè),控制GBN含量的QTL1個(gè),控制總脂肪族硫甙含量的QTL2個(gè),控制NAP/Tali的QTL有2個(gè).

6、控制吲哚族硫甙4ME含量的QTL2個(gè),控制芳香族硫甙NAS含量的QTL1個(gè).貢獻(xiàn)率范圍為16.0﹪-82.7﹪. 4.優(yōu)化并確定了大白菜代謝組分分析體系,根據(jù)己建立的分析體系對(duì)大白菜:DH群體的183個(gè)單株使用GC-MS進(jìn)行了代謝組分的測(cè)定,可以進(jìn)行準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)代謝組分有47個(gè)峰,這些代謝組分分為6類物質(zhì),分別為有機(jī)酸、糖類、氨基酸、糖醇、糖苷和芳香胺.其中有機(jī)酸13個(gè),糖類16個(gè),氨基酸2個(gè),糖醇6個(gè),糖苷2個(gè),芳香胺1個(gè).對(duì)所得