甘蓝型油菜遗传连锁图谱的构建及油脂含量等品质性状的QTL定位

摘要

油菜是植物油脂的第三大来源,已成为我国继四大粮食作物(水稻、小麦、玉米、大豆)之后的第五大农作物.低芥酸菜籽油不仅是良好的营养保健油,也是生物柴油的理想原料.发展油菜生产,提高油菜的生产效益,对提高人民的健康水平和解决制约我国经济发展的能源短缺问题具有极其重要的意义. 提高油菜品种油脂含量是提高油菜生产效益的重要途径.最近这五年,我国油菜高油脂含量品种虽呈上升趋势,但低油脂含量品种仍然占有较大份额,高油份育种已成为油菜育种的主要目标.同时,双低油菜籽蛋白具有合理的氨基酸组成,是良好的蛋白质源,适用于所有家畜饲料:硫甙含量的高低是衡量油菜品质性状的重要标准,高硫甙含量具有毒害作用;油酸属单不饱和脂肪酸,有利人体心血管健康,高油酸油易甲酯化,是生物柴油的理想原料.因此,进行油菜油脂、蛋白质、硫甙和油酸含量等品质性状的研究对油菜育种具有重要指导意义. 本试验以高含油量杂交油菜中油杂8号的保持系和恢复系配制正反交组合的Fz代群体为研究对象,对油脂、蛋白质、硫甙和油酸含量4个品质性状进行了分析,并利用正交组合中118份Fz单株,构建甘蓝型油菜的遗传连锁图谱,对油脂含量等品质性状进行了定位,结果如下: 1 在正交群体中,蛋白质含量的分布介于24.56﹪与34.73﹪之间,变化较小:油脂含量的分布范围较大,介于26.72﹪和44.31﹪之间,群体中58.970﹪的个体超过均值:硫甙含量的变幅较大,极差达到27.71umol/g;个体硫甙含量多分布于13.69umol/g与21.69umol/g之间;油酸含量的分布区间也较大,有90个单株大于均值,占总数的46.15﹪. 2 在反交群体中,各单株油脂含量多集中在37.94﹪和42.44﹪之间,均值为38.84﹪;蛋白质含量的分布介于25.08﹪与34.94﹪之间;硫甙含量的变幅较大,最小值为1.56umol/g,最大值则为22.81 umol/g. 3 在正交组合F<,2>群体和反交组合F<,2>群体中,油脂含量和蛋白含量的相关分析都表明两者之间存在极显著的负相关关系,即随着蛋白质含量的增加,油脂含量明显减少.反交组合F2群体中,蛋白质含量和硫甙含量的相关系数r=-0.45,达极显著水平;蛋白质含量和油酸含量之间也存在显著的负相关关系,相关系数r=-0.18;硫甙含量和油酸含量存在正相关关系,相关系数r=0.30,达极显著水平. 4 利用F2代群体的118个单株,构建包含121个标记的遗传连锁图谱,图谱总长1298.7cM,包含21个连锁群.标记间平均距离为12.99 cM.连锁群长度变动在11.0 cM(LG21)～165.5 cM(LG14)之间,群内平均图距在5.50 cM(LG21)～25.70eM (LG19) 之间.LG4和LG14包含的标记数最多,都为11个:LG21上标记最少仅为2个. 5 采用单标记法检测到油脂含量的3个QTL,分别位于LG10和LG20上 (LG10存在2个);用IM法检测到油脂含量的4个位点,分别位于LG8,LG10,LG11和LG620,贡献率在1.9﹪～25.4﹪:CIM法检测到2个油脂含量的QTL位点,分别位于LG8和LG10,LOD值3.2和4.6,贡献率为4.8﹪和13.7﹪. 6 用单标记法确定了8个蛋白含量QTL,其中5个位于LG1,2个位于LG3,还有1个分布于LG18;利用CIM法检测到2个蛋白含量位点,一个位于LG1,贡献率为15.2﹪,存在正加性效应;另一个位于LG3,表型贡献为14.1﹪,加性效应为负.IM法未检测到控制该性状的QTL.7单标记法检测到位于LG20的1个硫甙含量的QTL;IM法检测出在LG20上存在2个硫甙含量的QTL,贡献率分别为12.2﹪和10.8﹪,加性效应都为正值;CIM法则检测到4个硫甙含量的QTLs,分别位于LG4、LG8和LG20(LG20存在2个QTLs),贡献率在1.9﹪与25.4﹪之间,3个位点表现出正加性效应,1个位点表现负加性效应.

目录

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论文说明：缩略词表

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第一章文献综述

1.1作物遗传连锁图谱的研究

1.1.1图谱构建的理论基础

1.1.2作图群体

1.1.3常用的分子标记

1.1.4图谱的构建

1.2数量性状基因(Quantitative Trait Loci，QTL)定位

1.2.1 QTL定位的原理

1.2.2 QTL定位的方法

1.2.3与图谱构建及QTL分析有关的计算机软件

1.3芸薹属作物遗传图谱研究进展

1.4油菜油脂研究

1.4.1油脂含量的遗传基础

1.4.2油脂生物合成代谢途径及调控

1.4.3油脂含量的QTL定位

1.4.5油脂含量与品质性状的遗传相关

1.5本研究的目的和意义

第二章甘蓝型油菜蛋白质、油脂、硫甙及油酸含量的性状分析

2.1材料与方法

2.1.1实验材料

2.1.2实验方法

2.2结果与分析

2.2.1正交组合F2群体中蛋白、油脂、硫甙和油酸含量的性状分析

2.2.2反交组合F2群体中蛋白质、油脂、硫甙和油酸含量的性状分析

2.2.3正反交组合F2群体中蛋白质、油脂、硫甙和油酸含量的性状比较

2.3讨论

第三章甘蓝型油菜油脂、蛋白质、硫甙和油酸的QTL分析

3.1试验材料

3.2试验方法

3.2.1性状考察

3.2.2基因组DNA的提取及质量检测

3.2.3 SRAP分析

3.2.4 SSR分析

3.2.5 PAGE胶电泳及染色

3.2.6数据处理

3.3结果与分析

3.3.1作图亲本纯度分析

3.3.2 SRAP引物筛选及多态性分析

3.3.3 SSR引物筛选及多态性分析

3.3.4遗传连锁图谱的构建

3.3.5蛋白质、油脂、硫甙和油酸的QTL检测

3.4讨论

3.4.1作图群体

3.4.2分子标记的选择

3.4.3分析方法与QTL的分布

3.4.4 LOD值的影响

3.4.5环境效应与上位性效应

3.4.6性状间的相关性

3.4.7遗传连锁图谱的长度

参考文献

致谢

作者简历