甘蓝型油菜主要株型性状的遗传分析和QTL初步定位

摘要

油菜是我国重要的油料作物之一，如何最大程度的提高油菜的产量和实现油菜的机械化生产是油菜育种和栽培的主要目标。通过对油菜株型相关性状的遗传规律和QTL定位进行研究分析，可以为这个目标的实现提供了理论依据。本文采用松散型甘蓝型油菜S33B和紧凑型甘蓝型油菜86-5-10-17组合杂交所得的F2群体为对象，探讨了与油菜机械化收获紧密相关的包括株高、分枝高度、分枝数和分枝角度4个性状的发育动态及遗传规律，并在构建遗传连锁图谱的基础上进行了4个性状的QTL定位。主要研究结果如下:
　　 1.根据分枝角度的大小将甘蓝型油菜的株型分为紧凑型、中间型和分散型。这三种类型油菜的株高、分枝高度和分枝数的发育动态都不相同，但是每个性状的发育动态变化趋势几乎是一致的。从初花期到盛花期是油菜株高、分枝高度和分枝数快速生长期，在这四个生育期内株高、分枝数都是中间型株型＞松散型株型＞紧凑型株型;分枝高度则是松散株型＞中间型株型＞紧凑型株型。
　　 2.在紧凑型株型中，第一分枝角度和第三分枝角都呈先缓下降后上升最后快速下降的趋势，第二分枝角度呈先上升后下降的趋势，第四分枝角度在整个生育期内都是呈直线缓慢下降的趋势;在中间型油菜株型中，第二分枝角度和第四分枝角度变化趋势是一致的，都是先下降后上升的的趋势，第一分枝角度呈先下降后上升最后再下降的趋势，第三分枝角度呈不断上升趋势;在松散型油菜株型中，第一个分枝角度，在整个生育期内都呈不断增加趋势，第二个分枝角度呈先下降后上升的趋势，从第三个分枝角呈先缓慢下降后上升的趋势第四分枝角度呈先下降后上升的趋势。
　　 3.甘蓝型油菜株高和分枝数的F1正反交均值都超过了亲本，说明株高和分枝数F1具有很好的杂种优势;分枝角度的F1正反交均值都介于双亲之间，都偏向于亲本S33B，说明控制分枝角度的基因是以加性效应为主，有部分显性效应，分散型对紧凑型为部分显性;分枝高度的F1正交均值比亲本的要大，F1反交均值介于双亲之间，偏向于亲本86-5-10-17，说明分枝高度可能存在一定的胞质效应。
　　 4.甘蓝型油菜的株高符合两对主基因控制的等显性模型（B-6模型），这两个主基因的显性效应相等并与相应的加性效应也相等，无上位性效应存在;分枝高度是一对主基因控制的加性和部分显性或超显性模型（A-1模型）;分枝数符合两对主基因控制的等加性模型（B-4模型），两对主基因的加性效应相等且无显性效应和上位性效应。分枝角度平均数符合加性-显性-上位性模型（B-1模型），有两个主基因控制的株高，分枝高度，分枝数，和分枝角度的主基因遗传率分别为:44.71％，64.43％，4.55％，60.52％。多基因遗传率分别为:1.36％，8.34％，0.56％，0.95％。都以主基因遗传为主。
　　 5.用223个SSR多态性标记构建了包含了13个连锁群163个标记位点的F2家系群体连锁图谱，有60个标记位点没有进入任何连锁群，占总数的26.9％。该遗传连锁图谱总长度为906.986cM。最大的连锁群有63个标记，最小的只有2个标记，标记间平均距离为12.286 cM。其中超过100cM的有3个连锁群，分别是LG1、LG2和LG8。其中LG1距离最长，为177.222cM，LG13距离最短，仅为9.481cM。平均间距最大的为LG11，达30.968cM;平均间距最小的为LG1，只有2.858cM。
　　 6.共检测到11个与这四个株型性状相关的QTLs，分别位于LG1、LG2、LG3、LG5、LG8连锁群上，且都具有较大的遗传效率。其中株高4个，分别位于LG1、LG2连锁群上，可解释表型变异的8.54％-17.04％;分枝高度5个，分别位于LG3、LG5、LG8连锁群上，可解释表型变异的3.92％-21.82％;分枝数1个，位于LG3连锁群上，可解释表型变异的11.08％;分枝角度1个，位于LG1连锁群上，可解释表型变异的14.16％。只有分枝高度的第二个QTL、分枝数和分枝角度QTL的增效基因都来源于松散型亲本S33B，其余QTL的增效基因都来源于紧凑型亲本86-5-10-17。油菜株型的初步定位结果为该基因的精细定位、分子标记辅助育种和基因克隆功能分析等奠定基础。

目录

声明

摘要

第1章 文献综述

1．1 油菜在国民经济中的地位

1．2 油菜的生产现状

1．2．1 世界油菜生产

1．2．2 我国油菜生产

1．3 株型对作物的影响

1．3．1株型对作物倒伏的影响

1．3．2 株型对作物产量的影响

1．3．3 株型对油菜机械化生产的影响

1．4 作物数量性状的遗传体系

1．4．1 主基因+多基因分析

1．4．2 QTL定位分析

1．5 油菜株型研究进展

1．5．1 油菜株型相关性状的遗传学研究进展

1．5．2 油菜株型相关性状的QTL定位研究进展

第2章 引言

2．1 研究的目的和意义

2．2 研究内容和技术路线

2．2．1 研究内容

2．2．1 技术路线

第3章 材料与方法

3．1 实验材料

3．2 田间实验设计

3．3 试验方法

3．3．1 田间测量

3．3．2 主要试剂的配制

3．3．3 提取DNA

3．3．4 SSR标记的PCR扩增

3．3．5 扩增产物的电泳检测

3．3．6 群体基因型记录

3．4 数据处理

3．4．1 主基因+多基因的数据处理

3．4．2 遗传连锁图谱构建

3．4．3 QTL检测

第4章 结果与分析

4．1 油菜株型性状的发育动态

4．1．1 株高的发育动态

4．1．2 分枝高度的发育动态

4．1．3 分枝数的发育动态

4．1．4 分枝角度的发育动态

4．2 株型性状的数量遗传分析

4．2．1 F2分离群体主要株型性状的表型特征值及次数分布

4．2．2 主要株型性状的数量性状遗传分析

4．3 群体引物多态性分析

4．3．1 亲本和F1的引物筛选

4．3．2 F2分离群体引物多态性筛选

4．3．3 遗传连锁图谱的构建

4．4 株型性状的QTL定位分析

4．4．1 株高的QTL定位分析

4．4．2 分枝高度的QTL定位分析

4．4．3 分枝数和分枝角度的QTL定位分析

第5章 讨论与结论

5．1 讨论

5．1．1 研究性状的选择

5．1．2 油菜株型性状发育动态研究

5．1．3 油菜株型相关性状的遗传规律

5．1．4 油菜主要株型性状的QTL定位

5．1．5 油菜主要株型性状的遗传分析与QTL定位结果的比较

5．2 结论

参考文献

致谢

参与课题情况