高油酸花生种质创制及ahFAD2A基因型效应分析

摘要

花生是我国重要的油料作物和经济作物。花生油酸含量存在丰富的遗传变异。根据种子油酸含量和油亚比通常将花生分为高油酸、中等油酸和普通油酸。提高O/L值是花生品质育种的目标之一，国内仅有少数高油酸育成品种，这与国外发达国家相比存在着比较大的差距。因此，高油酸花生育种是中国花生品质育种既迫切又重要的任务。
　　种质资源是作物育种的基础，创制具有多种表型特征的高油酸花生新材料，对高油酸花生育种具有重要意义。本研究以常规品种白沙1016、远杂9847、冀0212-2、海花1号和高油酸花生品系CTWE和GYS01为材料，通过杂交组配，分子和化学鉴定以及室内考种以期获得具有多种表型特征的高油酸花生新材料。利用AS-PCR分子标记筛选每代的双杂合子，对其进行自交，构建近等基因系并进行基因型效应分析。主要研究结果如下:
　　1、对6个亲本ahFAD2A和ahFAD2B ORF的扩增与序列分析。ahFAD2A和ahFAD2B ORF区域扩增与序列测定结果表明，CTWE和GYS01与突变体F435的突变位点完全一致，即ahFAD2A在448 bp处发生G-A碱基替换，同时ahFAD2B在442bp处发生碱基A的插入。白沙1016、远杂9847、冀0212-2、海花1号在这2个位点保持野生型状态。
　　2、利用等位基因特异性PCR(Allele-Specific PCR，AS-PCR)对6亲本油酸性状基因型进行确认。结果表明，CTWE和GYS01的基因型为为ol1ol1ol2ol2，白沙1016、远杂9847、冀0212-2、海花1号的基因型为OL1OL1OL2OL2，6亲本存在2对差异基因。该结果与测序结果相一致。
　　3、采用产量性状和油酸性状双重选择压力对F2∶3家系进行选择，筛选到单株荚果重高于对照冀花2号30％以上的候选高油酸家系115个并采用AS-PCR对F2∶3个家系内的所有单株进行检测，筛选出基因型为隐性的单株。通过对F3单株田间调查及对F4种子的考种并结合AS-PCR鉴定，最终筛选出基因型为ol1ol1ol2ol2的F4高油酸材料，包括匍匐型38株，直立型28株，它们油酸含量介于77.98％-85.43％，O/L介于12.8-46.1，百仁重介于29.63 g-96.14 g。本研究在F6代选育出21个具有不同表型特征的高产、高O/L新品系，其中直立、大果型、高油酸品系7个，它们的油酸介于80.57％-83.36％，百仁重介于91.66 g-107.58 g，单株果重介于24.55 g-70.23 g。直立、中果型花生6个，它们的油酸含量介于80.50％-82.47％，百仁重介于72.92 g-83.54 g，单株果重介于38.41 g-59.27 g。株型为匍匐型，属于大果型高油酸花生的有4个，其中油酸含量介于80.40％-82.62％，百仁重介于81.32 g-86.31 g，单株果重介于40.68g-67.34 g。匍匐型中果型高油酸花生有4个。油酸含量介于80.67％-82.13％，百仁重介于66.19 g-79.17 g，单株果重介于58.07 g-84.83 g。
　　4.在F6代检测的464个单株中，共检测出6种基因型，他们分别为OL1 ol1OL2 ol2、OL1OL1OL2ol2、ol1ol1OL2ol2、ol1ol1ol2ol2、OL1ol1ol2ol2和OL1OL1ol2ol2。对近等基因系的遗传背景检测，背景一致性达到93.58％。
　　5.根据基因型OL1OL1ol2ol2、OL1ol1ol2ol2和ol1ol1ol2ol2的油酸含量表明，OL1针对油酸的显性效应为-4.04％，加性效应为-14.50％。OL1针对于亚油酸的显性效应为4.65％，加性效应为13.68％。

目录

声明

摘要

本文所用缩略词及中文对照

1 引言

1．1 花生高油酸育种的意义

1．2 花生脂肪酸及其合成途径

1．2．1 油料植物种子的脂肪酸与脂质

1．2．2 花生主要脂肪酸的生物合成

1．3 花生高油酸性状的遗传特点

1．3．1 高油酸性状的经典遗传学研究

1．3．2 高油酸的分子遗传学研究

1．4 花生油酸、亚油酸改良的主要途径

1．4．1 突变育种

1．4．2 杂交与回交育种

1．4．3 分子标记辅助选择

1．4．4 转基因育种

1．4．5 品质分析技术在脂肪酸含量测定中的应用

1．5 近等基因系的研究进展

2 材料与方法

2．1 亲本材料ahFAD2A及ahFAD2B部分ORF的扩增

2．1．1 试验材料

2．1．2 主要试剂

2．1．3 仪器和用品

2．1．4 花生基因组DNA的提取及浓度检测

2．1．5 亲本ahFAD2A和ahFAD2B的PCR扩增

2．1．6 目的片段的回收

2．1．7 目的片段与载体连接并转化大肠杆菌

2．1．8 重组子鉴定与测序

2．1．9 序列分析

2．2 AS-PCR检测各世代基因型

2．2．1 植物材料

2．2．2 PCR反应体系及引物

2．2．3 扩增程序

2．3 田间试验设计及性状调查

2．3．1 田间设计

2．3．2 性状调查

2．4 花生油酸／亚油酸的检测

2．4．1 近红外光谱技术

2．4．2 气相色谱

2．5 近等基因系基因型的检测及基因型效应的推算

2．5．1 SSR标记的筛选及不同基因型的同源性初步分析

2．5．2 近等基因系基因型的检测方法及基因型效应分析的推算方法

3 结果与分析

3．1 亲本ahFAD2A和ahFAD2B的ORF扩增与序列分析

3．2 亲本油酸性状基因型的确定

3．3 F1代真假杂种的分子检测

3．4 AS-PCR检测各世代基因型

3．4．1 F2：3家系单株基因型的检测

3．4．3 F2：3家系花生高产性状的调查及分析

3．4．4 F2：3家系单粒近红外光谱分析

3．5 多表型特征的高产、高O／L花生新品系的选育

3．5．1 不同表型特征的F4高油酸材料的获得

3．5．2 F5代高产、高油酸品系的选育

3．5．3 F6高油酸花生新品系的选育

3．6 不同基因型近等基因系遗传背景分析

3．7 不同基因型NILs油酸含量、亚油酸含量及基因型效应分析

4 讨论

4．1 高油酸育种中杂交亲本材料的选择

4．2 AS-PCR辅助高油酸育种新材料的选择

4．2．1 F1真假杂种的鉴定

4．2．2 AS-PCR辅助选择高油酸育种新材料

4．3 多表型特征的高产、高O／L花生新品系的选育

4．4 基因型效应分析

5 结论

参考文献

附录

在读期间发表的学术论文

作者简历

致谢