甘蓝型油菜SNP遗传连锁图谱的构建及品质性状QTL定位

摘要

油菜品质改良是油菜品种选育的一个重点工作，油菜品质性状的遗传研究和QTL定位将为分子标记辅助育种和重要基因的克隆奠定坚实的基础。现在在国际上鲜有将SNP芯片技术应用于甘蓝型油菜遗传图谱构建的报道。本研究以甘蓝型油菜“8008”与“4942c-5”为亲本构建了一个包含181个株系的DH群体，利用SNP芯片、SSR、AFLP和IP等标记构建了甘蓝型油菜的遗传连锁图谱，利用2年3点的试验数据，初步定位了控制油酸、亚油酸、亚麻酸、含油量、蛋白质、总硫甙等6个品质性状的QTL位点。主要结果如下:
　　 1、亲本“8008”与亲本“4942c-5”的6个品质性状间都至少在1个环境中能表现为极显著差异，适合于构建分离群体。
　　 2、正态检验结果表明:6个品质性状在该DH群体中都是符合正态分布的，说明这6个性状都是由多基因控制的数量性状，适合于进行QTL分析。
　　 3、DH群体品质性状2年3点的相关性分析表明，蛋白质含量与含油量呈极显著负相关;和总硫甙在2个点呈极显著正相关。含油量和总硫甙在2个点呈极显著负相关。油酸和亚麻酸呈极显著负相关，和亚油酸呈极显著或显著负相关。亚麻酸和亚油酸在2个点呈极显著正相关。油酸和蛋白质呈极显著负相关，和含油量呈极显著正相关，和总硫甙相关性有正有负。皿油酸在2个点和蛋白质呈极显著正相关，和含油量呈极显著负相关，和总硫甙呈极显著负相关。亚麻酸和蛋白质呈极显著正相关，和含油量呈极显著负相关，和总硫甙在2个点呈极显著正相关。这些相关性验证了它们彼此间的依存关系。
　　 4、利用甘蓝型油菜SNP芯片和PCR标记技术构建了一张高密度遗传连锁图谱。图谱全长2328.97 cM，包含20个连锁群，其中C1连锁群断开为C1a和C1b两条，连锁群长度在52.05cM-177.39cM之间。图谱包含SSR标记248个，AFLP标记158个，IP标记87个，SNP标记1102个，总计1595个标记，其中有38.18％为偏分离标记，标记平均间距为1.46cM。
　　 5、利用WinQTLCart2.5软件，选取复合区间作图法，对DH群体的6个品质性状进行QTL扫描。共检测到139个QTL，其中控制亚麻酸、亚油酸、油酸的QTL位点分别有29、16、16个，控制蛋白质含量、含油量、总硫甙含量的QTL位点分别有25、27、26个，分布于除A2、A8、C2、C4-C7外的所以连锁群上，贡献率介于3.41％-38.43％。不同环境中能重复检测到的QTL个数:亚麻酸14个;亚油酸5个;油酸6个;蛋白质14个;含油量20个;总硫甙13个。
　　 6、利用BioMercator2.1软件对139个QTL分不同环境和不同性状进行两轮整合分析，按不同环境进行整合得到101个consensus-QTL，其中有21个major QTL，按不同性状进行第二轮整合得到64个unique-QTL，其中有25个多效性unique-QTL。多效性unique-QTL控制的性状由多到少分别为亚麻酸、蛋白质、含油量、总硫甙、亚油酸、油酸，个数分别为16、15、13、7、6、6;性状特异性unique-QTL从多到少分别为总硫甙、油酸、亚油酸、亚麻酸、含油量、蛋白质，个数分别为12、8、7、6、3、3。

目录

声明

摘要

缩略语表

1 文献综述

1．1 主要分子标记种类以及优缺点

1．1．1 基于分子杂交技术的分子标记

1．1．2 基于PCR技术的分子标记

1．1．3 基于DNA芯片技术的分子标记

1．2 常见QTL作图分析方法及优缺点

1．2．1 单标记分析法(Single Marker Analysis)

1．2．2 区间作图法(IM)

1．2．3 复合区间作图法(CIM)

1．2．4 基于混合线性模型的复合区间作图法(MCIM)

1．3 SNP标记应用于十字花科植物图谱构建研究进展

1．4 油菜品质性状QTL定位研究进展

1．4．1 油菜蛋白质含量相关QTL定位研究进展

1．4．2 油菜总硫甙含量相关QTL定位研究进展

1．4．3 油菜含油量相关QTL定位研究进展

1．4．4 油菜脂肪酸相关QTL定位研究进展

1．5 本研究的目的及意义

2 材料及方法

2．1 试验材料及群体构建

2．2 DH群体品质性状考察

2．3 DH群体DNA提取和基因型分析

2．3．1 双亲及群体DNA提取

2．3．2 群体基因型分析

2．4 数据分析

2．4．1 DH群体品质性状表型数据统计分析

2．4．2 遗传连锁图谱构建

2．4．3 遗传图谱标记共线性比对

2．4．4 QTL位点扫描

2．4．5 品质性状QTL元分析

3 结果与分析

3．1 亲本及F1代性状分析

3．2 DH群体品质性状表型分析

3．3 品质性状的相关性分析

3．3．1 含油量、蛋白质和总硫甙的相关性分析

3．3．2 三种脂肪酸成分的相关性分析

3．3．3 脂肪酸成分与含油量、蛋白质和总硫甙间相关性分析

3．4 DH群体基因型分析及遗传连锁图谱构建

3．4．1 多态性标记筛选

3．4．2 DH群体分子标记遗传连锁图谱构建

3．4．3 DH群体QTL检测与分析

3．4．4 DH群体品质性状QTL元分析

4 讨论

4．1 分子标记分析

4．2 作图群体和作图方法分析

4．3 构建DH群体遗传图谱分析

4．4 DH群体品质性状相关性结果分析

4．5 DH群体品质性状QTL有效性分析

4．6 与前人QTL定位结果的比较

4．7 蛋白质含量与含油量总和定位QTL的分析

4．8 品质性状QTL应用于MAS的分析

参考文献

致谢

附录

附录1：CTAB法提取DNA操作步骤

附录2：聚丙烯酰胺凝胶电泳操作步骤