甘蓝型油菜C2连锁群种子含油量QTL簇及品质性状的分析

摘要

油菜是我国主要油料作物之一，优质菜油饱和脂肪酸含量低，是食用植物油之佳品；由于菜籽油中脂肪酸的碳链长度与柴油相近，也是生产生物柴油的理想原料。因此，提高油菜含油量一直是众多科学家与育种家关注的目标。
　　 本实验室以甘蓝型油菜欧洲冬性品种Tapidor和中国半冬性栽培种Ningyou7为亲本构建了TNDH作图群体和遗传图谱，利用该图谱定位了种子含油量QTL，并在C2连锁群上发现了一个含油量QTL簇（命名为qcOCC2）。通过回交、表型筛选和分子标记辅助选择，构建了导入供体亲本Tapidor的qcOCC2片段的高世代回交群体和近等基因系。为了解析qcOCC2的遗传效应及克隆相关基因，必须在C2连锁群尤其是目标区间qcOCC2内加密足够的分子标记。
　　 本研究共采用了两种方法加密分子标记：
　　 1.Federico等基于甘蓝序列信息一共开发了587对SSR引物。经本实验前期的研究，目标区间qcOCC2与拟南芥第1染色体的E区段(C1E)、第5染色体的A区段(C5A)及E区段(C5E)同源，基于此，我们挑选出63个标记用于本研究；另外，从浙江农科院赵坚义博士获得5个定位于SGDH群体的C2连锁群的ATH及ZAAS标记用于本研究。最终，共8个标记定位于TNDH群体的C2连锁群，其中7个ATH及ZAAS标记定位于目标区间内。
　　 2.在实验室已构建TapidorBAC文库的基础上，对TapidorBAC末端进行了测序。将BAC末端序列与拟南芥基因组进行比对，挑选与拟南芥C1E、C5A或C5E高度同源(80％)的BAC作为候选BAC。然后将候选BAC的BAC-end序列与白菜A2染色体的BAC序列进行BLAST比对，从中挑选与A2BAC同源性在80％-95％的TapidorBAC-end序列进行引物设计，将其命名为BES引物。共设计出41对BES引物用于本研究，最终有6个标记定位于目标区间qcOCC2。
　　 随后，我们用定位在TN遗传图谱C2连锁群上的68个分子标记检测142份甘蓝型油菜的品种材料。用关联分析的方法来检测在自然群体中含油量表型及其它品质性状与这些标记之间的关系，并将关联分析的结果与QTL分析的结果进行比较分析，发现两者结果基本吻合。在关联分析中检测到的与含油量以及其它品质性状显著相关联的分子标记，大多数都位于家系连锁定位(FBL)的QTL置信区间内。因此可以得出如下结论：1.含油量表型与C2连锁群上标记之间确实存在一定的关联性；2.在TN群体以及该自然群体中，有相同的位点与含油量表型相关，这也验证了本研究中含油量QTL的真实性。

目录

文摘

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缩略词表

1 文献综述

1.1 油菜含油量性状的研究进展

1.2 油菜品质性状QTL的研究进展

1.2.1 含油量QTL的研究进展

1.2.2 其它品质性状QTL的研究进展

1.3 特异引物的PCR分子标记

1.3.1 基于重复序列的分子标记（SSR标记，FITO标记）

1.3.2 基于同源基因序列的分子标记（STS标记）

1.3.3 分子标记在基因组测序中的意义

1.4 植物比较基因组学的研究

1.4.1 芸薹属A、B、C基因组间的关系

1.4.2 芸薹属植物与拟南芥的比较基因组学研究

1.4.3 比较基因组学的应用

1.5 关联分析

1.5.1 植物关联分析的应用以及研究进展

1.6 本课题的研究基础、由来、目的以及研究意义

2 材料与方法

2.1 实验材料

2.1.1 Tapidor、Ningyou7及TN DH群体

2.1.2 自然群体

2.2 表型数据检测方法

2.2.1 油菜种子收获方法

2.2.2 表型数据检测方法

2.3 DNA提取

2.4 特异分子标记的开发

2.4.1 FITO和ZAAS标记

2.4.2 TapidorBAC-end序列分析及BES标记

2.5 PCR反应体系和反应程序

2.6 基因型检测方法

2.7 遗传图谱的构建方法

2.8 QTL分析及QTL的整合分析

2.9 C2连锁群品质性状相关位点的关联分析

2.9.1 实验材料

2.9.2 分子标记的全基因组扫描

2.9.3 群体结构分析

2.9.4 关联分析

3 研究结果

3.1 FITO与ZAAS标记分析

3.1.1 FITO与ZAAS标记的多态性筛选

3.1.2 FITO与ZAAS标记在遗传图谱上的定位

3.2 Tapidor BAC-end序列分析与定位

3.2.1 电子杂交（in silico mapping）筛选Tapidor BAC-end

3.2.2 BES标记的筛选及在遗传图谱上的定位

3.3 TN群体中C2连锁群上含油量QTL的扫描结果与分析

3.4 TN DH群体C2连锁群上其他品质性状QTL的初步定位

3.5 C2连锁群含油量及其他品质性状相关位点关联分析的结果

3.5.1 分子标记全基因组扫描

3.5.2 群体结构的评估

3.5.3 关联分析的结果

4 分析与讨论

4.1 电子杂交与BES标记的定位在后续研究中的作用和意义

4.2 关联分析中群体结构分析的必要性

4.3 关联分析对QTL分析的补充与佐证

参考文献

致谢

附录