芥菜型油菜紫叶基因BjPl1精细定位及紫叶相关性状研究

摘要

紫叶性状是由于花色苷的积累所产生。花色苷具有较强的抗氧化性，在植物光保护、抗寒、抗旱等方面均具有重作用。因此，在农作物育种及研究中具有重要的意义。
　　本研究针对芥菜型油菜紫叶突变株1280-1的叶色性状，在明确其叶色遗传规律的基础上，研究了紫叶性状与叶绿素、产量的关系，同时对控制紫叶性状的基因进行了精细定位，结合花色苷代谢途径基因，初步预测了控制该紫叶性状的候选基因。主要研究结果如下：
　　1.田间观察结果显示，紫叶突变株1280-1子叶期即表现紫色，但第一片及第二片真叶均为绿色，随着叶片生长，第一片及第二片真叶叶缘、叶脉开始显现紫色。至三叶期，所有叶片颜色均呈现紫色并持续至现蕾期。由现蕾期开始，经初花期、盛花期、至终花期，紫叶颜色开始逐渐变淡。于成熟期，所有叶片只在叶缘及叶脉处呈现出紫色。
　　2.通过与芥菜型油菜绿叶亲本多室、富源的遗传分析表明：紫叶性状由一对显性基因控制，结合近等基因系中不同基因型花色苷含量的测定结果，进一步得出，该紫叶性状由一对完全显性基因控制。
　　3.对 BC5代分离群体中紫叶单株与绿叶单株的叶绿素含量、产量进行测定，结果显示：紫叶与绿叶单株叶绿素含量、产量差异不显著。研究结果表明：紫叶性状对叶绿素、产量无显著影响。
　　4.通过筛选已经公布的白菜、芥菜型油菜遗传图谱，利用4对IP及SSR标记将紫叶基因定位到芥菜型油菜B2连锁群上。在此基础上，利用比较作图手段将紫叶基因BjPl1进一步限定到0.7 cM的遗传距离内，在芥菜型油菜基因组信息公布后，通过标记序列比对及新标记的开发，将紫叶基因BjPl1缩小到225kb的物理区间内，两侧最近的标记分别为 B2-9与 PLC871，其对应的物理位置为17.74-17.97Mb。
　　5.采用基因组重测序技术的对控制紫叶性状基因进行定位，结果显示：28个候选区间在99％的置信区间内大于阈值，其中21个候选区间位于B2染色体。结合分子标记定位结果，将紫叶基因BjPl1定位到B2染色体上总计64 Kb的区间内。
　　6.将紫叶基因候选区间的序列提交到拟南芥网站进行比对分析，结果显示：两个候选区间均比对到拟南芥第一号染色体上，共含有12个拟南芥同源基因。其中17.74-17.78 Mb的区间内含有8个同源基因，分别为蛋白质泛素化相关基因，尿酸酶基因，脂氧合酶基因及一个未知功能基因。17.93-17.96 Mb的区间内含有4个同源基因，均为花色苷代谢途径相关基因，分别为 At1g56650, At1g66390, At1g66370和At1g66380，上述基因编码R2R3-MYB类转录调控因子，作为正向调控基因参与到花色苷代谢途径中，因此，推测紫叶基因BjPl1可能位于总计27 kb的物理区间内，对应的物理位置为B2染色体上的17.93-17.96 Mb之间。

目录

声明

缩略语表

第一章 绪论

1.1 芸薹属紫叶性状研究进展

1.2 花色苷代谢途径研究进展

1.3 花色苷与植物抗逆性

1.4 芥菜型油菜遗传图谱及B基因组相关基因定位

1.5 芸薹属作物比较基因组学研究与基因定位

1.6 基因组重测序技术在基因定位研究上的应用

1.7 本研究的目的及意义

第二章 芥菜型油菜紫叶性状突变株的遗传分析及花色苷、叶绿素、产量测定

2.1 材料及方法

2.2 结果与分析

2.3 讨论

第三章 芥菜型油菜紫叶基因精细定位

3.1 材料及方法

3.2 结果与分析

3.3 讨论

第四章 结论

参考文献

附录

致谢

作者简历