甘藍型油菜DH作圖群體的構建和重要農藝性狀及品質性狀的QTL分析.pdf

1、利用小孢子培養(yǎng)方法培育出了一個新的油菜雙單倍體群體(DH群體)。這個群體在湖北武漢和陜西渭南進行了兩年田間試驗。調查了十三個重要的油菜農藝性狀，包括油菜發(fā)育相關性狀，種籽產(chǎn)量相關性狀和種籽品質相關性狀。利用這個群體構建了遺傳連鎖圖譜并用于數(shù)量性狀分析和作圖。采用了已經(jīng)發(fā)表的油菜遺傳連鎖圖譜上的標記來使這個圖譜與國際上的其他油菜遺傳圖譜能夠對應。這個圖譜主要由SSR，RFLP，AFLP，Ms-AFLP 和STS標記組成。其中STS標記是能

2、夠與擬南芥的相應基因對應?？偣餐瓿闪?08個標記對這個群體的作圖。利用Joinmap3.0軟件將這些標記構建成了一張甘藍型油菜遺傳連鎖圖譜。根據(jù)這些標記的嚴謹程度和圖譜的準確性，構建了三張遺傳連鎖圖，分別含有277，352和532個遺傳標記。其中277個標記的遺傳連鎖圖是最為嚴謹和可靠的，含有352個遺傳標記的遺傳連鎖圖也是嚴謹程度很高的，而含有532個標記的遺傳連鎖圖的嚴謹程度要稍差。利用含有277個標記和352個標記的遺傳連鎖圖進行

3、了油菜種籽芥酸含量和含油量的定位和分析。同時利用含有352個標記和532個標記的遺傳連鎖圖兩張有較大標記密度的遺傳連鎖圖進行了在兩年兩點環(huán)境下十三個農藝性狀的QTL表達及其與環(huán)境間互作，兩位點間互作和條件QTL分析。 (1)利用277個標記的遺傳連鎖圖，定位了四個QTL控制芥酸含量。兩個位于N8和N13，可以認為是主效QTL，分別解釋群體表型變異的45％和30％。定位于N1、N8和N13上控制芥酸含量的三個 QTL 所在的區(qū)域都

4、與擬南芥第四染色體的長臂端相對應，說明這三個 QTL的候選基因可能就是 FAE1的同源基因。 (2)共有七個控制種籽含油量QTL 被檢測到。所有這些QTL都是效應較小的QTL，共解釋了55％的表型變異。在N1、N8和N13上的QTL 與芥酸含量有關。研究結果也認為控制芥酸含量和含油量的 QTL 位點是緊密相關的。在群體中就還有另外四個 QTL 與芥酸合成無關。 (3)在352標記的遺傳連鎖圖中，用兩種不同的模型進行了QT

5、L作圖和分析。第一個模型是用QTLCart2.0對獨立環(huán)境下的QTL進行分析，另一個模型是運用混合線性模型對多個環(huán)境下的QTL以及QTL與環(huán)境之間的互作進行分析(Wang et al.1999)。用第一個模型，對13個性狀檢測到只有12個QTLs(2.7％)在四個環(huán)境中是都出現(xiàn)的。在兩年和兩點的環(huán)境下分別重復檢測到了77個和66個QTL。單獨的QTL似乎對環(huán)境比較敏感。四個環(huán)境下13個性狀共有441個LOD值大于2.0的QTL被檢測到。

6、此外343個QTL 和251個 QTL分別在LOD值大于2.4和3.0的情況下被檢測到。在441個LOD值大于2.0的 QTL 中，有半數(shù)的QTL只能在一個環(huán)境下被檢測到。這些在4個環(huán)境下都被檢測到的QTL都具有很大的LOD值(平均15.32)。在每個環(huán)境中都能檢測到的共同QTL的平均LOD值(4.84)要比環(huán)境特異性QTL的平均LOD值高(3.67)。用第二個模型，13個性狀中，檢測到76個QTL是在四個環(huán)境下表達的。約87％的QTL

7、 表現(xiàn)出顯著的GE互作效應。ST，HP，GLU，PNM，PN和SY等性狀的的所有QTL都與環(huán)境有互作，而其他性狀的QTL部分表現(xiàn)出與環(huán)境的互作。 (4)也進行了這13個性狀中兩位點互作(ILPs)的分析。共有507個顯著的互作對(P《0.05)被檢測到，然而97％的兩位點互作是只在某一個單獨的環(huán)境下被檢測到。因此相對于主效QTL，兩位點互作對于環(huán)境的變化更加敏感。只有兩個有很高LOD值的互作對在4個環(huán)境下都被檢測到，它們分別控制

8、種籽含油量和芥酸含量。依據(jù)對目標性狀的QTL 是否涉及其中，可以將ILPs分為三類，比如，目標QTL間的互作對(I-QtQt)，目標QTL和非目標QTL間的互作對(I-QtQn)，非目標QTL間的互作對(I-QnQn)。這三種不同的兩位點互作類型中，各有52，229和216個互作對被檢測到。其中目標QTL 間的互作對(I-QtQt)，目標QTL和非目標QTL間的互作是占主要地位的互作模式。LOD值較大的ILPs也相對穩(wěn)定，能在不同的環(huán)境

9、下被穩(wěn)定的檢測到，這與QTL檢測的情況一致。 (5)把每一個性狀都在其他性狀被控制的條件下進行了QTL重新掃描。發(fā)現(xiàn)35％的QTL 消失了，而同時差不多數(shù)量的新QTL出現(xiàn)。22％(97)的QTL是條件獨立型的QTL(CI-QTLs)，即這些QTL不受其它性狀變化的影響。同時這也說明大約78％的QTL是被其他性狀所影響的。所有在四個環(huán)境下都被檢測到的QTL均為條件獨立型的QTL。而只有85％的條件獨立型的QTL是能在不同環(huán)境下被重

10、復檢測到的。在進行條件QTL掃描之后，原有沒有被改變的QTL平均LOD值(4.86)也要比消失的和新出現(xiàn)的QTL均LOD值高(4.69)。 (6)無論QTL在不同的環(huán)境如何變化，兩位點互作在不同環(huán)境中如何變化，以及控制不同性狀的相同QTL如何變化，如果QTL的LOD值越高，QTL的穩(wěn)定性就越強。的實驗初步揭示了在不同環(huán)境下控制不同農藝性狀的QTL自身的表達以及被環(huán)境和其它位點調控的復雜生物調控體系。此外，實驗中得到那些能在不同環(huán)