甘藍(lán)型油菜恢復(fù)系輪回選擇群體的遺傳結(jié)構(gòu)分析.pdf

1、油菜是我國(guó)乃至全世界最重要的油料作物之一。油菜的育種和栽培對(duì)于我國(guó)食用油供給具有重大意義。甘藍(lán)型油菜是我國(guó)目前主要栽培的油菜類型，其從引進(jìn)到現(xiàn)在只有不到100的年栽培歷史，遺傳資源多樣性有限。雜種優(yōu)勢(shì)是提高作物產(chǎn)量的最有效途徑之一，除了受授粉的限制外，雜種優(yōu)勢(shì)的利用還受到雙親遺傳差異、親本配合力等方面的限制。輪回選擇是數(shù)量性狀改良的有效方法之一，研究證明，其不但可以改良現(xiàn)有育種群體的配合力水平，而且可以馴化外來種質(zhì)資源為本地育種所利用，

2、為本地作物育種提供新的種質(zhì)資源。本研究利用從歐洲引入的冬性甘藍(lán)型油菜、人工合成甘藍(lán)型油菜、亞基因組材料、波里馬細(xì)胞質(zhì)雄性不育恢復(fù)系及黃籽材料等與蘿卜質(zhì)細(xì)胞質(zhì)雄性不育恢復(fù)系雜交，以蘿卜質(zhì)不育系恢復(fù)基因?yàn)樽杂墒诜巯到y(tǒng)構(gòu)建一個(gè)輪回選擇群體（R），一方面保持該群體與中國(guó)油菜具有一定的遺傳距離，另一方面，通過輪回選擇改良群體的配合力。從R群體中選擇175個(gè)株系分別與3個(gè)不同背景的中國(guó)油菜測(cè)交系（T1:Yu7-120，T2:Yu7-126和T3:Y

3、u7-140）進(jìn)行雜交，將525個(gè)雜種F1及親本材料，以華油雜62為對(duì)照分別在武漢、襄陽(yáng)、宜昌3個(gè)環(huán)境中進(jìn)行田間試驗(yàn)，分析考察了產(chǎn)量（SPY）及產(chǎn)量相關(guān)的（分枝數(shù)，NB；主花序長(zhǎng)度，LMI；主花序角果數(shù)，SNMI；全株角果數(shù)，TSN；角果長(zhǎng)，LS；每角粒數(shù)，SNS；千粒重，TSW）共8個(gè)性狀，分析群體雜種優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)，估算每個(gè)株系的一般配合力，并以產(chǎn)量性狀一般配合力為依據(jù)進(jìn)行優(yōu)良株系選擇。利用油菜60K SNP芯片對(duì)R群體進(jìn)行基因型分型，分

4、析R群體遺傳多樣性、群體結(jié)構(gòu)及響應(yīng)群體改良的選擇性消除區(qū)域，研究的結(jié)論要點(diǎn)如下：
　　1. R群體175個(gè)株系表型分布及性狀間相關(guān)性
　　對(duì)R群體中175個(gè)株系在3個(gè)環(huán)境中8個(gè)性狀進(jìn)行表型分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：3個(gè)環(huán)境中平均單株產(chǎn)量分別為13.93±0.43 g、7.41±0.22 g、8.08±0.53 g；分枝數(shù)分別為6.56±0.11個(gè)、6.29±0.07個(gè)、5.02±0.09個(gè)；主花序長(zhǎng)度分別為62.59±0.73 cm、

5、54.181±0.45 cm、52.02±0.57 cm；主花序角果數(shù)分別為69.83±0.97個(gè)、62.47±0.77個(gè)、56.41±0.84個(gè)；全株角果數(shù)分別為180.11±5.34個(gè)、145.23±3.2個(gè)、140.78±7.18個(gè)；角果長(zhǎng)分別為5.18±0.4 cm、5.77±0.47 cm、5.63±0.53 cm；每角粒數(shù)分別為15.42±0.22粒、15.54±0.25粒、14.02±0.22粒；千粒重分別為3.58±0.

6、03 g、3.23±0.03 g、4.03±0.04g。產(chǎn)量性狀表型變異系數(shù)最大，在宜昌環(huán)境中達(dá)到86.23％，角果長(zhǎng)的變異系數(shù)最小，在武漢環(huán)境中為10.11%。相關(guān)性分析表明，產(chǎn)量性狀與其他產(chǎn)量相關(guān)性狀都呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)，其中與全株角果數(shù)相關(guān)性最大，相關(guān)系數(shù)為0.89，說明全株角果數(shù)對(duì)油菜產(chǎn)量貢獻(xiàn)最大。
　　2. R群體一般配合力分析
　　利用525個(gè)雜交組合在3個(gè)環(huán)境中表型數(shù)據(jù)估算每一個(gè)株系的一般配合力。結(jié)果表明，8個(gè)性

7、狀的一般配合力分別為：SPY，1.34；NB，0.19；LMI，0.74；SNMI，2.65；TSN，15.06；LS，0.14；SNS，0.38；TSW，0.04。8個(gè)性狀的一般配合力都表現(xiàn)為正，說明這些性狀都存在一定程度的加性效應(yīng)。但是NB、SNMI、LS、SNS、TSW的一般配合力表現(xiàn)都比較小，說明這些性狀配合力改良的遺傳增益有限，提示我們?cè)诤罄m(xù)群體改良過程中應(yīng)該補(bǔ)充在這些性狀上表現(xiàn)優(yōu)良材料/基因。
　　3.雜種優(yōu)勢(shì)分析

8、r>　　利用所有雜種在3個(gè)環(huán)境中表型數(shù)據(jù)，以華油雜62為對(duì)照，分析R群體每個(gè)性狀的雜種優(yōu)勢(shì)（中親優(yōu)勢(shì)和超標(biāo)優(yōu)勢(shì)）。結(jié)果表明：中親優(yōu)勢(shì)，T1×R組合的8個(gè)性狀在3個(gè)環(huán)境中都表現(xiàn)出正向優(yōu)勢(shì)；T2×R組合只有主花序長(zhǎng)度在宜昌環(huán)境中表現(xiàn)為負(fù)向優(yōu)勢(shì)；T3×R組合基本沒有正向優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)。超標(biāo)優(yōu)勢(shì)與中親優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)相似，T1×R組合、T2×R組合都表現(xiàn)出一定程度正向優(yōu)勢(shì)，T3×R組合沒有表現(xiàn)出正向優(yōu)勢(shì)。這說明R群體與T1、T2組配的雜種能夠產(chǎn)生較強(qiáng)的雜種優(yōu)

9、勢(shì)，與T3組配的雜種沒有雜種優(yōu)勢(shì)。這為該群體后續(xù)的育種應(yīng)用提供了參考。
　　4. R群體的遺傳多樣性分析
　　利用油菜60K SNP芯片對(duì)R群體175個(gè)株系進(jìn)行基因型分型。分析群體遺傳多樣性、群體結(jié)構(gòu)、材料間親緣關(guān)系及連鎖不平衡（Linkage Disequilibrium，LD）水平。結(jié)果顯示：所有標(biāo)記的平均PIC值（polymophism informantion content）為0.292，其中有76%的標(biāo)記PIC值

10、大于0.25，說明R群體目前遺傳多樣性水平良好；群體結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，R群體主要被分成兩個(gè)亞群，但是亞群材料所占比例并不平衡；R群體材料間沒有明顯的親緣關(guān)系；R群體存在較高程度的LD，當(dāng)R2=0.1時(shí)，整個(gè)基因組LD達(dá)到了2.4 Mb，其中A基因組LD為0.8 Mb，C基因組LD為4.8 Mb。C基因組LD遠(yuǎn)大于A基因組，說明C基因組可能收到更大選擇壓。
　　5.選擇性消除分析
　　以產(chǎn)量性狀配合力為基礎(chǔ)，選擇高配合力前20%的