甘藍(lán)型油菜種子硫苷含量和脂肪酸組分全基因組關(guān)聯(lián)分析.pdf

1、油菜是重要的油料作物，菜籽油不僅是重要的食用油來(lái)源，榨油后的菜籽餅粕也是優(yōu)質(zhì)的植物蛋白飼料資源。隨著人民生活水平的不斷提高和油菜育種工作的深入發(fā)展，人們對(duì)油菜品質(zhì)也提出了更高的要求。因此，在現(xiàn)有油菜品質(zhì)基礎(chǔ)上，按照人們需求進(jìn)行油菜品質(zhì)改良是油菜重要育種目標(biāo)之一。本研究以520份遺傳來(lái)源廣泛的甘藍(lán)型油菜品種和自交系為自然群體，利用甘藍(lán)型油菜60K SNP芯片對(duì)不同環(huán)境下硫苷、芥酸、油酸、亞油酸、亞麻酸和棕櫚酸6個(gè)品質(zhì)性狀進(jìn)行了全基因組關(guān)聯(lián)

2、分析，通過(guò)分析與性狀顯著關(guān)聯(lián) SNP位點(diǎn)所定位的候選區(qū)間對(duì)候選基因進(jìn)行了預(yù)測(cè)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴甘藍(lán)型油菜硫苷含量與脂肪酸組分的表型變異：6個(gè)性狀在關(guān)聯(lián)群體材料間均存在廣泛變異，樣本遺傳多樣性豐富。其中，近70％的材料種子硫苷含量分布于20.00～50.00μmol·g?1范圍內(nèi)，說(shuō)明人為選擇在世界范圍內(nèi)油菜品質(zhì)育種中選育低硫品種發(fā)揮了重要作用；超過(guò)60%的材料種子油酸含量介于60%～70%之間，體現(xiàn)了油菜高油酸育種趨勢(shì)

3、。同時(shí)，脂肪酸組分之間也存在顯著的相關(guān)性。⑵群體結(jié)構(gòu)、親緣關(guān)系和連鎖不平衡分析：520份甘藍(lán)型油菜資源被劃分為P1和 P2兩個(gè)亞群。其中 P1包含463份（約89%）材料，主要為源自中國(guó)的品種與自交系；剩余57份被歸為P2類(lèi)群，主要是國(guó)外品系。另外，在該關(guān)聯(lián)群體中，50.55%的任意兩份材料之間的親緣關(guān)系值為0，23.98%的親緣關(guān)系值介于0到0.2，說(shuō)明群體中大部分材料之間沒(méi)有親緣關(guān)系或存在較弱的親緣關(guān)系，較好地控制了由于親緣關(guān)系存在

4、而產(chǎn)生的偽關(guān)聯(lián)。全基因組以及 A、C亞基因組的LD（r2）均隨物理距離的增加呈下降的趨勢(shì)，A亞基因組的衰減的速度快于 C亞基因組。當(dāng) r2的閾值設(shè)置為0.2時(shí)，A、C亞基因組的衰減距離分別為200 kb和750 kb，全基因組的衰減距離約為700kb。⑶硫苷含量與脂肪酸組分的關(guān)聯(lián)分析：在 Q+K模型下，基于分析獲得的34,103個(gè) SNP標(biāo)記對(duì)該群體在兩個(gè)環(huán)境中硫苷含量與脂肪酸組分分別進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析（P<0.05/34,103）。兩個(gè)環(huán)境

5、中共檢測(cè)到15個(gè)與種子硫苷含量性狀顯著關(guān)聯(lián)的SNP位點(diǎn)，其中11個(gè)位點(diǎn)在兩年環(huán)境下共同檢測(cè)到，分別位于A8，A9，C3，C9染色體上，可解釋16.01%～33.50%的表型變異。脂肪酸組分關(guān)聯(lián)分析：兩個(gè)環(huán)境中共檢測(cè)到469個(gè)與油酸含量性狀顯著關(guān)聯(lián)的SNP位點(diǎn)，其中204個(gè)位點(diǎn)在兩個(gè)環(huán)境中被同時(shí)檢測(cè)到，可解釋3.64%～30.82%的表型變異。C亞基因組除 C1和 C6外均有分布，以及 A6、A8、A9染色體上有分布。兩個(gè)環(huán)境中共檢測(cè)到9

6、0個(gè)與亞油酸含量性狀顯著關(guān)聯(lián)的SNP位點(diǎn)，其中27個(gè)位點(diǎn)在兩個(gè)環(huán)境中被同時(shí)檢測(cè)到，分別位于 A8和 C3染色體上，可解釋5.03%～14.27%的表型變異。2013年檢測(cè)到13個(gè)與亞麻酸含量性狀顯著關(guān)聯(lián)的SNP位點(diǎn)，分布于A2、A9、C2、C4染色體上，可解釋5.13%～9.66%的表型變異。2014年環(huán)境下未檢測(cè)到亞麻酸含量顯著關(guān)聯(lián) SNP位點(diǎn)。兩個(gè)環(huán)境中共檢測(cè)到113個(gè)與棕櫚酸含量性狀顯著關(guān)聯(lián)的SNP位點(diǎn)，其中15個(gè)位點(diǎn)在兩個(gè)環(huán)境中

7、被同時(shí)檢測(cè)到，分別位于 A8和 C3染色體上，可解釋5.70%～11.76%的表型變異。2013年環(huán)境中檢測(cè)到24個(gè)與芥酸含量性狀顯著關(guān)聯(lián)的SNP位點(diǎn)，分別位于A8、A9、C2、C3染色體上，2014年檢測(cè)到1個(gè)顯著性位點(diǎn)，位于 C2染色體上，可解釋10.14%～26.09%的表型變異，兩個(gè)環(huán)境中無(wú)共同檢測(cè)到的位點(diǎn)。20個(gè)SNP標(biāo)記位點(diǎn)同時(shí)與兩種或兩種以上脂肪酸性狀顯著關(guān)聯(lián)。⑷硫苷與脂肪酸組分關(guān)聯(lián)候選基因分析：將與硫苷含量和脂肪酸組分顯

8、著相關(guān) SNP標(biāo)記位點(diǎn)比對(duì)到法國(guó)甘藍(lán)型油菜基因組上，通過(guò)提取油菜基因組中關(guān)聯(lián)區(qū)間（200kb左右）注釋基因信息，共定位3個(gè)與硫苷代謝途徑相關(guān)基因，15個(gè)與脂質(zhì)代謝相關(guān)基因。⑸硫苷含量相關(guān)候選基因的表達(dá)分析：以3對(duì)高硫、低硫材料不同的組織（子葉、下胚軸，葉片、莖）為材料，采用 qRT-PCR方法對(duì)候選基因BnGTR2，BnMYB28和 BnMYB34的表達(dá)模式進(jìn)行分析。結(jié)果表明，BnGTR2和BnMYB28基因在高硫材料中的表達(dá)量均顯著高