紅菜薹紫色基因的遺傳與QTL分析.pdf

1、紅菜薹起源于中國，是我國長江流域特產(chǎn)蔬菜，在湖南、湖北以及安徽等地均有栽培，紅菜薹脆嫩爽口，營養(yǎng)豐富，薹莖亮紫色，花青素含量高，具有很好的保健作用和商品價值。為了挖掘紅菜薹中控制紫色性狀相關(guān)的基因以及花青素合成代謝途徑，本實驗以紅菜薹多代自交系“蘭1205”為母本，白菜薹多代自交系“蘭1206”為父本，構(gòu)建了F1、F2、BC1遺傳世代，觀察各世代的顏色，統(tǒng)計分離世代的顏色分離比，進行遺傳分析，并運用分子標(biāo)記技術(shù)進行紫色性狀的初定位，主要

2、結(jié)果如下:
　　1.田間性狀統(tǒng)計結(jié)果顯示:兩親本的正反交F1代植株均帶有紅色，但紅色部分比紅菜薹P1要弱很多;BC1(P1)代偏紅色;F2代出現(xiàn)分離，但并不是簡單的分離成紅色和白色兩個性狀，而是呈現(xiàn)顏色的連續(xù)變化，整體符合正態(tài)分布，但F2代分離群體的分離比不符合孟德爾遺傳定律。綜上所述，紫色性狀對白色性狀為不完全顯性，并可能受兩對或多對基因的控制，紫色性狀為數(shù)量性狀。
　　2.紅菜薹薹色相關(guān)分子標(biāo)記的篩選與圖譜構(gòu)建。用兩親本

3、篩選1098對SSR引物，初步獲得擴增條帶清晰的222對SSR標(biāo)記，有效的引物比例是20.2％。經(jīng)過兩次的復(fù)篩，得到親本間多態(tài)性顯著且穩(wěn)定性良好的86對SSR標(biāo)記。用這86對SSR引物對189個單株的F2群體進行PCR擴增，最終篩選出37對SSR引物用于遺傳圖譜的構(gòu)建，最終獲得一個包含28個標(biāo)記，由2個連鎖群構(gòu)成的分子遺傳圖譜，圖譜總長度為351.1cM，標(biāo)記間的平均圖距為12.54 cM。
　　3.紅菜薹薹色性狀的QTL初步定位

4、。采取CIM作圖法，對189個單株的F2群體的紫色性狀進行QTL定位分析，得到兩個QTL位點，分別位于c1和c2連鎖群上。其中c1上的位點位于ACMP0242和ACMP0458之間，LOD值為43.1，加性效應(yīng)值為-2.2，顯性效應(yīng)值為-1.7，解釋的表型變異率為72.0％;c2上的位點位于ACMP0561和CMP0284之間，LOD值約為61.1，加性效應(yīng)值為-0.9，顯性效應(yīng)值為2.6，解釋的表型變異率為57.0％。這個兩個QTL位

5、點的貢獻率很高，推測可能是控制紫色基因的主效位點并可能位于白菜基因組的5號或9號染色體上。
　　4.紅菜薹薹色性狀相關(guān)連鎖群的分子標(biāo)記加密。在5號和9號染色體上開發(fā)了110對InDel引物，其中位于A05上的有45對，位于A09上的有65對。用兩親本篩選這些引物，初步獲得擴增條帶清晰的32對InDel標(biāo)記，有效引物比例是29.0％。經(jīng)過兩次的復(fù)篩，得到親本間差異性顯著且穩(wěn)定性良好的23對InDel標(biāo)記。用這23對InDel引物對1

6、89個單株的F2群體進行PCR擴增，最終篩選出14對用于構(gòu)建遺傳圖譜，其中有5對位于A05上，有9對位于A09上。將14對InDel標(biāo)記添加到SSR標(biāo)記構(gòu)成的遺傳圖譜，最終構(gòu)成一條含41個標(biāo)記的連鎖群，該圖譜總長度為490.2cM，標(biāo)記間的平均圖距為11.95 cM。
　　5.遺傳圖譜的整合。將InDel標(biāo)記添加到SSR構(gòu)成的遺傳圖譜后，所形成QTL位點較之前發(fā)生了變化，產(chǎn)生了兩個QTL位點。在ACMP0561和BrID753之間

7、有一個QTL位點，LOD值為12.9，加性效應(yīng)值為1.0，顯性效應(yīng)值為2.6;在ACMP0187和BrID1121之間有一個QTL位點，LOD值為4.4，加性效應(yīng)值為0.7，顯性效應(yīng)值為-0.4。這些位點貢獻率最高為37％。通過和3.5章節(jié)的結(jié)果比較發(fā)現(xiàn)，位于ACMP0561和BrID753之間的QTL位點與位于ACMP0561和ACMP0284之間的QTL位點是吻合的，推測這個位點是與紫色性狀相關(guān)的有效位點。這個位點是位于白菜基因組的

8、9號染色體上。
　　6.花青素合成相關(guān)基因的表達分析。以白菜薹為對照，與花青素合成相關(guān)基因在紫菜薹中的表達量:位于A9上的bra027457基因表達量為0.84倍，位于A5上的bra005221基因表達量為2.75倍，其他基因擴增表達量均低于0.05。因此bra027457和bra005221這兩個與花青素合成相關(guān)的基因可能是控制紅菜薹紫色性狀的微效基因。
　　7.通過第二代測序技術(shù)，開發(fā)與紅菜薹薹色相關(guān)的SNP位點。用F2