油菜高密度遺傳圖譜的構(gòu)建及響應(yīng)低磷脅迫根系形態(tài)QTL的分析.pdf

1、土壤缺磷是作物生長發(fā)育的主要限制因子之一。油菜是我國重要的油料作物，需磷多，對缺磷敏感。甘藍(lán)型油菜不同品種在響應(yīng)低磷脅迫時(shí)存在明顯的基因型差異，油菜磷高效是復(fù)雜數(shù)量性狀。本研究首先基于磷高效品種寧油7號和磷低效品種Tapidor構(gòu)建的TNDH群體構(gòu)建了油菜高密度遺傳連鎖圖譜，然后利用該圖譜定位和重新分析了甘藍(lán)型油菜響應(yīng)低磷脅迫的根系形態(tài)相關(guān)QTL，重點(diǎn)分析了QTL簇LRNLP-A3，研究結(jié)果對進(jìn)一步解析油菜磷高效的遺傳機(jī)制，改良油菜磷的

2、吸收效率具有重要的意義。主要研究結(jié)果如下:
　　1.甘藍(lán)型油菜TNDH群體高密度遺傳連鎖圖譜的構(gòu)建
　　利用Illumina公司開發(fā)的60K油菜SNP芯片，構(gòu)建了油菜高密度SNP標(biāo)記遺傳連鎖圖譜，該圖譜包含19條連鎖群，總長1917.9cM，包含1826個(gè)SNPbin，標(biāo)記數(shù)目13612。將該圖譜與包含798個(gè)RFLP、SSR等常規(guī)標(biāo)記圖譜進(jìn)行整合，構(gòu)建了包含19條連鎖群，共2133個(gè)標(biāo)記的整合圖譜，該整合圖譜包含1748個(gè)

3、SNPbin，385個(gè)常規(guī)標(biāo)記，全長2194.7cM，標(biāo)記間平均間距1.03cM。將三個(gè)遺傳圖譜進(jìn)行比較，三個(gè)圖譜之間的共線性較好。新圖譜標(biāo)記數(shù)量顯著增加，標(biāo)記密度更密，圖譜更加準(zhǔn)確。
　　2.油菜響應(yīng)低磷脅迫的根系形態(tài)構(gòu)型相關(guān)QTL的定位
　　基于TNDH高密度遺傳連鎖圖譜，采用WinQTLcartographer2.5軟件，13個(gè)根系相關(guān)性狀總共檢測到76個(gè)QTL，其中高磷條件下檢測到45個(gè)QTL，低磷條件下檢測到31個(gè)

4、QTL;A基因組中檢測到的50個(gè)QTL分別位于A2、A3、A4、A6、A7和A9上;C基因組中檢測到的26個(gè)QTL分別位于C2、C4、C5、C6、C7、C8、C9上。這些QTL相關(guān)的性狀有側(cè)根長、側(cè)根數(shù)、主根長、總根長、根系鮮重和干重、地上部鮮重和干重、根系磷含量和磷累積量、地上部磷含量和磷累積量。所有單個(gè)QTL的表型貢獻(xiàn)率范圍為5.5％-17.5％。單個(gè)QTL的等位基因效應(yīng)來源于磷高效親本寧油7號的有62個(gè)，來源于磷低效親本Tapid

5、or的僅有14個(gè)。與798遺傳連鎖圖譜定位的QTL比較，22個(gè)QTL重復(fù)被檢測到，其中有4個(gè)QTL置信區(qū)間變寬，3個(gè)QTL置信區(qū)間不變，15個(gè)QTL置信區(qū)間呈不同程度的縮短。并且，A3遺傳連鎖群上定位的主效QTL簇在兩個(gè)遺傳連鎖群中均檢測到。798圖譜該QTL簇中檢測到QTLLRNLP-A3與QTLqRDWLP-A3、qRFWLP-A3a、qSDWLP-A3、qSFWLP-A3c、qLRNHP-A3、qSDWHP-A3、qSFWHP-A

6、3b和qSPAHP-A3共定位，控制不同磷水平下側(cè)根數(shù)、根干重、根鮮重、地上部干重和鮮重等性狀，表型貢獻(xiàn)率分別為10.4％、7.8％、7.2％、14.9％、9.6％、6.5％、8.5％、17.8％、11.2％。
　　3.油菜磷高效QTL簇LRNLP-A3近等基因系的構(gòu)建
　　通過與白菜基因組比對，對QTLLRNLP-A3區(qū)間內(nèi)336個(gè)基因進(jìn)行分析，確定8個(gè)與磷吸收轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)的可能的候選基因;根據(jù)白菜上與該區(qū)間同源的基因組序列設(shè)

7、計(jì)了47對SSR引物來加密QTL區(qū)間，其中只有標(biāo)記DH46定位在目標(biāo)連鎖群，但不在目標(biāo)QTL區(qū)間。同時(shí)利用目標(biāo)區(qū)間內(nèi)的SSR分子標(biāo)記，篩選TNDH衍生的104株T-BC4群體，獲得了20個(gè)含目標(biāo)QTL區(qū)間的近等基因系;從中挑選了12個(gè)株系進(jìn)行表型鑒定，12個(gè)株系中，除株系8A235-3-18的根干重，其它株系在側(cè)根數(shù)目、根的鮮重和干重、地上部的鮮重和干重等五個(gè)性狀中的差異都符合其基因型之間的差異。導(dǎo)入供體親本Tapidor片段的株系其各