人工合成甘藍(lán)型油菜特長角性狀的遺傳及分子生物學(xué)研究.pdf

1、人工合成甘藍(lán)型油菜是創(chuàng)建甘藍(lán)型油菜新種質(zhì)，獲得更多重要農(nóng)藝經(jīng)濟(jì)性狀的遺傳資源，利用人工合成種作為橋梁將一些近緣物種的有利性狀導(dǎo)入甘藍(lán)型油菜，可拓寬油菜的遺傳基礎(chǔ)并對其農(nóng)藝及經(jīng)濟(jì)性狀進(jìn)行改良。四川農(nóng)業(yè)大學(xué)油菜研究中心通過人工合成甘藍(lán)型油菜創(chuàng)造出了一群遺傳變異豐富新材料，并從中選育出了一些優(yōu)良的特異材料，如特長角、高千粒重、多分枝以及大角大粒等優(yōu)良農(nóng)藝性狀的材料。本研究對人工合成甘藍(lán)型油菜獲得的特長角油菜材料H218的角果長度進(jìn)行了遺傳分析

2、，探討油菜角果長度的遺傳變異規(guī)律，進(jìn)一步豐富油菜的理論基礎(chǔ)，改良現(xiàn)有油菜的角果長度服務(wù)于生產(chǎn)，并從分子生物學(xué)方面，采用基因組原位雜交、DNA甲基化等技術(shù)分析了特長角形成的可能因素。其主要研究結(jié)果如下：
　　 1、在特長角“H218”的F2群體中，全果長、果身長、果喙長均呈連續(xù)正態(tài)分布，顯示為多基因控制的數(shù)量性狀，全果長最少受5對基因控制，果身長最少受6對基因控制，果喙長最少受2對基因控制。特長角H218的全果長、果身長的廣義遺傳

3、力較高而狹義遺傳力相對較低，且狹義遺傳力均大于廣義和狹義遺傳力之差，表明基因的加性效應(yīng)遠(yuǎn)比非加性效應(yīng)對表型變異的貢獻(xiàn)更大。果喙長的廣義遺傳力、狹義遺傳力均較低，表明他們能夠遺傳的部分所占比例較低。對F2群體進(jìn)行相關(guān)分析表明，全果長與果身長、果喙長、每果粒數(shù)之間，果身長與果喙長、每果粒數(shù)之間均呈極顯著正相關(guān)，表明選擇長角果性狀可間接增加角果的有效長度和每果粒數(shù)。
　　 2、對H218特長角系進(jìn)行三重測交分析，全果長、果身長和果喙長

4、三性狀的Ⅰ、Ⅰ1、Ⅰ2的x2值均達(dá)到顯著，表明三性狀存在顯著的上位性效應(yīng)。全果長、果身長和果喙長三性狀的和式、差式、和差式三種方差家系間均達(dá)極顯著水平，并且三性狀的i型互作、j和1型互作也達(dá)極顯著水平，說明這三性狀是由這三種基因效應(yīng)共同作用的結(jié)果，其遺傳均符合加性-顯性-上位性模型，三性狀的i型互作的顯著性均大于j型和1型互作的顯著性，表明長角果性狀通過不斷的自交是可以固定的，但也不能忽視j型和1型互作的變異。
　　 3、采用世

5、代均數(shù)法對特長角H218進(jìn)行遺傳模型檢驗和基因效應(yīng)分析的結(jié)果，全果長、果身長，果喙長三性狀不符合簡單的加性-顯性遺傳模型，符合加性-顯性-上位性模型，這與三重測交的結(jié)果一致。全果長、果身長和果喙長三性狀均為[d]+[i]＞[h]+[l]，表明角果長度性狀在F1代難以出現(xiàn)超親雜種優(yōu)勢。全果長、果身長的[d]＞[i]+[j]+[l]，基因加性效應(yīng)遠(yuǎn)比上位性效應(yīng)對表型變異的貢獻(xiàn)更大，但上位性效應(yīng)不可忽視，果喙長的[d]＋[h]＞[i]+[j]

6、+[l]，基因的加性、顯性效應(yīng)遠(yuǎn)比上位性效應(yīng)對表型變異的貢獻(xiàn)更大，表明角果長度性狀通過不斷的自交進(jìn)行輪回選擇，可以積累較多的有利基因。
　　 4、用主基因+多基因模型分析特長角系H218的遺傳特性表明，全果長、果身長均以C模型為最適遺傳模型，即受加性-顯性-上位性多基因系統(tǒng)控制，未檢測到主基因效應(yīng)，表明全果長、果身長可通過輪回選擇集中增效基因或通過聚合回交轉(zhuǎn)移這些多基因。B1、F2的多基因遺傳率相對較高，B2的多基因遺傳率低，遺

7、傳參數(shù)因遺傳背景不同而異。果喙長的遺傳模型、遺傳參數(shù)因遺傳背景不同而異。
　　 5、對特長角H218進(jìn)行基因效應(yīng)對總遺傳變異的貢獻(xiàn)分析表明，全果長、果身長、果喙長三性狀的加性效應(yīng)平方和大于顯性效應(yīng)平方和，角果長度性狀的加性遺傳變異占世代間總變異的80％以上，加性效應(yīng)是世代間遺傳變異的主導(dǎo)因素，顯性效應(yīng)、上位性效應(yīng)對總遺傳變異的貢獻(xiàn)率也起一定的作用。表明角果長度性狀通過輪回選擇是可在一個自交系中積累較多的有利基因，但也不能忽視顯性

8、效應(yīng)與上位性效應(yīng)的作用。
　　 6、用540對SSR引物對特長角H218和普通長度角果中油821的基因組DNA進(jìn)行篩選，結(jié)果有115對引物可以在兩親本間擴(kuò)增出差異帶譜，用有差異的115對引物在F2的長、短角果基因池之間篩選出3對有差異的引物，即A05、J35、N05，表明這3對SSR引物與角果長度性狀存在連鎖。經(jīng)軟件分析，A05、J35、N05三標(biāo)記間無連鎖關(guān)系，采用單標(biāo)記分析法進(jìn)行了t檢驗，A05、N05兩標(biāo)記可能與控制角果長

9、的QTL存在連鎖關(guān)系，而J35與控制角果長的QTL不存在連鎖關(guān)系。
　　 6、對特長角系及其后代的DNA甲基化進(jìn)行（MSAP法）分析結(jié)果表明，長角果的總甲基化率低于普通長度角果品系的總甲基化率，長角果的全甲基化率低于普通長度角果品系的全甲基化率，長角果的半甲基化率低于普通長度角果品系的半甲基化率，即長角果的甲基化水平低于普通角果。特長角果的去甲基化和次甲基化程度高于普通角果，普通角果的全、半甲基化和過或超甲基化程度高于長角果。相

10、對較低的甲基化水平以及去甲基化程度的提高有可能是特長角果形成的原因之一。
　　 7、采用GISH分析方法對特長角變異系及其后代的染色體差異進(jìn)行分析結(jié)果表明，以白菜型油菜基因組作探針，用不同來源的甘藍(lán)型油菜作封阻DNA，特長角H218都表現(xiàn)出了其與白菜型油菜的同源性高于普通角果與白菜型油菜的同源性，即H218的特長角性狀可能與所用白菜型油菜提供的新特異基因有關(guān)；用白花芥藍(lán)基因組作探針，用不同來源的甘藍(lán)型油菜DNA作封阻，特長角H2