甘藍型油菜抗裂角性狀分析及其QTL定位.pdf

1、在收獲過程中油菜裂角落粒所造成的產量損失率通常在10%-30%。為了減少收獲過程中的損失，培育抗裂角、適合機械化生產需要的油菜品種已經(jīng)成為當務之急。甘藍型油菜是我國生產上應用的主要油菜類型，育種實踐要求首先進行甘藍型油菜抗裂角的基礎理論研究。本研究主要內容包括：建立抗裂角檢測體系和量化指標、篩選抗裂角種質資源、研究影響抗裂角的因素、構建抗裂角作圖DH群體和對該性狀進行QTL定位。主要研究結果如下：
　　 1、甘藍型油菜抗裂角檢測

2、方法的建立和抗裂角品種(系)的篩選
　　 1.1、對隨機碰撞法進行了改進，采用抗裂角指數(shù)作為抗裂角性狀的定量指標，為該性狀的定量研究奠定了基礎。研究發(fā)現(xiàn)抗裂角指數(shù)在甘藍型油菜種質資源中存在廣泛變異(0.0000-0.7675)，變異系數(shù)高達114.4%。在229份品系中，極易裂角和易裂角品系分別占59.38%和32.75%。篩選出抗裂角品系(抗裂角指數(shù)在0.7以上)2個(H155和98009)。
　　 1.2、研究表明，

3、通過改進后的隨機碰撞測試(RIT)檢測的抗裂角指數(shù)是穩(wěn)定可靠的。品種(系)間的抗裂角指數(shù)差異達到極顯著水平，重復間、年份間以及品種(系)與年份的互作差異不顯著。
　　 1.3、相關分析結果表明，決定角果空間分布的性狀(果柄與主花序軸朝上夾角、果柄與角果朝上夾角和果柄長度)與抗裂角指數(shù)間不存在相關性。角果密度與抗裂角指數(shù)間存在極顯著的負相關。抗裂角指數(shù)與角果長度、角果寬度、角喙長度、角皮厚度和角粒數(shù)間均呈現(xiàn)極顯著的正相關。

4、　　 1.4、抗裂角品種與易裂角品種的角皮結構存在明顯差異?？沽呀瞧贩NH155的殼狀果瓣的內皮層細胞排列緊密、木質化程度高、多層薄壁細胞也發(fā)生了木質化，而且其殼狀果瓣中維管束多、木質化程度高增強了殼狀果瓣的機械強度。易裂角品種Qva的殼狀果瓣比抗裂角品種的殼狀果瓣的機械強度低，更易于破裂。
　　 2、影響甘藍型油菜角果抗裂特性的因素分析
　　 2.1、遺傳因素是決定抗裂角指數(shù)差異的決定因素。研究表明，相同品種(系)抗裂

5、角指數(shù)在重復間差異不顯著，品種間差異極顯著，年份和地點間差異也不顯著。
　　 2.2、不同部位的角果抗裂角指數(shù)存在差異，變異系數(shù)在18.67%～93.57%之間。多數(shù)品種都是以下部第一分枝角果的抗裂指數(shù)最大。從第二分枝往上的分枝的角果的抗裂角指數(shù)差異不大。主花序中下部角果抗裂角指數(shù)相近，頂部角果的抗裂角指數(shù)分別比中部和下部角果小55.04%和60.43%。多數(shù)品種的主花序下部角果抗裂能力最強。
　　 2.3、抗裂角品種(

6、系)與易裂角品系在含水量降低的過程中，抗裂角指數(shù)的變化存在差異。在角果脫水過程中，易裂角品系Qva的抗裂角指數(shù)迅速下降，而抗裂角品系在脫水初期和后期抗裂角指數(shù)下降都較慢。研究發(fā)現(xiàn)角果相對含水量與抗裂角指數(shù)間呈一次直線回歸關系(y=0.0149x-0.4779，R2=0.4284)，即油菜的抗裂角指數(shù)隨角果相對含水量的增加直線上升。
　　 3、油菜游離小孢子培養(yǎng)技術的改進
　　 3.1、將取樣時間從初花后提前到初花前9天，

7、產胚量達到15.60～34.08個/花蕾，與傳統(tǒng)取樣時間產胚量沒有顯著差異。采用在活體植株上摘取適合大小的花蕾替代在室內折斷的花序上摘取花蕾，二者培養(yǎng)的出胚率差異不顯著。但是該方法可以讓較小的花蕾繼續(xù)生長，大幅度減少供體植株數(shù)量，保證取樣花蕾具有相同遺傳背景。
　　 3.2、利用13%蔗糖溶液替代傳統(tǒng)的Bs培養(yǎng)基作為小孢子提取液，二者提取的小孢子出胚率差異不顯著?？梢怨?jié)省試劑和配置培養(yǎng)基所消耗的人力。改進后的培養(yǎng)程序直接將懸浮在

8、NLN培養(yǎng)基中的小孢子置于32℃的培養(yǎng)箱中暗培養(yǎng)至有胚狀體出現(xiàn)，使得出胚時間較傳統(tǒng)方法提前4天，而胚狀體產量幾乎相同。
　　 4、甘藍型油菜遺傳連鎖圖譜構建及抗裂角性狀的QTL定位
　　 4.1、H155(P1)、P2(Qva)及F1、F2、BC1 F1、BC2目的抗裂角指數(shù)呈連續(xù)分布。DH系的抗裂角指數(shù)的次數(shù)分布偏向易裂角親本，呈現(xiàn)連續(xù)復合正態(tài)分布，抗裂角性狀是受微效基因控制的數(shù)量性狀。
　　 4.2、利用Jo

9、inMap3.0進行連鎖分析，構建了一張包含175個標記位點的遺傳連鎖圖譜。這些標記分布在19個連鎖群上，覆蓋甘藍型油菜1382.8 cM，平均標記間距7.9 cM。連鎖群的遺傳距離從33.5 cM到107.7 cM不等，連鎖群上的標記從4個到20個。
　　 4.3、當LOD>2.0時，在鄭州點檢測到9個抗裂角性狀有關的QTL，分別位于N1、N7、N8、N15和N18五個連鎖群上，對表現(xiàn)型的總貢獻率達到49.0%。這9個QTL間

10、存在上位性互作，對表現(xiàn)型的貢獻率達到45.9%。鄭州點QTL及其互作效應對表現(xiàn)型的貢獻率為94.9%。在武漢試點檢測到4個與抗裂角指數(shù)有關的QTL，它們分別位于N1、N4、N7和N18四個連鎖群上，對表現(xiàn)型的總貢獻率為38.6%。這4個QTL間存在上位性互作，而且對表現(xiàn)型的互作達到12.8%。武漢點QTL及其互作效應對表現(xiàn)型的貢獻率為51.4%。
　　 4.4、在鄭州檢測出的3個QTL在武漢被重復檢出。在鄭州檢測出的位于N1連鎖

11、群的qSSRI2在武漢重復檢出(qSSRI10)。在鄭州檢測出的位于N7連鎖群的qSSRI4也在武漢重復檢出(qSSRI12)。在鄭州檢測出的位于N18連鎖群的qSSRI9在武漢重新檢出(qSSRI13)。
　　 4.5、本研究定位的QTL結果與Raman等(2011)利用關聯(lián)分析檢測出的SSR標記結果一致性較好。而Raman等(2011)的結果與擬南芥和蕓薹屬作物的育角果開裂有關的轉錄組學分析結果一致(Jaradat et a