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利用功能分子标记分析甘蓝型油菜产量相关性状QTLs及其杂种优势遗传基础

李媛媛  
【摘要】: 油菜是我国主要的油料作物,提高油菜籽产量和含油量以增加单位面积产油量是当前油菜研究和育种的首要目标。杂种优势利用是提高作物产量不可替代的最重要的途径,在油菜育种中已被广泛应用。与杂种优势利用取得的辉煌成绩相比,杂种优势机理的研究却远远滞后。已有研究表明,杂种和双亲间的差异表达基因与杂种优势的形成关系密切。但是,这些大量差异表达的基因是否与杂种优势或产量相关性状有关,目前尚不清楚。因此,将差异基因发展为功能标记并整合到图谱中,同时对重要农艺性状进行QTLs定位,从而确定差异表达基因与QTLs之间的关系,将在一定程度上有助于探讨杂种优势的遗传机理,促进甘蓝型油菜产量相关性状QTLs的克隆和利用。此外,模式植物拟南芥和水稻各个方面的研究都比较先进,甘蓝型油菜与模式植物的比较分析将有助于加快油菜上述各项研究的进程。 本研究以SI-1300和Eagle组配得到的F_2分离群体为基础,利用杂种和亲本的差异表达基因作标记构建的图谱为依托,对单株产量、单株角果总数等12个产量相关性状进行了QTLs定位和上位性分析,探讨了甘蓝型油菜杂种优势的机理,并利用本研究在甘蓝型油菜成功定位的功能分子标记开展了和其它作物的比较基因组学研究。主要结果如下: 1.根据杂种和亲本间的差异表达基因共设计了261对能扩增不同基因的引物对,其中247对引物序列在双亲SI-1300和Eagle中能扩增出清晰、明亮的条带。经过SSCP分析,111对引物的PCR扩增产物在双亲间能检测到清晰的多态性,共得到了177个功能分子标记。 2.根据Gene Ontology网站提供的分类信息,对能在双亲间扩增得到多态性的111个基因进行了分类。这些基因涉及了该分类标准的所有类别,共包括17大类,以初级代谢的基因最多。 3.以180个SSR标记、191个AFLP标记、152个SRAP标记和177个功能分子标记进行连锁遗传分析。在LOD≥3.0的条件下,共有582个标记进入连锁群,得到一张包含20个连锁群的甘蓝型油菜分子遗传图谱。该图谱总长2054.51 cM,标记间平均图距为3.53 cM。综合利用Piquemal等(2006)、Lowe等(2005)以及BBSRC网站等提供的油菜图谱中SSR标记的信息,对本研究中构建的油菜图谱与国际公认的图谱进行了初步比较。比较结果表明,该图谱中的19条连锁群可与公认的图谱(N1-N19)对应,仅是多出了1条连锁群(LG 20)。 4.12个产量相关性状均表现为正态分布。产量相关各性状在家系间的表型差异达到极显著水平,变异非常丰富。遗传力的变异范围为0.41~0.81。不同地点相同性状之间(除单株角果总数外)均存在极显著正相关性;同一地点不同性状之间的相关性也很明显。 5.利用复合区间作图法,在武汉和荆门两点共检测到影响12个性状的133个QTLs(LOD≥12.5),其中有14个QTLs在两个地点都能被检测到。每个性状可以检测到7~15个QTLs不等。单个QTL可以解释的变异在3.02%~36.68%之间,平均为11.62%。涉及39个不同ESTs或基因的45个功能分子标记和产量及其相关性状有关,并且基础代谢的基因最多。 6.QTLs在连锁群上的分布并不是随机的,而成聚集分布,主要分布在N2和N7连锁群上;一些不同性状的QTLs定位在相同的区域,即存在一因多效或紧密连锁;高值亲本和低值亲本都包含对性状表现起增效作用(或减效作用)的等位基因;产量及其相关性状QTLs区域的相关位点表现了显性和超显性现象。 7.基因杂合性与性状值之间的相关系数表明,全基因组杂合性和性状之间并不存在显著相关。 8.利用169个共显性标记,对12个产量相关性状检测了全基因组所有可能的两位点互作对。取P<0.01,12个性状在武汉和荆门两点分别检测到1093对和1121对极显著互作位点。经随机测验后,在武汉和荆门两点分别有297对和285对符合要求的位点对,共同的有6对。结果显示,油菜基因组中控制产量相关性状的互作位点数显著高于单一位点数。 9.本研究检测到的位点间互作有QTLs与非QTLs位点的互作和非QTLs位点与非QTLs位点间的互作,且后者类型占据了绝大多数。大多数位点的单独效应值一般都较小,但当两位点发生互作时,其效应值显著增大,成为显著影响性状表现的互作位点对;同一个位点可以与不同的位点互作,从而对同一性状产生影响,但效应值存在差异;相同的位点互作对可能影响不同的性状,即存在上位性互作的多效性。 10.单位点水平上的显性效应、超显性效应以及位点间的上位性互作效应都是甘蓝型油菜产量性状杂种优势的重要来源。 11.随机挑选10个功能标记的扩增产物测序。测序结果与原始序列比较分析发现,二者之间的相似程度极高,平均达到98%,最小的也有96%。说明扩增引物对原始序列进行了真实的扩增;随机挑选5对引物在双亲间的扩增差异片断进行回收、克隆并测序。对双亲间测序结果的比较发现,功能基因在双亲间的序列差异比较小。 12.利用TAIR网站的seqview软件,对整合到甘蓝型油菜遗传图谱的107个功能基因在拟南芥中的同源基因进行了电子定位。这些基因在拟南芥5条染色体上均有分布,共覆盖拟南芥基因组的110.95 MB。通过甘蓝型油菜和拟南芥之间的比较作图,本研究中共得到了21个共线性区域,涉及了油菜标记60个和拟南芥基因50个,这些共线性区域存在于甘蓝型油菜的15条连锁群上,并发现在拟南芥基因组上的每个共线性区域在油菜中存在1-7个拷贝。 13.在NCBI中利用Blastx查询水稻、玉米和小麦中位于油菜QTLs区间内功能标记序列的相似序列,大多数序列都能找到同源基因。在水稻中,对上述同源基因进行电子定位,并查找附近区域产量性状相关的QTLs,结果在部分水稻同源序列附近发现有与控制油菜类似性状相关的QTLs。


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1 马静芳;安彩泰;李学才;;甘蓝型油菜数量性状的遗传研究 IV.杂一代叶绿素含量及其与亲代和产量的相关分析[J];甘肃农业大学学报;1990年04期
2 石剑飞;殷璀艳;刘荣;唐瑶;杨光;左青松;冷锁虎;;甘蓝型油菜氮素籽粒生产效率的杂种优势分析[J];安徽农业科学;2010年09期
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5 戚存扣,浦惠明,张洁夫,傅寿仲,陈新军,高建芹;甘蓝型油菜品种间籽粒产量及产量性状杂种优势分析[J];江苏农业学报;2003年03期
6 李博;张志毅;张德强;李善文;安新民;;植物杂种优势遗传机理研究[J];分子植物育种;2007年S1期
7 邹俊;程辉;李彬青;李彩丽;梁成强;;越冬期叶丛在甘蓝型油菜杂种优势早期预测中的应用[J];现代农业科技;2007年08期
8 胡宝成;陈凤祥;李强生;张曼琳;;甘蓝型油菜细胞质雄性不育三交种杂种优势的研究[J];中国农业大学学报;1993年S4期
9 张书芬;马朝芝;朱家成;王建平;文雁成;傅廷栋;;甘蓝型油菜主要农艺和产量性状的杂种优势及其分离世代的分析[J];中国油料作物学报;2007年02期
10 湖南农学院甘蓝型油菜杂种优势利用课题组;;甘蓝型油菜化学杀雄利用杂种优势的初步研究[J];农业科技通讯;1979年11期
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14 黄杰恒;徐新福;曲存民;闫星颖;付福友;谌利;李加纳;;甘蓝型油菜种胚叶绿素含量的QTL定位[J];植物遗传资源学报;2010年06期
15 周增光;周云涛;高勇;王茂林;;油菜矮化突变体茎段伸长初期茎尖差异表达基因的初步分析[J];河南农业科学;2007年09期
16 戴维;牛应泽;郭世星;蒋俊;;不同环境下甘蓝型油菜含油量的杂种优势及配合力分析[J];西南农业学报;2008年03期
17 李媛媛;;甘蓝型油菜重要农艺性状QTLs定位研究[J];安徽农业科学;2009年15期
18 徐进;李帅;李火根;施季森;;鹅掌楸属植物生长旺盛期叶芽基因差异表达与杂种优势关系的分析[J];分子植物育种;2008年06期
19 朱立煌;;超级杂交水稻LYP9及其亲本的转录组学研究[J];中国基础科学;2010年04期
20 王茂林,赵云;带幼叶黄化性状标记的油菜双重不育系选育[J];四川大学学报(自然科学版);2003年05期
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1 沈金雄;傅廷栋;杨光圣;;甘蓝型油菜杂种优势及产量性状的遗传改良[A];湖北省遗传学会第七次代表大会暨学术讨论会论文摘要集[C];2004年
2 张书芬;朱家成;王建平;文雁成;;甘蓝型油菜细胞质雄性不育杂种性状间的相关及杂种优势与亲本关系的研究[A];2003年全国作物遗传育种学术研讨会论文集[C];2003年
3 沈金雄;傅廷栋;杨光圣;;甘蓝型油菜杂种优势预测的研究[A];中国的遗传学研究——中国遗传学会第七次代表大会暨学术讨论会论文摘要汇编[C];2003年
4 付东辉;邹珺;陈新;钱伟;孟金陵;;甘白杂交后代中白菜基因组贡献的重要性状的QTL的定位[A];湖北省遗传学会、江西省遗传学会2006年学术年会暨学术讨论会论文摘要集[C];2006年
5 梁满中;陈良碧;张会勇;;超级杂交稻杂种优势基因组水平的转录因子分析[A];中国作物学会2007年全国作物遗传育种学术研讨会论文集[C];2007年
6 张书芬;马朝芝;朱家成;王建平;傅廷栋;;甘蓝型油菜杂种后代芥酸含量及含油量的表现及其杂种优势分析[A];中国作物学会2005年学术年会论文集[C];2005年
7 顾慧;付三雄;戚存扣;张洁夫;浦惠明;陈松;;SRAP标记预测甘蓝型油菜常规品种间杂种优势[A];现代分子植物育种与粮食安全研讨会论文集[C];2011年
8 唐志康;黄荣仙;田露申;郭世星;蒋良材;蒲晓斌;牛应泽;;“化杀灵WP1”诱导的甘蓝型油菜雄性败育花蕾中SSH文库的构建及筛选[A];中国作物学会50周年庆祝会暨2011年学术年会论文集[C];2011年
9 于澄宇;胡胜武;郭蔼光;张春红;俞延军;;遗传标记与甘蓝型油菜杂种表现的关系[A];’2003中国作物学会学术年会文集[C];2003年
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1 马朝芝;甘蓝型油菜遗传多样性和杂种优势的研究[D];华中农业大学;2002年
2 沈金雄;甘蓝型油菜杂种优势及其遗传分析[D];华中农业大学;2003年
3 李媛媛;利用功能分子标记分析甘蓝型油菜产量相关性状QTLs及其杂种优势遗传基础[D];华中农业大学;2006年
4 陈学峰;水稻杂种与亲本之间差异表达基因的分离克隆及表达研究[D];武汉大学;2004年
5 栗茂腾;甘蓝型油菜新类型的创建和油菜亚基因组间杂种优势研究[D];华中农业大学;2003年
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1 龙卫华;甘蓝型油菜营养性状的QTL定位及杂种优势机理初探[D];华中农业大学;2005年
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4 樊云芳;甘蓝型油菜双隐性细胞核雄性不育的细胞学及育性相关基因的差异表达研究[D];西北农林科技大学;2006年
5 赵朝森;中国、澳大利亚和印度甘蓝型油菜遗传多样性和杂种优势分析[D];华中农业大学;2008年
6 张富;玉米苗期根系杂种优势及根系基因表达谱分析[D];中国农业大学;2004年
7 谭茂玲;甘蓝型油菜转基因体系的建立与PWY86及TLW10表达载体的遗传转化[D];西南大学;2011年
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1 ;鲑鱼鱼白DNA对小鼠胸腺作用的差异表达基因筛选[N];中国医药报;2003年
2 ;肾癌差异表达基因鉴定及功能研究[N];中国医药报;2002年
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