本文關(guān)鍵詞： 含油量 蛋白質(zhì)含量 QTL定位 全基因組關(guān)聯(lián)分析 候選基因　出處：《西南大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：甘藍型油菜是當今世界重要的油料作物,是我國食用植物油和優(yōu)質(zhì)飼用蛋白的重要來源之一。其中,含油量與蛋白質(zhì)含量是油菜的2個重要經(jīng)濟指標。本研究首先利用520份甘藍型油菜多年多點數(shù)據(jù)分析油菜品質(zhì)性狀關(guān)系。然后,以重組自交系群體60K Brassica Illumina SNP芯片數(shù)據(jù)構(gòu)建的高密度連鎖圖對含油量和蛋白質(zhì)含量進行QTL定位,結(jié)合采用覆蓋甘藍型油菜基因組的31832個SNP位點對520份甘藍型油菜多年多點的BLUP數(shù)據(jù)進行全基因組關(guān)聯(lián)分析結(jié)果,篩選不同環(huán)境調(diào)控油菜油脂和蛋白合成的基本基因群,最后,利用公式:DV=2×(YN CQ)/(CQ+YN)計算同年321份材料在云南與重慶間的差值,進行全基因組關(guān)聯(lián)分析,篩選在特定環(huán)境下調(diào)控油脂和蛋白合成的潛能基因群。最后,進行候選基因表達量分析。主要結(jié)果如下:1、RIL群體和自然群體各品質(zhì)性狀的表型變異RIL群體和自然群體各品質(zhì)性狀在不同環(huán)境中均存在廣泛的表型變異,且呈近似連續(xù)性正態(tài)分布,是符合典型數(shù)量性狀的遺傳特點,表明兩個群體內(nèi)的表型數(shù)據(jù)可以用于后續(xù)分析。2、多年多點環(huán)境下自然群體品質(zhì)性狀的相關(guān)、通徑分析不同環(huán)境下,自然群體的大部分品質(zhì)性狀間的相關(guān)性達到了顯著或極顯著水平,少部分性狀間的相關(guān)性在不同環(huán)境中出現(xiàn)了差異。通徑分析表明:含油量和蛋白質(zhì)含量相互制約,抑制對方的生物合成;黃籽度對含油量或蛋白質(zhì)含量都有較大的直接正作用;硫苷、棕櫚酸對含油量或蛋白質(zhì)含量都有較大的直接負作用;在2013年和2014年重慶環(huán)境下,520份油菜的芥酸對含油量或蛋白質(zhì)含量均有較大的直接負作用,在2014年云南環(huán)境下,321份油菜的芥酸對含油量或蛋白質(zhì)含量的直接作用較小;不同環(huán)境下,油酸對含油量的直接作用有很大差異,表明油酸對含油量的貢獻率受環(huán)境影響,還需進一步研究,但油酸對蛋白質(zhì)含量有較大的直接負作用。3、RIL群體含油量和蛋白質(zhì)含量的QTL定位采用復合區(qū)間作圖法,在14個不同環(huán)境中,共檢測到41個含油量相關(guān)QTLs,單個QTL的解釋表型變異在3.28%~17.19%之間,重復檢測到9個含油量QTLs,分別在A07、A09、C01、C03和C06染色體上;在7個不同環(huán)境中,共檢測到15個蛋白質(zhì)含量相關(guān)QTLs,單個QTL可解釋表型變異率在4.30%~19.55%之間,只重復檢測到1個蛋白質(zhì)含量QTL(qPCA09-1);檢測到2個共同控制含油量和蛋白質(zhì)的QTLs,分布在C04和C06染色體上。4、自然群體各品質(zhì)性狀的全基因組關(guān)聯(lián)分析自然群體各品質(zhì)性狀在GLM、MLM和A-D test模型下,共檢測到360個顯著SNP(P1/31832)。其中,不同模型下重復檢測到3個含油量顯著SNP位點,解釋4.93%~5.08%的表型變異率;不同模型下重復檢測到14個蛋白質(zhì)含量顯著SNP位點,解釋4.43%~7.26%的表型變異率;油脂+蛋白總量在不同模型下下,重復檢測到3個顯著SNP位點,解釋3.94%~5.00%的表型變異率,同時與含油量和蛋白質(zhì)各重復檢測到1個顯著SNP位點。另外,重復檢測到的67個含油量差值顯著的SNP位點可解釋6.79%~12.75%的表型變異;重復檢測到1個蛋白質(zhì)含量差值顯著SNP位點可解釋表型變異率為9.74%。5、用于候選基因篩選的顯著位點綜合QTL定位和全基因組關(guān)聯(lián)分析結(jié)果,共找到5個與QTL相重疊的含油量SNP顯著位點,以及不同模型重復檢測到1個含油量SNP顯著位點;檢測到20個蛋白質(zhì)含量相關(guān)SNP位點與QTL位點相重疊;油脂+蛋白總量重復檢測到5個顯著SNP位點與QTL位點相重疊,將作為篩選各性狀基本基因群的重要位點。含油量和蛋白質(zhì)含量的環(huán)境差值,分別重復檢測到的67個和1個顯著SNP位點,將作為篩選含油量和蛋白質(zhì)含量潛能基因群的重要位點。6、候選基因篩選參考油菜基因組注釋信息(http://www.genoscope.cns.fr/brassicanapus/),共篩選到9個與含油量基本基因群相關(guān)的擬南芥同源基因:AT5G58330、CER3、SVL5、AT5G56350、DS2、AT2G31690、AHB2、SDP6和IDH-VI,它們主要參與植物的三羧酸循環(huán)、糖酵解、脂肪酸合成和花粉精子細胞的分化等過程;共篩選到13個與蛋白質(zhì)含量基本基因群相關(guān)的擬南芥同源基因,它們主要參與植物的蛋白質(zhì)泛素化、蛋白質(zhì)修飾以及翻譯等過程來影響植物蛋白的合成,如BS14A,CUL1等;共篩選到5個與油脂+蛋白總量基本基因群相關(guān)的擬南芥同源基因:AHB2、SDP6、IDH-VI、AT2G23070、AT5G05580,其中AHB2、SDP6和IDH-VI也是含油量基本基因群相關(guān)的擬南芥同源基因。以上基因與油菜的基礎(chǔ)代謝有關(guān),影響油脂和蛋白的合成,是高油、高蛋白育種的目標基因。在特定環(huán)境中檢測到的顯著SNP位點的LD置信區(qū)間內(nèi),共找到10個與含油量潛能基因群相關(guān)的擬南芥同源基因:PAHX、AT2G03980、KASI、ALPHA-DOX2、PFK7、MES18、AT5G58660、GAPC1、LAG1、PMDH1;共找到4個與蛋白質(zhì)含量潛能基因群相關(guān)的擬南芥同源基因:CYCT1、AT3G56370、AT4G19580、AT4G19570。這些基因受環(huán)境誘導,是特定區(qū)域高油、高蛋白育種的目標基因。7、候選基因的表達分析利用中雙11高油材料各個組織器官、各個時期轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)未發(fā)表),對本研究初步篩選到的40個甘藍型油菜含油量和蛋白質(zhì)含量相關(guān)的候選基因進行表達量分析。結(jié)果表明:10個基因在中雙11高油材料的各個組織、各個時期表達量都很高(AT5G58330、AT5G5635、SDP6、AT3G16560、SERK1、RUB1、HDA6、AT3G17090、AT2G23070和CYCT);6個基因在部分組織器官、部分時期表達量較高;剩余的基因在各組織器官、各個時期的表達量很低或不表達(CER3、DS2、SVL5、AT5G62560、scpl33和AT5G05580)。因此,后續(xù)將對這些差異基因進行克隆并分析其基本的生物學功能,為深入解析甘藍型油菜高含油量和蛋白質(zhì)含量累積的的分子機制奠定基礎(chǔ)。
[Abstract]:鐢樿摑鍨嬫補鑿滄槸褰撲粖涓栫晫閲嶈鐨勬補鏂欎綔鐗，

本文編號：1522496