【摘要】：甘藍(lán)型油菜是我國的重要油料作物,也在世界范圍內(nèi)廣泛種植,它是由白菜和甘藍(lán)雜交后形成的異源四倍體,其遺傳基礎(chǔ)較為狹窄。為了拓寬甘藍(lán)型油菜的遺傳基礎(chǔ),本實驗室將白菜型油菜的A~r基因組和埃塞俄比亞芥的C~c基因組大規(guī)模地導(dǎo)入甘藍(lán)型油菜中,形成了基因組組成接近為A~rA~rC~cC~c的新型甘藍(lán)型油菜,已有的分子標(biāo)記分析表明,新型甘藍(lán)型油菜與常規(guī)甘藍(lán)型油菜有著顯著的遺傳差異,其基因組內(nèi)存在大量新的遺傳變異。但這些變異的詳細(xì)特征,其在基因組內(nèi)的位置和分布及其對性狀改良有何影響,尚未可知。為了進(jìn)一步詳探外源導(dǎo)入和種間雜交給新型甘藍(lán)型油菜基因組帶來的新變異及其遺傳效應(yīng),我們擬篩選優(yōu)良的新型甘藍(lán)型油菜純合株系,與測序的甘藍(lán)型油菜品種雜交,構(gòu)建作圖群體,獲得高密度的遺傳圖譜,定位新型甘藍(lán)型油菜內(nèi)不同外源基因組導(dǎo)入的遺傳變異,為后續(xù)深入分析甘藍(lán)型油菜的基因組結(jié)構(gòu)特征奠定基礎(chǔ)。本研究從課題組創(chuàng)建的第三代新型甘藍(lán)型油菜(G3)基因庫中選擇110份純合株系,分別與測序品種中國半冬性油菜寧油7號(Ningyou7)以及歐洲冬油菜Tapidor雜交。將這些親本及其所配置的F_1先后種植于西寧和武漢,根據(jù)苗期性狀初步觀察生長勢以及收獲后進(jìn)行產(chǎn)量評估,確定了最優(yōu)的3對由新型甘藍(lán)型油菜親本與Ningyou7、Tapidor雜交的F_1。選取這6個雜種F_1的花蕾進(jìn)行小孢子培育,并經(jīng)秋水仙堿加倍,獲得了6個群體共約3680個幼苗,收獲了約1165份花粉育性正常的植株種子。利用流式細(xì)胞儀對其中一個群體(NG3-1)小孢子幼苗的倍性進(jìn)行鑒定,最后獲得該群體275個雙單倍體(DH)株系。對NG3-1 DH群體及其雙親的農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀進(jìn)行了初步考察。利用Illumina Hiseq PE150測序平臺,對NG3-1 DH群體的兩個親本進(jìn)行了50倍覆蓋深度的全基因組重測序,對275個DH系進(jìn)行了5倍覆蓋的全基因組重測序;兩個親本分別獲得了71 Gb和102 Gb的高質(zhì)量數(shù)據(jù),群體獲得了共2365 Gb的高質(zhì)量數(shù)據(jù)。以甘藍(lán)型油菜基因組Darmor-bzh v4.1為參考基因組進(jìn)行SNP Calling,對所獲得的34萬個原始標(biāo)記進(jìn)行了嚴(yán)格的篩選質(zhì)控,共得到8422個bin標(biāo)記(每個bin包括若干個基因型一致的多態(tài)性標(biāo)記,共包括33032個高質(zhì)量代表性標(biāo)記)。使用MSTMap和Joinmap4.0軟件對這8422個bin標(biāo)記進(jìn)行分析并構(gòu)建遺傳圖譜,最終得到含有2727個標(biāo)記、覆蓋長度為2664.01 cM并且含有17條連鎖群的高密度遺傳連鎖圖譜。其中A02、C02這兩條連鎖群并未構(gòu)建出,由于該群體親本之一為含有外源基因?qū)氤煞值男滦透仕{(lán)型油菜,其A02、C02的染色體結(jié)構(gòu)也較為復(fù)雜,在本研究中未進(jìn)行分析,將在后續(xù)的研究中進(jìn)行深入探索。本研究所獲得的3對DH作圖群體,以及NG3-1 DH群體的高密度遺傳圖譜,將為后續(xù)開展新型甘藍(lán)型油菜的基因組分析提供基礎(chǔ),并有助于發(fā)現(xiàn)作圖親本間的一些結(jié)構(gòu)變異。
【圖文】：

因組和 C 亞基因組具有多態(tài)性的的六倍體基因庫，將這些六倍體與第二代新型甘藍(lán)型油菜進(jìn)行雜交和多代選育，構(gòu)成了外源成分接近 90%的第三代新型甘藍(lán)型油菜（Xiao 2010）（圖 1）。通過引入顯性核不育性狀，構(gòu)建了第三代新型甘藍(lán)型油菜輪回選擇群體，經(jīng)過多輪選擇后，群體的性狀得到了改良，并在群體中發(fā)現(xiàn)了很多表現(xiàn)優(yōu)異的植株（陳映映 2012）。種間雜交和外源導(dǎo)入對新型甘藍(lán)型油菜的基因組可能帶來了深刻的變化。對新型甘藍(lán)型油菜內(nèi)的遺傳變異曾經(jīng)通過 SSR、SNP 等分子標(biāo)記進(jìn)行過評估，發(fā)現(xiàn)新型甘藍(lán)型油菜基因組內(nèi)可能存在著大量的不同于常規(guī)甘藍(lán)型油菜的遺傳變異，，并誘發(fā)了很多新的遺傳變異（Chen et al 2010, Zou et al 2010, Zou et al 2016）。大規(guī)模的外源導(dǎo)入對甘藍(lán)型油菜 A 和 C 基因組均進(jìn)行了很大程度的改變，如新發(fā)生的缺失、重復(fù)等，打破和重構(gòu)了基因組內(nèi)的連鎖不平衡，但目前的分析只是對新型甘藍(lán)型油菜基因組內(nèi)的變異做了一個非常初步的估計，其中不同類型的序列變異、結(jié)構(gòu)變異、外源亞基因組片段的導(dǎo)入，這些詳細(xì)特征還有待深究。

圖 2 本研究的技術(shù)路線圖Fig.2 The technology roadmap of this study2.3 甘藍(lán)型油菜小孢子培養(yǎng)小孢子培養(yǎng)實驗的出胚率有兩個重要因素：基因型和取樣時期很關(guān)鍵，基因型由品種本身決定，但是取樣時期也起到很大的作用。當(dāng)天氣良好（晴天最佳），并且溫度持續(xù)在 5~15℃這個范圍大約一周時間，則花藥中的小孢子大部分處于單核晚期，此時做小孢子培養(yǎng)，則此時刻的時期最佳，出胚率較高。具體操作如下：一、小孢子材料選取：在可控制的溫室條件下，材料從抽薹開始直到開花期間這一過程保持一個持續(xù)的溫度，即白天 12℃，晚上 5~8℃。二、小孢子培養(yǎng)步驟1. 選取花蕾 ：一般選擇在天氣晴朗的上午 8：00-10：00 之間選取主花序或生長狀態(tài)較好的側(cè)枝花序，然后在實驗室選取大小在 2.5~3.5mm 之間的花蕾備用。不
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S565.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2626367