甘藍型油菜（Brassica napus L.）是全球最重要的油料作物之一,在我國廣泛種植。適時開花不僅影響著甘藍型油菜的產(chǎn)量和品質(zhì),也決定了其對生態(tài)區(qū)域的適應性。因此,開花期是甘藍型油菜育種的重要目標性狀之一。本課題組在前期研究中,從一個高世代群體中分離出在開花期上存在顯著差異的NIL材料（L06和L04）,二者在冬油菜環(huán)境下,開花期差異約為42天;在春油菜環(huán)境下,開花期差異亦達到10天。為了解釋這兩份材料中開花期變異的遺傳機制,并為今后的油菜生育期育種提供優(yōu)異的基因資源,本研究利用該NIL材料及其衍生的分離群體,通過圖位克隆的策略成功定位并最終分離出一個控制開花的QTL位點（qFlowering Time-A2）。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合候選基因預測及轉(zhuǎn)基因互補分析證實了導致花期變異的目標基因及其調(diào)控花期的分子機制,而染色體片段的局部非同源重組亦是導致開花期變異的重要因素之一。其主要研究結(jié)果如下:1.開花期位點qFlowering Time-A2的初定位和候選基因預測。利用NIL材料L06和L04雜交構(gòu)建的NIL-F2分離群體,將該群體中控制花期的QTL,qFlowering Time-A... 

【文章頁數(shù)】：139 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
縮略語表
1 文獻綜述
    1.1 開花基因在作物育種中的重要性
        1.1.1 開花基因決定著作物種植范圍
            1.1.1.1 開花基因決定著水稻的種植范圍
            1.1.1.2 開花基因決定著麥類作物的種植范圍
        1.1.2 開花基因?qū)ψ魑锂a(chǎn)量的影響
            1.1.2.1 開花基因Hd1、Ehd1和Ghd7影響水稻每穗粒數(shù)
            1.1.2.2 番茄開花基因SINGLE FLOWER TRUSS(SFT)調(diào)控雜種優(yōu)勢
            1.1.2.3 開花基因TFL1影響甘藍型油菜產(chǎn)量
    1.2 模式植物擬南芥開花機理研究進展
        1.2.1 光周期途徑
            1.2.1.1 CO基因—植物感知日照長短的媒介
            1.2.1.2 FT基因—植物成花素
        1.2.2 春化途徑
            1.2.2.1 FLC和FRI—擬南芥中抑制開花因子
            1.2.2.2 低溫調(diào)控FLC—非編碼RNA的發(fā)現(xiàn)及其功能
        1.2.3 環(huán)境溫度變化誘導開花途徑
        1.2.4 赤霉素(GA)途徑
        1.2.5 自主開花途徑
        1.2.6 依賴年齡的開花途徑
            1.2.6.1 miR 156—調(diào)控植物幼苗生長階段的轉(zhuǎn)變
            1.2.6.2 miR 172—調(diào)控植物由幼苗期向成熟期階段的轉(zhuǎn)變
    1.3 甘藍型油菜開花研究進展
    1.4 甘藍型油菜A/C基因組部分同源重組交換(HES)
    1.5 開花基因在作物育種中應用策略
        1.5.1 通過開花基因的選擇來選育適應特定環(huán)境的品種
        1.5.2 通過抑制或促進開花來進行作物改良
        1.5.3 病毒誘導開花技術(shù)(Virus-induced flowering,VIF)在作物育種中的應用
2 本研究的目的和意義
3 材料和方法
    3.1 實驗材料
    3.2 實驗材料的種植及管理
    3.3 技術(shù)路線
    3.4 群體構(gòu)建和花期考察
    3.5 DNA的提取及分子標記的開發(fā)
    3.6 qFlowering Time-A2位點局部連鎖圖的構(gòu)建和遺傳效應分析
    3.7 交換單株的篩選和確定
    3.8 候選基因的預測及比較測序
    3.9 BAC文庫的篩選
    3.10 qFlowering Time-A2候選基因的互補驗證
        3.10.1 轉(zhuǎn)基因互補載體構(gòu)建
        3.10.2 農(nóng)桿菌介導的甘藍型油菜遺傳轉(zhuǎn)化
        3.10.3 轉(zhuǎn)基因植株的PCR檢測和花期調(diào)查
        3.10.4 T_1代陽性轉(zhuǎn)基因植株的qRT-PCR分析
    3.11 BnFLC.A2及Bnflc.a2啟動子活性分析
        3.11.1 啟動子表達載體構(gòu)建
        3.11.2 擬南芥的種植及遺傳轉(zhuǎn)化
        3.11.3 擬南芥陽性植株篩選
        3.11.4 GUS活性分析
    3.12 BnFLC.A2亞細胞定位
    3.13 BnFLC.A2的表達分析
        3.13.1 材料的處理及取樣
        3.13.2 RNA提取及cDNA合成
        3.13.3 BnFLC.A2及其下游基因BnFT和BnSOC1的qRT-PCR分析
    3.14 雙親L06/L04重測序分析
4 結(jié)果與分析
    4.1 開花期位點的初定位及精細定位
        4.1.1 冬油菜環(huán)境NIL-F2群體的性狀考察
            4.1.1.1 2013 年冬油菜環(huán)境NIL-F2群體的性狀考察
            4.1.1.2 2014 年冬油菜環(huán)境NIL-F2群體的性狀考察
        4.1.2 春油菜環(huán)境NIL-F2群體的性狀考察
        4.1.3 開花期位點的初步定位
        4.1.4 qFlowering Time-A2位點標記開發(fā)
        4.1.5 冬油菜環(huán)境NIL-F2群體中qFlowering Time-A2的遺傳效應分析
        4.1.6 春油菜環(huán)境NIL-F2群體中qFlowering Time-A2的遺傳效應分析
        4.1.7 qFlowering Time-A2位點的精細定位
            4.1.7.1 2013 年qFlowering Time-A2位點的初步精細定位
            4.1.7.2 2014 大群體進行qFlowering Time-A2位點的精細定位
    4.2 qFlowering Time-A2位點的克隆
        4.2.1 候選基因的比較測序
        4.2.2 候選基因的轉(zhuǎn)基因功能驗證
            4.2.2.1 候選基因轉(zhuǎn)基因載體構(gòu)建
                4.2.2.1.1 晚花親本L04中擴增BnFLC.A2并構(gòu)建轉(zhuǎn)基因載體
                4.2.2.1.2 BAC文庫中擴增BnFLC.A2并構(gòu)建轉(zhuǎn)基因載體
            4.2.2.2 候選基因轉(zhuǎn)基因功能互補驗證
    4.3 BnFLC.A2和Bnflc.a2的啟動子分析
    4.4 BnFLC.A2的亞細胞定位
    4.5 BnFLC.A2及其下游基因BnFT和BnSOC1的表達分析
        4.5.1 冬油菜環(huán)境下BnFLC.A2及其下游基因BnFT和BnSOC1的表達分析
        4.5.2 春油菜環(huán)境下BnFLC.A2及其下游基因BnFT和BnSOC1的表達分析
        4.5.3 人工溫室環(huán)境下BnFLC.A2及其下游基因BnFT和BnSOC1的表達分析
    4.6 HE(homeo logous exchanges)的發(fā)現(xiàn)
    4.7 甘藍型油菜自然群體中Bnflc.a2、BnFLC.A2和BnFLC.C2基因分布及效應分析
5 討論
    5.1 開花期春化途徑的保守性及花期調(diào)控
    5.2 蕓薹屬作物中FLC同源基因的多倍化
    5.3 長片段插入拷貝Bnflc.a2的可能的形成原因
    5.4 甘藍型油菜中HES的發(fā)生及其意義
    5.5 雙親L04和L06的背景分析
    5.6 不同開花基因組合在甘藍型油菜早熟育種中應用探討
參考文獻
附錄
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]MapDraw,在Excel中繪制遺傳連鎖圖的宏[J]. 劉仁虎,孟金陵.  遺傳. 2003(03)
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博士論文
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[2]甘藍型油菜開花調(diào)控基因BnFLC.A10和BnFTs的功能分析[D]. 代書桃.華中農(nóng)業(yè)大學 2015
[3]甘藍型油菜遺傳結(jié)構(gòu)分析和選擇馴化研究[D]. 魏大勇.西南大學 2015
[4]甘藍型油菜開花QTL-qFT10-4-的圖位克隆及候選基因BnFLC.A10的表達調(diào)控研究[D]. 侯錦娜.華中農(nóng)業(yè)大學 2013
[5]油菜細胞核雄性不育基因Bnms3的克隆及功能標記開發(fā)[D]. 李季.華中農(nóng)業(yè)大學 2012
[6]油菜細胞核雄性不育的細胞學研究以及育性相關(guān)基因的克隆與功能分析[D]. 萬麗麗.華中農(nóng)業(yè)大學 2010
[7]甘藍型油菜中控制開花的主效QTL簇的解析和“成花素”基因家族的克隆及分析[D]. 王晶.華中農(nóng)業(yè)大學 2009
[8]甘藍型油菜隱性細胞核雄性不育基因ms3的精細定位[D]. 何俊平.華中農(nóng)業(yè)大學 2008
[9]甘藍型油菜基因組中開花期QTL的檢測和分析[D]. 龍艷.華中農(nóng)業(yè)大學 2008



本文編號：3713244