本文選題：甘藍(lán)型油菜　切入點(diǎn)：群體改良　出處：《華中農(nóng)業(yè)大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：油菜是我國(guó)乃至全世界最重要的油料作物之一。油菜的育種和栽培對(duì)于我國(guó)食用油供給具有重大意義。甘藍(lán)型油菜是我國(guó)目前主要栽培的油菜類型,其從引進(jìn)到現(xiàn)在只有不到100的年栽培歷史,遺傳資源多樣性有限。雜種優(yōu)勢(shì)是提高作物產(chǎn)量的最有效途徑之一,除了受授粉的限制外,雜種優(yōu)勢(shì)的利用還受到雙親遺傳差異、親本配合力等方面的限制。輪回選擇是數(shù)量性狀改良的有效方法之一,研究證明,其不但可以改良現(xiàn)有育種群體的配合力水平,而且可以馴化外來(lái)種質(zhì)資源為本地育種所利用,為本地作物育種提供新的種質(zhì)資源。本研究利用從歐洲引入的冬性甘藍(lán)型油菜、人工合成甘藍(lán)型油菜、亞基因組材料、波里馬細(xì)胞質(zhì)雄性不育恢復(fù)系及黃籽材料等與蘿卜質(zhì)細(xì)胞質(zhì)雄性不育恢復(fù)系雜交,以蘿卜質(zhì)不育系恢復(fù)基因?yàn)樽杂墒诜巯到y(tǒng)構(gòu)建一個(gè)輪回選擇群體(R),一方面保持該群體與中國(guó)油菜具有一定的遺傳距離,另一方面,通過(guò)輪回選擇改良群體的配合力。從R群體中選擇175個(gè)株系分別與3個(gè)不同背景的中國(guó)油菜測(cè)交系(T1:Yu7-120,T2:Yu7-126和T3:Yu7-140)進(jìn)行雜交,將525個(gè)雜種F1及親本材料,以華油雜62為對(duì)照分別在武漢、襄陽(yáng)、宜昌3個(gè)環(huán)境中進(jìn)行田間試驗(yàn),分析考察了產(chǎn)量(SPY)及產(chǎn)量相關(guān)的(分枝數(shù),NB;主花序長(zhǎng)度,LMI;主花序角果數(shù),SNMI;全株角果數(shù),TSN;角果長(zhǎng),LS;每角粒數(shù),SNS;千粒重,TSW)共8個(gè)性狀,分析群體雜種優(yōu)勢(shì)表現(xiàn),估算每個(gè)株系的一般配合力,并以產(chǎn)量性狀一般配合力為依據(jù)進(jìn)行優(yōu)良株系選擇。利用油菜60K SNP芯片對(duì)R群體進(jìn)行基因型分型,分析R群體遺傳多樣性、群體結(jié)構(gòu)及響應(yīng)群體改良的選擇性消除區(qū)域,研究的結(jié)論要點(diǎn)如下:1.R群體175個(gè)株系表型分布及性狀間相關(guān)性對(duì)R群體中175個(gè)株系在3個(gè)環(huán)境中8個(gè)性狀進(jìn)行表型分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn):3個(gè)環(huán)境中平均單株產(chǎn)量分別為13.93±0.43 g、7.41±0.22 g、8.08±0.53 g;分枝數(shù)分別為6.56±0.11個(gè)、6.29±0.07個(gè)、5.02±0.09個(gè);主花序長(zhǎng)度分別為62.59±0.73 cm、54.181±0.45 cm、52.02±0.57 cm;主花序角果數(shù)分別為69.83±0.97個(gè)、62.47±0.77個(gè)、56.41±0.84個(gè);全株角果數(shù)分別為180.11±5.34個(gè)、145.23±3.2個(gè)、140.78±7.18個(gè);角果長(zhǎng)分別為5.18±0.4 cm、5.77±0.47 cm、5.63±0.53 cm;每角粒數(shù)分別為15.42±0.22粒、15.54±0.25粒、14.02±0.22粒;千粒重分別為3.58±0.03 g、3.23±0.03 g、4.03±0.04g。產(chǎn)量性狀表型變異系數(shù)最大,在宜昌環(huán)境中達(dá)到86.23%,角果長(zhǎng)的變異系數(shù)最小,在武漢環(huán)境中為10.11%。相關(guān)性分析表明,產(chǎn)量性狀與其他產(chǎn)量相關(guān)性狀都呈現(xiàn)極顯著正相關(guān),其中與全株角果數(shù)相關(guān)性最大,相關(guān)系數(shù)為0.89,說(shuō)明全株角果數(shù)對(duì)油菜產(chǎn)量貢獻(xiàn)最大。2.R群體一般配合力分析利用525個(gè)雜交組合在3個(gè)環(huán)境中表型數(shù)據(jù)估算每一個(gè)株系的一般配合力。結(jié)果表明,8個(gè)性狀的一般配合力分別為:SPY,1.34;NB,0.19;LMI,0.74;SNMI,2.65;TSN,15.06;LS,0.14;SNS,0.38;TSW,0.04。8個(gè)性狀的一般配合力都表現(xiàn)為正,說(shuō)明這些性狀都存在一定程度的加性效應(yīng)。但是NB、SNMI、LS、SNS、TSW的一般配合力表現(xiàn)都比較小,說(shuō)明這些性狀配合力改良的遺傳增益有限,提示我們?cè)诤罄m(xù)群體改良過(guò)程中應(yīng)該補(bǔ)充在這些性狀上表現(xiàn)優(yōu)良材料/基因。3.雜種優(yōu)勢(shì)分析利用所有雜種在3個(gè)環(huán)境中表型數(shù)據(jù),以華油雜62為對(duì)照,分析R群體每個(gè)性狀的雜種優(yōu)勢(shì)(中親優(yōu)勢(shì)和超標(biāo)優(yōu)勢(shì))。結(jié)果表明:中親優(yōu)勢(shì),T1×R組合的8個(gè)性狀在3個(gè)環(huán)境中都表現(xiàn)出正向優(yōu)勢(shì);T2×R組合只有主花序長(zhǎng)度在宜昌環(huán)境中表現(xiàn)為負(fù)向優(yōu)勢(shì);T3×R組合基本沒(méi)有正向優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)。超標(biāo)優(yōu)勢(shì)與中親優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)相似,T1×R組合、T2×R組合都表現(xiàn)出一定程度正向優(yōu)勢(shì),T3×R組合沒(méi)有表現(xiàn)出正向優(yōu)勢(shì)。這說(shuō)明R群體與T1、T2組配的雜種能夠產(chǎn)生較強(qiáng)的雜種優(yōu)勢(shì),與T3組配的雜種沒(méi)有雜種優(yōu)勢(shì)。這為該群體后續(xù)的育種應(yīng)用提供了參考。4.R群體的遺傳多樣性分析利用油菜60K SNP芯片對(duì)R群體175個(gè)株系進(jìn)行基因型分型。分析群體遺傳多樣性、群體結(jié)構(gòu)、材料間親緣關(guān)系及連鎖不平衡(Linkage Disequilibrium,LD)水平。結(jié)果顯示:所有標(biāo)記的平均PIC值(polymophism informantion content)為0.292,其中有76%的標(biāo)記PIC值大于0.25,說(shuō)明R群體目前遺傳多樣性水平良好;群體結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn),R群體主要被分成兩個(gè)亞群,但是亞群材料所占比例并不平衡;R群體材料間沒(méi)有明顯的親緣關(guān)系;R群體存在較高程度的LD,當(dāng)R2=0.1時(shí),整個(gè)基因組LD達(dá)到了2.4 Mb,其中A基因組LD為0.8 Mb,C基因組LD為4.8 Mb。C基因組LD遠(yuǎn)大于A基因組,說(shuō)明C基因組可能收到更大選擇壓。5.選擇性消除分析以產(chǎn)量性狀配合力為基礎(chǔ),選擇高配合力前20%的株系構(gòu)建下一輪群體。依據(jù)選擇前后,群體遺傳多樣性的變化,在全基因組水平進(jìn)行選擇性消除分析。結(jié)果共掃描出376個(gè)基因組區(qū)域,覆蓋了油菜基因組的3.31%,約21.26 Mb區(qū)域。這些選擇性消除區(qū)域內(nèi)存在大量前人已經(jīng)報(bào)道過(guò)的產(chǎn)量或產(chǎn)量相關(guān)性狀的QTL。在這些選擇性消除區(qū)域中,96.05%的分布在C基因組,3.95%的區(qū)域分布在A基因組,說(shuō)明C基因組在群體改良過(guò)程中受到更多選擇或者C基因組對(duì)產(chǎn)量配合力有更大貢獻(xiàn)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S565.4

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本文編號(hào)：1648863