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

【摘要】：油菜是我國乃至全世界最重要的油料作物之一。油菜的育種和栽培對于我國食用油供給具有重大意義。甘藍型油菜是我國目前主要栽培的油菜類型,其從引進到現(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型油菜、人工合成甘藍型油菜、亞基因組材料、波里馬細胞質(zhì)雄性不育恢復系及黃籽材料等與蘿卜質(zhì)細胞質(zhì)雄性不育恢復系雜交,以蘿卜質(zhì)不育系恢復基因為自由授粉系統(tǒng)構建一個輪回選擇群體(R),一方面保持該群體與中國油菜具有一定的遺傳距離,另一方面,通過輪回選擇改良群體的配合力。從R群體中選擇175個株系分別與3個不同背景的中國油菜測交系(T1:Yu7-120,T2:Yu7-126和T3:Yu7-140)進行雜交,將525個雜種F1及親本材料,以華油雜62為對照分別在武漢、襄陽、宜昌3個環(huán)境中進行田間試驗,分析考察了產(chǎn)量(SPY)及產(chǎn)量相關的(分枝數(shù),NB;主花序長度,LMI;主花序角果數(shù),SNMI;全株角果數(shù),TSN;角果長,LS;每角粒數(shù),SNS;千粒重,TSW)共8個性狀,分析群體雜種優(yōu)勢表現(xiàn),估算每個株系的一般配合力,并以產(chǎn)量性狀一般配合力為依據(jù)進行優(yōu)良株系選擇。利用油菜60K SNP芯片對R群體進行基因型分型,分析R群體遺傳多樣性、群體結構及響應群體改良的選擇性消除區(qū)域,研究的結論要點如下:1.R群體175個株系表型分布及性狀間相關性對R群體中175個株系在3個環(huán)境中8個性狀進行表型分析。結果發(fā)現(xiàn):3個環(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、6.29±0.07個、5.02±0.09個;主花序長度分別為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、62.47±0.77個、56.41±0.84個;全株角果數(shù)分別為180.11±5.34個、145.23±3.2個、140.78±7.18個;角果長分別為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)境中達到86.23%,角果長的變異系數(shù)最小,在武漢環(huán)境中為10.11%。相關性分析表明,產(chǎn)量性狀與其他產(chǎn)量相關性狀都呈現(xiàn)極顯著正相關,其中與全株角果數(shù)相關性最大,相關系數(shù)為0.89,說明全株角果數(shù)對油菜產(chǎn)量貢獻最大。2.R群體一般配合力分析利用525個雜交組合在3個環(huán)境中表型數(shù)據(jù)估算每一個株系的一般配合力。結果表明,8個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個性狀的一般配合力都表現(xiàn)為正,說明這些性狀都存在一定程度的加性效應。但是NB、SNMI、LS、SNS、TSW的一般配合力表現(xiàn)都比較小,說明這些性狀配合力改良的遺傳增益有限,提示我們在后續(xù)群體改良過程中應該補充在這些性狀上表現(xiàn)優(yōu)良材料/基因。3.雜種優(yōu)勢分析利用所有雜種在3個環(huán)境中表型數(shù)據(jù),以華油雜62為對照,分析R群體每個性狀的雜種優(yōu)勢(中親優(yōu)勢和超標優(yōu)勢)。結果表明:中親優(yōu)勢,T1×R組合的8個性狀在3個環(huán)境中都表現(xiàn)出正向優(yōu)勢;T2×R組合只有主花序長度在宜昌環(huán)境中表現(xiàn)為負向優(yōu)勢;T3×R組合基本沒有正向優(yōu)勢表現(xiàn)。超標優(yōu)勢與中親優(yōu)勢表現(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,T3×R組合沒有表現(xiàn)出正向優(yōu)勢。這說明R群體與T1、T2組配的雜種能夠產(chǎn)生較強的雜種優(yōu)勢,與T3組配的雜種沒有雜種優(yōu)勢。這為該群體后續(xù)的育種應用提供了參考。4.R群體的遺傳多樣性分析利用油菜60K SNP芯片對R群體175個株系進行基因型分型。分析群體遺傳多樣性、群體結構、材料間親緣關系及連鎖不平衡(Linkage Disequilibrium,LD)水平。結果顯示:所有標記的平均PIC值(polymophism informantion content)為0.292,其中有76%的標記PIC值大于0.25,說明R群體目前遺傳多樣性水平良好;群體結構分析發(fā)現(xiàn),R群體主要被分成兩個亞群,但是亞群材料所占比例并不平衡;R群體材料間沒有明顯的親緣關系;R群體存在較高程度的LD,當R2=0.1時,整個基因組LD達到了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遠大于A基因組,說明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,選擇高配合力前20%的株系構建下一輪群體。依據(jù)選擇前后,群體遺傳多樣性的變化,在全基因組水平進行選擇性消除分析。結果共掃描出376個基因組區(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)報道過的產(chǎn)量或產(chǎn)量相關性狀的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,說明C基因組在群體改良過程中受到更多選擇或者C基因組對產(chǎn)量配合力有更大貢獻。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S565.4

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本文編號：1648863