本文關鍵詞：甘藍型油菜導入系構建、重要農(nóng)藝性狀QTL分析和白花基因克隆，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《華中農(nóng)業(yè)大學》 2015年

甘藍型油菜導入系構建、重要農(nóng)藝性狀QTL分析和白花基因克隆

張豹  

【摘要】：蕓薹屬植物中有很多重要的工業(yè)用或食用油料作物、蔬菜和飼料作物,具有重要的經(jīng)濟價值。為了揭示甘藍型油菜重要農(nóng)藝性狀的遺傳基礎,本研究中通過構建甘藍型油菜重疊片段導入系并將其用于甘藍型油菜產(chǎn)量和品質相關性狀的QTL分析。另外,本研究利用圖位克隆的方法分離了人工合成型甘藍型油菜No.2127中的白花基因Bna C3.CCD4,解析蕓薹屬植物花色形成和維持的分子機制,揭示花色演化與植物環(huán)境適應性的關系,并對其在蕓薹屬中的進化模式進行了詳細的分析。主要結果如下:1.甘藍型油菜重疊片段導入系的構建及其產(chǎn)量和品質相關性狀的QTL分析本研究以ZY821為受體親本、No.2127為供體親體,通過ZY821與ZY821/No.2127衍生的DH系回交結合SSR分子標記輔助選擇的方法構建了一套甘藍型油菜重疊片段導入系。該導入系群體包括89個株系,并利用簡化基因組測序技術對這個群體進行了基因型檢測,平均每個株系導入3.76個片段,每個片段的平均長度為21.86c M,平均背景回復率為96.24%,所有目標片段相互重疊連接基本覆蓋甘藍型油菜全基因組。通過對該導入系群體開花期、角果長、每角果粒數(shù)及8個種子品質相關性狀(蛋白質、含油量、芥酸、硫甙、二十碳烯酸、亞油酸、油酸和棕櫚酸)的表型考察發(fā)現(xiàn)它們均表現(xiàn)為連續(xù)分布和超親分離現(xiàn)象,且多數(shù)性狀間存在顯著的相關性。結合基因型及武漢2年的表型數(shù)據(jù)對這11個性狀進行QTL分析,共檢測到43個QTL,其中控制開花期、角果長和每角果粒數(shù)的QTL個數(shù)分別為4、3和9,控制種子蛋白質、硫甙、含油量、芥酸、二十碳烯酸、亞油酸、油酸和棕櫚酸的QTL個數(shù)分別為3、3、5、4、3、4、3和3。其中29個QTL在2年中都能檢測到,且對A2染色體上的開花期基因、C3染色體上的白花基因、C8上面的籽粒顏色基因、C8上面的高含油量基因和A9上面的高硫甙基因等正在開展或者已完成定位和克隆工作。2.蕓薹屬顯性白花基因的圖位克隆、功能及進化分析甘藍型油菜黃花栽培品種ZY821和白花品系No.2127的花瓣中最主要的類胡蘿卜素成分都是紫黃質、cis-β-紫黃質和葉黃素;但類胡蘿卜素總含量以及多組分含量間存在顯著差異。ZY821花瓣中類胡蘿卜素總量是No.2127的43倍,且紫黃質占其總含量的89%,是No.2127花瓣中紫黃質含量(8.80±1.27μg/g FW)的94倍。甘藍型油菜白花表型受單個顯性核基因Bna FC控制。利用圖位克隆技術,Bna FC被確定為一個編碼類胡蘿卜素裂解雙加氧酶(CCD4)的基因,并用候選基因的關聯(lián)分析和甘藍型油菜的遺傳轉化實驗對其進行了最終確定。在白花品系No.2127中,存在著有功能的Bna C3.CCD4(WT型)基因,其具有1791bp的開放閱讀框,編碼597個氨基酸。位于質體的Bna C3.CCD4蛋白優(yōu)先在甘藍型油菜的花蕾和花瓣中表達,將α-或/和δ-胡蘿卜素裂解生成α-紫羅酮,使得甘藍型油菜花色由黃變白。而在黃花品種ZY821中,Bna C3.CCD4基因中存在這一個長度約7.6kb的CACTA-like轉座子(TE1)的插入,擾亂了Bna C3.CCD4在黃花品系中的轉錄。這種包含有TE1的C3.CCD4的單倍型被命名為M1型。在蕓薹屬中共存在5種C3.CCD4單倍型,分別是功能性型的WT型,以及4種功能突變類型:M1型-M4型。這4種突變類型破壞了C3.CCD4的功能,因此使得花色由白變黃。在黃花甘藍中存在所有的這4種突變類型,而在黃花甘藍型油菜中只存在M1型,以及在黃花埃塞爾比亞芥中只存在M1型和M4型兩種。因此推測:C3.CCD4中CACTA-like轉座子TEs的插入事件發(fā)生在甘藍型油菜和埃塞爾比亞芥菜的形成之前。除此之外,M2型和M3型僅在黃花甘藍中發(fā)現(xiàn),卻不存在與異源四倍體的甘藍型油菜和埃塞爾比亞芥菜,這說明M2型和M3不存在于當時甘藍型油菜和埃塞爾比亞芥的起源中心,沒有參與這兩種異源四倍體的物種形成。

【關鍵詞】：
【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】：2015
【分類號】：S565.4
【目錄】：

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1 陳江;車明哲;張虎嚴;張忠軍;;小麥對紋枯病抗性的QTL分析[A];中國植物病理學會2011年學術年會論文集[C];2011年

2 朱曉彪;吳真真;聶明娟;王海燕;肖進;別同德;郭嬌;王秀娥;;普通小麥品種西風小麥黃花葉病抗性相關QTL分析及主效抗性QTL的精細定位[A];江蘇省遺傳學會第八屆會員代表大會暨學術研討會論文集[C];2010年

3 蘭彩霞;路亞明;何中虎;夏先春;;普通小麥慢白粉、慢條銹抗性QTL分析[A];全國植物分子育種研討會摘要集[C];2009年

4 于清巖;劉春燕;王家麟;胡國華;陳慶山;;大豆花色的QTL分析[A];中國作物學會2007年全國作物遺傳育種學術研討會論文集[C];2007年

5 劉春燕;欒淮海;裴宇峰;張維耀;劉業(yè)麗;何琳;陳慶山;胡國華;;大豆形態(tài)性狀的QTL分析[A];中國作物學會2007年全國作物遺傳育種學術研討會論文集[C];2007年

6 梁慧珍;張淑玲;王曉玲;白羊年;;大豆子粒性狀的遺傳及QTL分析[A];海南生物技術研究與發(fā)展研討會論文集[C];2006年

7 孫德生;張忠臣;陳慶山;寧海龍;邱麗娟;常汝鎮(zhèn);李文濱;;大豆形態(tài)性狀發(fā)育動態(tài)QTL分析[A];全國作物生物技術與誘變技術學術研討會論文摘要集[C];2005年

8 楊坤;馬麗華;李琳;智慧;李偉;王永芳;李海權;何文亮;尚忠林;刁現(xiàn)民;;谷子SSR遺傳連鎖圖譜的構建及主要農(nóng)藝性狀的QTL分析[A];全國植物分子育種研討會摘要集[C];2009年

9 郭丹丹;陳海峰;楊中路;單志慧;朱曉玲;陳水蓮;周新安;周蓉;;大豆對SMV SC-3株系的抗性遺傳和QTL分析[A];第23屆全國大豆科研生產(chǎn)研討會論文摘要集[C];2012年

10 于霽雯;張科;喻樹迅;范術麗;宋美珍;李興麗;翟紅紅;黃雙領;張紅衛(wèi);張金發(fā);;陸海雜交回交近交系產(chǎn)量性狀的QTL分析研究[A];中國棉花學會2010年年會論文匯編[C];2010年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 宋彥霞;小麥抽穗期及其它農(nóng)藝性狀的QTL分析[D];四川農(nóng)業(yè)大學;2005年

2 楊權海;水稻光合相關性狀的QTL分析[D];南京農(nóng)業(yè)大學;2006年

3 董薇;水稻籽粒葉酸含量QTL分析及生物強化[D];中國農(nóng)業(yè)科學院;2011年

4 孫憲印;不同環(huán)境下小麥籽粒形態(tài)性狀及微營養(yǎng)物質含量的QTL分析[D];山東農(nóng)業(yè)大學;2009年

5 蔡長福;牡丹高密度遺傳圖譜構建及重要性狀QTL分析[D];北京林業(yè)大學;2015年

6 張玉山;水稻重要農(nóng)藝性狀的QTL分析和主效QTL近等基因系的構建[D];華中農(nóng)業(yè)大學;2006年

7 李興茂;小麥抗旱節(jié)水相關性狀的QTL分析[D];甘肅農(nóng)業(yè)大學;2014年

8 郭營;小麥不同礦質營養(yǎng)處理下苗期、產(chǎn)量和籽粒性狀的QTL分析[D];山東農(nóng)業(yè)大學;2011年

9 王海蓮;稻米脂肪含量QTL分析及二酰甘油�；D移酶基因的克隆[D];南京農(nóng)業(yè)大學;2007年

10 章云;大白菜分子遺傳圖譜構建及重要農(nóng)藝性狀QTL分析[D];沈陽農(nóng)業(yè)大學;2012年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 滕凱;水稻抗二化螟數(shù)量性狀基因QTL分析[D];浙江大學;2002年

2 張為民;小麥莖稈含糖量和生育期抗旱性的QTL分析[D];山西農(nóng)業(yè)大學;2005年

3 武玉清;小麥耐鹽相關性狀的QTL分析[D];中國農(nóng)業(yè)科學院;2007年

4 任勤策;人工合成小麥農(nóng)藝性狀QTL分析[D];四川農(nóng)業(yè)大學;2011年

5 張瑞霞;小麥抗旱相關農(nóng)藝性狀的QTL分析[D];河北農(nóng)業(yè)大學;2009年

6 申海兵;小麥抗旱相關性狀的QTL分析[D];新疆農(nóng)業(yè)大學;2007年

7 劉艷陽;小麥抗寒性鑒定指標的篩選及其QTL分析[D];河南農(nóng)業(yè)大學;2005年

8 趙勇;普通小麥籽粒多酚氧化酶活性的QTL分析[D];河北農(nóng)業(yè)大學;2011年

9 梁雪;小麥鉀利用相關性狀的基因型差異及其QTL分析[D];山東農(nóng)業(yè)大學;2012年

10 倪小文;小麥品種魯麥21慢白粉抗性遺傳及QTL分析[D];中國農(nóng)業(yè)科學院;2008年

  本文關鍵詞：甘藍型油菜導入系構建、重要農(nóng)藝性狀QTL分析和白花基因克隆，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：225360