白菜抽薹性狀為多基因控制的復(fù)雜數(shù)量性狀,受環(huán)境影響較大。在過去的20多年里,基于雙親構(gòu)建的F_2和RIL等初級(jí)群體或自然群體,進(jìn)行QTL分析或關(guān)聯(lián)分析,定位出大量白菜抽薹相關(guān)的QTL。但截止到現(xiàn)在只有BrFLC1、BrFLC2、BrVIN3.1三個(gè)主要基因被克隆及驗(yàn)證,這些基因僅能解釋白菜抽薹的部分遺傳變異。本論文基于RIL群體,在A04染色體頂部,定位到了一個(gè)晚開花時(shí)間微效QTL,并利用染色體片段代換系群體(CSSLs)及該QTL所在區(qū)間構(gòu)了建近等基因系完成精細(xì)定位。結(jié)果表明,定位區(qū)間不含上述已克隆的3個(gè)基因。本研究以RcBr(早抽薹開花)、17AW017(晚抽薹開花)、F_1和NIL-F_2為研究對象,先在多個(gè)環(huán)境下對兩個(gè)親本進(jìn)行性狀顯著性分析,再以NIL-F_2分離群體為材料,確定初定位區(qū)間,最后,以初定位結(jié)果的定位區(qū)間為基礎(chǔ)并結(jié)合RNA-Seq分析結(jié)果,進(jìn)行候選基因預(yù)測。研究具體內(nèi)容如下:(1)利用Windows QTL Cartographer 2.5軟件中CIM法對初級(jí)群體RIL,次級(jí)群體CSSLs和NIL-F_2群體在A04號(hào)染色體頂部進(jìn)行抽薹相關(guān)QTL定位分析。三個(gè)群體中NIL-F_2的LOD值最高,CSSLs次之,RIL最小,三個(gè)值別是25.64,8.86和3.77。表型貢獻(xiàn)率同LOD值的趨勢相同,分別是43.26%,16.82%,4.71%。(2)利用區(qū)間內(nèi)兩端含多態(tài)性標(biāo)記的Cnu-m566a和BrID-90219,從1152株NIL-F_2單株篩選出了12株重組體。并結(jié)合該區(qū)間內(nèi)篩選出的4對具有多態(tài)性的標(biāo)記,完成基因型鑒定,再結(jié)合重組單株后代表型測量數(shù)據(jù),將控制開花時(shí)間的片段由Cnu-m566a和BrID-90219標(biāo)記1.73Mb縮窄至標(biāo)記BrID-90059-LY-2,物理距離127.54 Kb。(3)通過對大白菜所在的基因注釋信息數(shù)據(jù)數(shù)進(jìn)行篩選發(fā)現(xiàn),1個(gè)調(diào)控白菜開花時(shí)間的基因Bra040420,該基因同擬南芥數(shù)據(jù)庫中的AT3G63010功能類似。通過分析發(fā)現(xiàn)AT3G63010編碼水稻GA受體基因(OsGID1)的赤霉素(GA)受體直系同源物。具有GA結(jié)合活性,對GA4具有更高的親和力。同時(shí)這個(gè)基因在花器官形態(tài)的形成,赤霉素信號(hào)傳導(dǎo)等都有參與。因此,我們預(yù)測Bra040420基因是A04號(hào)染色體底部與開花時(shí)間相關(guān)的候選基因,但仍需下一步驗(yàn)證。(4)本試驗(yàn)以BrapaV-3.0為參考基因組,對大白菜生長點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序及分析,共鑒定出2796個(gè)差異基因,其中下調(diào)2221個(gè),上調(diào)575個(gè)。通過基因的功能富集分析表明,本試驗(yàn)篩選的候選基因Bra040420的表達(dá)量并沒有在本次測序中檢測到,但在KEGG通路中存在一條植物信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,這個(gè)通路中不僅包含了多條調(diào)節(jié)細(xì)胞伸長和分裂的通路,還存在一條調(diào)控開花的通路。
【學(xué)位單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類】：S634
【部分圖文】：

沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文51.2.1春化路徑圖1-1擬南芥中主要調(diào)控開花的途徑（Fornaraetal.,2010）Fig.1-1ControlofthefloweringinArabidopsis(Fornaraetal.,2010)經(jīng)歷一段時(shí)間的低溫進(jìn)程才能誘導(dǎo)植物開花的過程叫做春化，低溫調(diào)控開花的途徑叫春化路徑。FLC和FRI是參與春化路徑的核心基因（Leeetal.,1994;Koornneefetal.,1994;Michaelsetal.,1999;Leeetal.,1994）。FLC限制開花促進(jìn)因子FT、SOCI、LEY和FD表達(dá)進(jìn)而抑制開花（Michaelsetal.,2005;Helliwelletal.,2006;Searleetal.,2006）；但春化卻可以限制FLC的表達(dá)，使植物開花。FRI基因位于FLC基因上游，能激發(fā)FLC轉(zhuǎn)錄（MichaelsandAmasino.,1999）。低溫處理VRN2、VRN1和VER2等基因可使FLC基因甲基化并沉默（SungandAmkasimo.,2004），且FLC基因的表達(dá)量隨著低溫處理時(shí)間延長逐漸降低（Johansonetal.,2000）。除FLC外，MAF家族中部分成員和ACL24等轉(zhuǎn)錄因子也能回應(yīng)春化誘導(dǎo)（Beckeretal.,2004;AlexanderandHenning.,2008;Putterilletal.,2004）。MAF2抑制SOCI表達(dá)來推遲開花（Ratcliffeetal.,2003），與FLC功能類似。AGL24功能與此相反，春化誘導(dǎo)AGL24基因表達(dá)促進(jìn)開花（Michaelsetal.,2003;Schonrocketal.,2006）。1.2.2光周期路徑光不僅能為植物生長提供能量，也是重要的外界信號(hào)，是調(diào)節(jié)作物開花時(shí)間的重要因素。植物體中含有多種接收光發(fā)出信號(hào)的物質(zhì)（光受體），這些受體有UV-B受體、ZTLs家族、光敏色素、和隱花色素及向光素等（倪俊霞等，2010）。Sullivan（2003）研究發(fā)現(xiàn)只要植物體內(nèi)的光感受器接收到外界傳遞的光信號(hào)植物就會(huì)立即做出相應(yīng)反

沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文17表2-2大白菜抽薹相關(guān)性狀表型分析結(jié)果Tabel2-2PhenotypicanalysisofChinesecabbagebolting-relatedtraits性狀抽薹5cm抽薹10cm抽薹指數(shù)開花時(shí)間TraitsDEDBBIFT抽薹5cm（DE）1抽薹10cm（DB）0.78**1抽薹指數(shù)（BI）0.67**0.56**1開花時(shí)間（FT）0.58**0.53**0.32*1注：*表示在0.01水平上顯著相關(guān).**表示在0.01水平上極顯著相關(guān)Note:*Indicatessignificantcorrelationatthe0.01level,**indicatesextremelysignificantcorrelationatthe0.01level,2.4.317AW017目標(biāo)片段鑒定用GGT2.0軟件對以獲得的染色體片段代換系遺傳背景進(jìn)行分析。如圖3-1所示，該片段背景相對純合，符合試驗(yàn)對背景的要求，可以繼續(xù)對群體優(yōu)化及研究。由圖3-1可知，該片段攜帶控制抽薹相關(guān)QTL位點(diǎn)，這三個(gè)位點(diǎn)分別在4號(hào)染色體，7號(hào)染色體，10號(hào)染色體上，它們所在的區(qū)間分別是BrID90059-Cnu-m570a，Cnu-m044a-KBrS05I18和BrID10909-BrID10233。該基因型鑒定結(jié)果為進(jìn)一步證明該材料可靠性提供依據(jù)。圖2-1CSSL群體17AW017基因型圖Fig.2-1ThegenotypegraphofNo.17AW017plantsfromtheCSSL.

沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文19圖2-2白菜開花期正反交變化曲線Fig.2-2Reversalcurveofcabbageduringfloweringperiod2.5討論綜上所述，本試驗(yàn)所應(yīng)用的試驗(yàn)材料17AW017包含晚抽薹基因（劉亞婷，2015；趙啟男，2017），符合材料要求，用于抽薹定位研究。因此，本試驗(yàn)可以對為其他晚抽薹品種的選擇培育提供一定參考。關(guān)于環(huán)境的選擇，王顯（2018）、王曉姝（2018）等采用的條件是：根據(jù)不同溫度利用棉被在溫室里創(chuàng)造長日照和短日照環(huán)境，用于測量抽薹5cm（DE）、抽薹10cm（DB）、抽薹指數(shù)（BI）、開花時(shí)間（FT）性狀。本章所采用的方法是在兩人的基礎(chǔ)上又加入了玻璃溫室和自然環(huán)境來測量抽薹5cm（DE）、抽薹10cm（DB）、抽薹指數(shù)（BI）和開花時(shí)間（FT）這四個(gè)性狀，以便更好的解決基因型和表型的對應(yīng)關(guān)系不明確的問題。程斐等（1999）選擇6個(gè)抽薹差異顯著的高代自交系白菜為試驗(yàn)材料，得出大白菜的抽薹期性狀是受核基因調(diào)控的，不受細(xì)胞質(zhì)遺傳，且晚抽薹期呈顯性。與本章得出：利用次級(jí)群體（CSSLs）與高世代自交群體配置的正反交材料，得出抽薹開花相關(guān)性狀受細(xì)胞核遺傳，且晚抽薹為顯性性狀結(jié)果吻合�？刂瓢撞碎_花期的正反交無顯著差異。因此，本人認(rèn)為收獲的正反交種子均可用于后續(xù)試驗(yàn)。無論植物所處的環(huán)境如何，單株植物基因型不會(huì)改變，因此表型調(diào)查仍然是遺傳分析的關(guān)鍵（Qiaoetal.,2016）。前期，各國學(xué)者在不同群體中已經(jīng)報(bào)道了蕓薹屬抽薹相關(guān)性狀的QTL定位（TeutonicoandOsborn.,1995;Osbornetal.,1997;Louetal.,2007;Lietal.,2009;Louetal.,2011;Zhaoetal.,2010)）。對白菜而言，抽薹時(shí)間的重要性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過開花時(shí)間，因?yàn)樗梢暂^準(zhǔn)確的衡量營養(yǎng)階段到生殖階段。當(dāng)前，對蕓薹屬抽薹特性測量沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。前期研究中，關(guān)于抽薹相關(guān)QTL定位?
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2888061