甘藍(lán)型油菜油份功能基因定位和高油等位基因特異序列分析.pdf

1、油菜是植物油的第三大來源，也是我國主要的油料作物，提高油菜籽含油量以增加單位面積產(chǎn)油量是當(dāng)前油菜研究的首要目標(biāo)。油菜籽含油量性狀是一個(gè)受多基因控制的典型數(shù)量性狀；基因與環(huán)境的互作效應(yīng)又導(dǎo)致含油量的遺傳易受環(huán)境影響。這些都給常規(guī)育種選育高含油量品種帶來了困難，因而有必要利用現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)手段，將與油脂代謝相關(guān)的功能標(biāo)記整合到圖譜中，并對含油量性狀進(jìn)行QTL定位，對候選基因進(jìn)行克隆，直接從分子水平分析核酸序列的差異對油分功能基因表達(dá)的影

2、響，這將有助于加快油菜油脂研究的進(jìn)程。
　　本研究以歐洲高含油量油菜品種Sollux和中國高油分自交系Gaoyou為遺傳背景，由282個(gè)株系構(gòu)成的DH群體為材料，以原有的125個(gè)SSR標(biāo)記構(gòu)建的圖譜為基礎(chǔ)，利用擬南芥基因與甘藍(lán)型油菜 EST序列比對后發(fā)展的功能標(biāo)記構(gòu)建的圖譜為依托，用9個(gè)環(huán)境的含油量田間數(shù)據(jù)對甘藍(lán)型油菜含油量性狀進(jìn)行QTL定位分析，克隆位于QTL區(qū)域中幾個(gè)大效應(yīng)油分功能基因片段及全長，并且將獲得的DNA序列在雙親間

3、及與擬南芥進(jìn)行比對和生物信息學(xué)分析，從核酸、氨基酸、蛋白3個(gè)層面分析雙親間的差異，結(jié)合QTL定位，進(jìn)而從分子水平說明侯選基因序列差異對油菜油分含量的影響。主要結(jié)果如下：
　　1.根據(jù)擬南芥中相關(guān)基因序列信息與油菜 EST序列比對后，共設(shè)計(jì)了181對能擴(kuò)增不同基因的引物對，其中59對能在雙親Sollux和Gaoyou DNA中擴(kuò)增出清晰的多態(tài)性條帶并進(jìn)入連鎖群。以原有的118個(gè)SSR標(biāo)記構(gòu)建的圖譜為基礎(chǔ)，新增47個(gè)EST標(biāo)記和12個(gè)

4、其他標(biāo)記，最終構(gòu)建了一張油脂功能相關(guān)的分子圖譜，總長為1595.3 cM，標(biāo)記間平均距離為8.81 cM。
　　2.用9個(gè)環(huán)境含油量的數(shù)據(jù)，應(yīng)用復(fù)合區(qū)間作圖法對DH群體進(jìn)行QTL定位，共檢測到12個(gè)QTL影響含油量性狀。其中有2個(gè)能穩(wěn)定檢測的QTL，分別能在9個(gè)與7個(gè)環(huán)境中檢測到，單個(gè)QTL可解釋的遺傳變異平均值分別為13.30％與4.29%。共涉及21個(gè)不同基因的分子標(biāo)記與 QTL相對應(yīng)，其中與油脂功能相關(guān)的基因有12個(gè)，其他功

5、能相關(guān)基因5個(gè)，非功能標(biāo)記4個(gè)。
　　3.利用TAIR網(wǎng)站的seqview軟件，對整合到甘藍(lán)型油菜遺傳圖譜的39個(gè)功能相關(guān)基因在擬南芥中的同源基因進(jìn)行了電子定位。這些基因在擬南芥4條染色體上均有分布，共覆蓋擬南芥基因組的89.77Mb。通過甘藍(lán)型油菜和擬南芥之間的比較作圖，共得到了13個(gè)共線性區(qū)域，涉及了油菜標(biāo)記位點(diǎn)47個(gè)和擬南芥基因39個(gè)。
　　4.克隆了落在油分QTL區(qū)間的13個(gè)候選功能基因片段和其中3個(gè)cDNA全長。所