甘藍與甘藍型油菜C亞基因組遺傳關系調查及甘藍抗菌核病QTL定位.pdf

1、狹窄的遺傳基礎限制了甘藍型油菜(AACC)的遺傳改良。甘藍(CC)作為甘藍型油菜的親本物種,具有多種野生類型和栽培變種,遺傳變異廣泛,對于甘藍型油菜的遺傳改良具有重要的應用價值。本研究調查了甘藍型油菜C亞基因組與甘藍各變異類型的遺傳關系,對蕓薹屬的菌核病抗性進行了鑒定,并對甘藍抗菌核病QTL進行了定位,具體研究結果如下:
　　 1.甘藍型油菜C亞基因組與甘藍各變異類型的遺傳關系調查
　　 異源多倍體物種的起源和進化一直吸

2、引著科學家的研究興趣。本實驗提出一種簡單有效的、調查異源多倍體物種起源和遺傳進化的策略,即對異源多倍體和親本物種各變異類型進行基因組水平的分子標記多態(tài)性分析,并模擬人工合成異源多倍體的分子特征,進而與自然的異源多倍體物種進行比較,推導該多倍體物種與親本各類型的遺傳關系。
　　 本研究以甘藍型油菜為例,利用虛擬合成異源多倍體策略研究了甘藍型油菜C亞基因組與甘藍各變異類型的遺傳關系。通過聚類分析、血緣分析、主成分分析以及遺傳距離比較

3、,發(fā)現(xiàn)甘藍型油菜與栽培甘藍及與栽培甘藍親緣關系較近的野生甘藍如B.incana,B.bourgeaui,B.montana,B.oleracea ssp.oleracea和B.cretica的遺傳關系較近,推測甘藍型油菜C亞基因組的供體來源于這部分甘藍,而B.Rupestris,B.macrocarpa,B.villosa,B.insularis和B.hilarionis與甘藍型油菜C亞基因組較遠,它們參與甘藍型油菜起源的可能性較小,但

4、它們對于拓寬現(xiàn)有甘藍型油菜C亞基因組的變異具有很大的潛力。
　　 2.蕓薹屬植物菌核病抗性鑒定
　　 菌核病是油菜生產中的重要病害,由于現(xiàn)有甘藍型油菜缺乏免疫或高抗資源,油菜抗菌核病育種及其它相關研究受到很大限制。本研究對第一部分研究所涉及的野生甘藍和其它近緣種進行了抗性鑒定,發(fā)現(xiàn)了高抗菌核病的甘藍資源,探索了菌核病離體接種的條件。本研究主要結果如下:1)蕓薹屬各物種對來自中國和德國的2份菌株的葉片相對感病度之間無顯著差

5、異(P=0.9161);2)離體葉片接種和田間牙簽接種的適宜統(tǒng)計時間分別為接種后第3天和第10天;3)蕓薹屬各物種葉片抗性與莖桿抗性相關性顯著(r=0.652,P＜0.01);4)蕓薹屬各物種中,甘藍抗性最好,白菜型油菜最感病,埃芥、甘藍型油菜、黑芥及芥菜型油菜的抗性介于甘藍與白菜型油菜之間;5)甘藍資源中,B.rupestris,B.incana,B.insularis及B.villosa等野生類型具有突出的菌核病抗性。
　　

6、 3.甘藍抗菌核病QTL定位
　　 基于第二部分研究結果,選擇高抗菌核病的一份野生甘藍與感病的栽培甘藍構建了抗、感分離的F2無性系作圖群體,對菌核病抗性及可能與之相關的性狀(開花期和表皮毛)進行了QTL定位分析,實驗結果如下:
　　 1)F2群體的苗期葉片和成株期莖桿抗性分離均呈現(xiàn)連續(xù)變異,以中油821的抗性為對照,其相對感病度平均值分別為0.599和0.517,葉片抗性和莖桿抗性達到顯著相關(r=0.342,P＜0.0

7、1);
　　 2)128個SSR標記和12個AFLP-RGA標記被定位到圖譜上,該圖譜包含9個連鎖群,總長度為922 cM,單個連鎖群上定位的標記數為10～27個,標記間平均距離6.59 cM;
　　 3)采用復合區(qū)間作圖(CIM),在2009和2010年共檢測到12個影響菌核病抗性的QTL。兩年中分別檢測到3個和5個影響苗期葉片抗性的QTL,共解釋的表型變異分別為19.7％和66.6％,其中2個葉片抗病QTL在2年均被

8、檢測到;2009和2010年各檢測到2個影響成株期莖桿抗性的QTL,共解釋的表型變異分別為22.1％和19.5％,其中1個莖桿抗病QTL在2年內均被檢測到;在檢測到的葉片和莖桿抗病QTL中,有一個重疊的QTL區(qū)域;
　　 4)檢測到的12個QTL的抗病等位基因均來自抗病親本,其中有5個QTL的抗病等位基因相對于感病等位基因表現(xiàn)為顯性;
　　 5)開花期與苗期葉片抗性和成株期莖桿抗性均呈顯著負相關(r值界于0.222～0.

9、391之間);CIM分析兩年共檢測8個開花期QTL,2009年有1個QTL與2010年的1個存在置信區(qū)間的重疊,并與1個莖桿抗病QTL發(fā)生重疊;
　　 6)表皮毛性狀與苗期葉片抗性和成株期莖桿抗性均無顯著相關性;CIM分析檢測到1個控制表皮毛的QTL,解釋表型變異的10.5％,該QTL未與任何抗病QTL重疊。
　　 同時,對正在開展的其它相關研究進行了簡要陳述,并對抗菌核病QTL、油菜菌核病的抗病機制、以及甘藍資源用于油