每角粒数是甘蓝型油菜产量的构成因子之一,但目前关于其遗传机制仍然知之甚少。我们前期以少粒亲本HZ396(11.0粒)为轮回亲本与多粒亲本Y106(27.3粒)杂交、连续回交,构建C9连锁群QTL qSS.C9的BC3F1和BC3F2群体,发现每角粒数分离比例分别符合1:1和3:1的遗传比率,表现为显性单基因的遗传。本项目利用BC5F2大的分离群体,精细定位QTL。在此基础上,通过物理图谱构建与软件预测的方法鉴定出候选基因。通过比较测序、表达分析和候选基因的关联分析,确定最可能的候选基因。进而通过功能互补测验、基因结构分析和时空表达分析等手段,综合分析该基因的功能。该项目的实施,一方面可以克隆到具有自主知识产权的每角粒数QTL qSS.C9的基因,一方面可以发掘优异等位基因,开发功能标记(包括PCR标记),为油菜产量MAS育种服务。
Brassica napus;Seeds per silique;Fine mapping;Candidate genes;qSS.C9
甘蓝型油菜是世界上最重要的油料作物之一,是世界上食用植物油和油粕的第3大来源。每角粒数作为油菜产量重要构成因素(单位面积角果数、每角粒数和千粒重)之一,一直以来受到遗传育种者的重视。前期围绕“优良亲本Y106每角粒数在育种中效果显著但其形成及利用的遗传基础不明”的问题进行一定的研究。本项目基于前期DH群体(HZ396与Y106为亲本)每角粒数QTL定位结果,利用“表型选择+分子标记辅助背景选择”方法,构建QTL qSS.C9近等基因系并进行精细定位与候选基因鉴定。其主要结果如下 1. 主效QTL qSS.C9近等基因系遗传效应分析与标记开发。以HZ396为轮回亲本与多粒品系Y106杂交、连续回交,采用表型结合分子标记辅助背景选择的方法(TP-MBS),构建多粒近等基因系,发现了一个多粒对少粒显性的主效QTL。在包含有152单株的BC3F2回交分离群体中,每角粒数表现为多粒和少粒差异明显的两个组。通过后代验证,分离比例符合121的遗传比率,表明在BC3F2群体每角粒数主要由一个多粒显性主效QTL控制的。利用近等基因系分析该QTL的遗传效应,在BC3F2中检测到一个LOD值是54.2的每角粒数QTL,其加性效应和显性效应分别为6.1和5.7粒,解释的表型变异为85.8%。利用AFLP标记技术结合集团分离法,找到了3个与多粒连锁的AFLP标记 (EA08MC13,SA09MC04,SA07MC15)。同时利用已获得的亚基因组信息和比较测序等方法,开发4个与多粒连锁的标记(SRC9-018,SRC9-027,SRC9-298与SRC9-397)。 2. qSS.C9的精细定位与候选基因鉴定。利用QTL qSS.C9两侧紧密连锁的标记分析BC4F2(包含11883个单株)和BC5F2群体(包含4583个单株),将QTL qSS.C9精细定位到亚基因组甘蓝的267kb区域,生物信息学预测该区间有39个基因。目前已确定一个可能的候选基因,正在进行遗传转化实验。 qSS.C9是Y106在育种中每角粒数效果显著主要的遗传位点,该位点的精细定位与克隆,可能是油菜产量性状QTL克隆的突破性进展。