甘蓝型油菜开花性状QTL分析

【作者】 李保军； 王灏； 王晓东； 赵卫国； 赵亚军； 田建华； 栗茂腾；

【机构】 陕西省杂交油菜研究中心/国家油料作物改良中心陕西油菜分中心； 江苏省农业科学院经济作物研究所； 华中科技大学生命科学与技术学院；

【摘要】 开花是植物由营养生长向生殖生长转变的必然结果,决定着植物的有性生殖,适时开花以避开不利外界环境,是植物得以生存和繁衍的前提。植物开花除了自身内在因素的影响外,还受到外界环境因子如温度、光照的影响。油菜是我国重要的油料作物和潜在的能源作物,研究油菜开花性状的遗传途径,阐释开花性状的分子机制,对保证我国食用油供给安全,具有重要的现实意义。本文以冬油菜品系N53-2为母本、春油菜品系垦C8为父本构建拥有348个株系的DH群体(KN)。2009-2013年分别在陕西、甘肃和湖北五年三地九点进行开花期数据统计,利用Windows QTL Cartographer 2.5对KN群体开花期性状进行QTL定位。结果共检测到36个开花期性状相关QTL,分别位于A2、A3、A6、A9、A10、C3、C6和C9连锁群,单个QTL位点解释表型变异在2.30%-32.1%之间,其中A、C基因组分别检测到23和13个。通过元分析整合,共获得19个整合QTL,其中17主效QTL和2个微效QTL。春油菜环境特异性QTL主要集中在A2、A3和A10连锁群上,其中位于A2连锁群上的QTLKN-qFT-A2-1,它在所有春油菜生长环境中均被检测到,能够解释表型变异的22.89%。冬性环境特异性QTL主要集中在A6和C6连锁群上,其中位于C6连锁群上的QTL KN-qFT-C6-3,在冬性环境中均被检测到,解释表型变异的18.43%。研究结果表明,在所有环境中群体植株的开花期均表现超亲分离,证实KN DH群体的开花期为数量性状,基因表达受环境影响较大。通过比较不同环境QTL定位结果,确定了春油菜环境特异QTL,为寻找甘蓝型油菜中与春化途径相关的控制开花的关键基因提供依据。同时,多重环境试验能够显著提高QTL检测效率,可以尽可能多的检测出开花性状的QTL位点。多重环境可以更加准确的定位QTL性状,能区分稳定表达QTL和环境特异性QTL、主效QTL和微效QTL,并为甘蓝型油菜进一步的分子标记辅助选择育种提供理论支持。更多还原