甘蓝型油菜不同发育时期株高的动态QTL定位与比较分析

【作者】 王晓东； 张洁夫； 栗茂腾；

【机构】 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】 甘蓝型油菜是世界上继大豆之后的第二大油料作物。株高不仅是决定株型的重要因素之一,还是影响油菜产量的重要性状,与抗倒性显著相关。据报道,油菜因倒伏造成的减产可高达10%–30%,含油量亦比正常油菜低10%–30%。株高是一个发育性状,自播种至株高达到固定值的过程中,与株高有关的微效多基因持续进行着动态表达。然而,前人对油菜株高性状的研究大都是根据植株最终表型的"静态定位"结果,对控制株高基因的时空表达模式研究较少。本研究中,利用一个包含348个株系的KN DH群体,进行了六个环境的田间实验,从抽薹期开始,每5天测量一次株高。将测得的株高表型数据,结合已经构建的包含403个标记的KN遗传图谱,对甘蓝型油菜的株高进行了条件和非条件QTL定位。利用收获期的株高表型数据,定位了20个QTL,解释表型变异的3.74–11.01%;利用条件和非条件QTL的定位方法,分别定位了50和50个条件QTL与非条件QTL,解释表型变异的2.18–27.32%和2.71–23.99%。其中,有五个非条件QTL (ucPH.A2-2,ucPH.A3-2,ucPH.C5-1,ucPH.C6-2和ucPH.C6-3)在个别环境中的所有时期中都能检测到,而只有一个条件QTL (cPH.A2-3)能在一个环境中的所有时期中稳定的表达,符合基因选择性表达的发育遗传学理论。将上述有置信区间重叠的QTL进行整合,最终获得了70个控制株高的QTL,分别有19、13和38个QTL仅能利用非条件QTL定位方法、条件QTL定位方法及两种方法同时检测到。为了将本研究结果与已经发表的株高QTL进行比较,利用不同遗传图谱间共有的分子标记,以KN图谱为基础,构建了一张包含1357个标记的整合图谱。将另外五个不同群体定位到的QTL映射到整合图谱上进行比较,发现本研究定位的70个QTL中,有25个QTL能与其他群体的株高QTL共定位。本研究结果加深了对甘蓝型油菜株高发育调控的理解,为克隆油菜株高基因及分子标记辅助选择育种提供了理论依据。更多还原