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甘蓝型油菜倒伏相关性状QTL定位和木质素合成关键基因表达研究

作　者: 李扬
导　师: 戚存扣
学　校: 南京农业大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: 甘蓝型油菜抗倒伏结角层 QTL 基因表达
分类号: S634.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

倒伏是作物生产中普遍存在的问题。油菜倒伏已经成为制约油菜高产、优质以及机械化收获的重要因素之一。抗倒伏育种已成为油菜品种改良的重要研究目标之一本研究以甘蓝型油菜(Brassica napus L.)抗倒伏品系“浙平1号”和易倒伏品系“高芥1号”为亲本,配置浙平1号(Z)×高芥1号(G)组合,进一步构建了由243个家系组成的重组自交系(RIL)群体-ZG群体。采用SSR和SRAP标记构建了遗传连锁图谱。应用两年两点数据对ZG群体的F2：6和F2：7家系抗压力性状进行了QTL分析；应用一年两点数据对ZG群体的F2：6家系结角层性状进行了QTL分析；采用实时荧光定量PCR方法对亲本“浙平1号”和“高芥1号”薹期和角果期的根颈部、茎部木质素合成关键基因F5H、4CL和COMT进行了定量表达分析。主要结果如下：1.构建了遗传连锁图谱利用30个SSR标记和241个SRAP标记构建了一张包含21个连锁群的甘蓝型油菜遗传连锁图,图谱总长2071.1cM,标记间平均图距8.6cM。2.初步定位了油菜家系抗压力性状的QTL利用完备区间作图法,在四个试验中共检测到16个油菜家系抗压力QTL.南京-2012共检测到3个QTL,分别为qRP2-1、qRP2-2和qRP16-1,位于LG2和LG16两个连锁群上,可解释表型变异的4.68%～52.64%；溧水-2012共检测到4个QTL,为qRP1、qRP4、qRP8-1和qRP16-1,分别位于LG1、LG4、LG8和LG16四个连锁群上,可解释表型变异的4.41%～15.36%；南京-2013共检测到4个QTL,为qRP8-2、qRP8-3、qRP16-1和qRPl6-2,分别位于LG8和LG16两个连锁群上,可解释表型变异的6.29%～15.59%；溧水-2013共检测到5个QTL,为qRP1、qRP3、qRP4、qRP8-1和qRP8-4,分别位于LG1、LG3.LG4和LG8四个连锁群上,可解释表型变异的5.28%-17.59%。在检测到的QTL中,qRP1、qRP4和qRP8-1同时在2个不同的试验中(溧水-2012和溧水-2013)重复检测到,qRP16-1可以在3个不同的试验中(南京-2012、溧水-2012和南京-2013)重复检测到。qRP2-1、qRP2-2、qRP8-2、qRP8-3、qRP16-2、qRP3和qRP8-4这7个QTL只能在特定的试验中检测到。同一地点不同年份间家系抗压力性状QTL易被重复检测到。3.分析了油菜结角层性状的QTL利用完备区间作图法对结角层性状进行QTL分析。南京-2012试验中共检测到2个结角层厚度QTL,它们是qTPL15和qTPL17,分别位于第15和第17连锁群上,分别可解释表型变异的9.37%和5.53%。在溧水-2012只检测到1个结角层厚度QTL,即qTPL15,位于第15连锁群上,可解释表型变异的8.20%。qTPL15在两个试验中同时被检测到。两个试验中均未检测到单株角果数QTL。南京-2012共检测到2个每角粒数QTL,分别是qSPS8和qSPS14,位于第8和第14连锁群上。分别可解释表型变异的5.65%和7.76%。在溧水-2012只检测到这1个每角粒数QTL (qSPSl),位于第1连锁群上,可解释表型变异的6.25%。溧水-2012共检测到2个千粒重QTL,分别为qTSWl和qTSW8,位于第1和第8连锁群上。分别可解释表型变异的7.65%和6.22%。4.明确了F5H、4CL和COMT在油菜抗倒和易倒材料中的表达趋势结果表明,F5H、4CL和COMT基因在油菜薹期和角果期的根颈部相对表达量易倒材料显著高于抗倒伏材料。油菜薹期,F5H、4CL和COMT基因在高芥1号根颈部的相对表达量分别是浙平1号的11.48、35.46和21.18倍；油菜角果期,它们在高芥1号根颈部的相对表达量分别是浙平1号的1.46、5.81和5.67倍。而在油菜角果期F5H、4CL和COMT基因茎部的相对表达量抗倒伏材料显著(P<0.05)高于易倒材料。油菜角果期,F5H、4CL和COMT基因在浙平1号茎部的相对表达量是高芥1号的1.37、1.35和1.76倍。

全文目录

目录  4-7
摘要  7-9
ABSTRACT  9-12
縮略词表  12-13
第一章文献综述  13-29
  1 作物倒伏概念及抗倒伏评价方法  13-17
    1.1 倒伏概念  13
    1.2 倒伏原因  13
    1.3 倒伏类型  13-14
    1.4 倒伏评价方法与指标  14-17
  2 作物抗倒伏的研究进展  17-22
    2.1 倒伏对作物的危害  17
    2.2 作物抗倒伏的遗传研究  17-19
    2.3 作物倒伏的影响因素  19-22
  3 油菜抗倒伏研究  22-28
    3.1 油菜抗倒伏性状的遗传分析  22-23
    3.2 油菜抗倒伏相关性状的QTL定位  23
    3.3 木质素含量及其相关基因调控  23-27
    3.4 倒伏对油菜结角层性状的影响  27-28
  4 研究目的与意义  28-29
第二章甘蓝型油菜抗倒伏性状QTL定位  29-49
  1 材料与方法  29-34
    1.1 供试材料  29
    1.2 试验方法  29-34
  2 结果与分析  34-45
    2.1 引物筛选及分子标记多态性分析  34-35
    2.2 遗传连锁图谱的构建  35-38
    2.3 亲本和ZG群体的家系抗压力表型变异  38-39
    2.4 田间倒伏情况统计  39-42
    2.5 家系抗压力QTL分析  42-45
  3 讨论  45-49
    3.1 亲本差异  45
    3.2 作图群体的选择  45
    3.3 倒伏性状测定指标的选择  45-46
    3.4 QTL检测结果  46-47
    3.5 作图软件及QTL检测方法  47
    3.6 QTL效应  47-49
第三章甘蓝型油菜结角层性状QTL定位  49-61
  1 材料与方法  49
    1.1 供试材料  49
    1.2 试验方法  49
  2 结果与分析  49-58
    2.1 亲本和ZG群体F_(2:6)家系结角层性状的表型变异  50-54
    2.2 结角层性状QTL分析  54-58
  3 讨论  58-61
    3.1 结角层性状与倒伏的关系  59
    3.2 QTL分析  59-61
第四章甘蓝型油菜木质素合成关键基因F5H、4CL和COMT的定量表达  61-71
  1 材料与方法  61-63
    1.1 试验材料  61
    1.2 RNA的提取与纯化  61-62
    1.3 引物设计  62-63
    1.4 荧光定量PCR  63
  2 结果与分析  63-68
    2.1 油菜总RNA检测  63-64
    2.2 标准曲线分析  64-66
    2.3 F5H基因在不同材料中的差异表达  66-67
    2.4 4CL基因在不同材料中的差异表达  67-68
    2.5 COMT基因在不同材料中的差异表达  68
  3 讨论  68-71
第五章全文结论及创新之处  71-73
  1 全文结论  71-72
  2 创新之处  72-73
参考文献  73-79
致谢  79-81
攻读硕士学位期间已发表和待发表的论文  81

甘蓝型油菜倒伏相关性状QTL定位和木质素合成关键基因表达研究

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