红菜薹紫色基因的遗传与QTL分析
红菜薹起源于中国，是我国长江流域特产蔬菜，在湖南、湖北以及安徽等地均有栽培，红菜薹脆嫩爽口，营养丰富，薹茎亮紫色，花青素含量高，具有很好的保健作用和商品价值。为了挖掘红菜薹中控制紫色性状相关的基因以及花青素合成代谢途径，本实验以红菜薹多代自交系“兰1205”为母本，白菜薹多代自交系“兰1206”为父本，构建了F1、F2、BC1遗传世代，观察各世代的颜色，统计分离世代的颜色分离比，进行遗传分析，并运用分子标记技术进行紫色性状的初定位，主要结果如下: 1.田间性状统计结果显示:两亲本的正反交F1代植株均带有红色，但红色部分比红菜薹P1要弱很多;BC1(P1)代偏红色;F2代出现分离，但并不是简单的分离成红色和白色两个性状，而是呈现颜色的连续变化，整体符合正态分布，但F2代分离群体的分离比不符合孟德尔遗传定律。综上所述，紫色性状对白色性状为不完全显性，并可能受两对或多对基因的控制，紫色性状为数量性状。 2.红菜薹薹色相关分子标记的筛选与图谱构建。用两亲本筛选1098对SSR引物，初步获得扩增条带清晰的222对SSR标记，有效的引物比例是20.2％。经过两次的复筛，得到亲本间多态性显著且稳定性良好的86对SSR标记。用这86对SSR引物对189个单株的F2群体进行PCR扩增，最终筛选出37对SSR引物用于遗传图谱的构建，最终获得一个包含28个标记，由2个连锁群构成的分子遗传图谱，图谱总长度为351.1cM，标记间的平均图距为12.54 cM。 3.红菜薹薹色性状的QTL初步定位。采取CIM作图法，对189个单株的F2群体的紫色性状进行QTL定位分析，得到两个QTL位点，分别位于c1和c2连锁群上。其中c1上的位点位于ACMP0242和ACMP0458之间，LOD值为43.1，加性效应值为-2.2，显性效应值为-1.7，解释的表型变异率为72.0％;c2上的位点位于ACMP0561和CMP0284之间，LOD值约为61.1，加性效应值为-0.9，显性效应值为2.6，解释的表型变异率为57.0％。这个两个QTL位点的贡献率很高，推测可能是控制紫色基因的主效位点并可能位于白菜基因组的5号或9号染色体上。 4.红菜薹薹色性状相关连锁群的分子标记加密。在5号和9号染色体上开发了110对InDel引物，其中位于A05上的有45对，位于A09上的有65对。用两亲本筛选这些引物，初步获得扩增条带清晰的32对InDel标记，有效引物比例是29.0％。经过两次的复筛，得到亲本间差异性显著且稳定性良好的23对InDel标记。用这23对InDel引物对189个单株的F2群体进行PCR扩增，最终筛选出14对用于构建遗传图谱，其中有5对位于A05上，有9对位于A09上。将14对InDel标记添加到SSR标记构成的遗传图谱，最终构成一条含41个标记的连锁群，该图谱总长度为490.2cM，标记间的平均图距为11.95 cM。 5.遗传图谱的整合。将InDel标记添加到SSR构成的遗传图谱后，所形成QTL位点较之前发生了变化，产生了两个QTL位点。在ACMP0561和BrID753之间有一个QTL位点，LOD值为12.9，加性效应值为1.0，显性效应值为2.6;在ACMP0187和BrID1121之间有一个QTL位点，LOD值为4.4，加性效应值为0.7，显性效应值为-0.4。这些位点贡献率最高为37％。通过和3.5章节的结果比较发现，位于ACMP0561和BrID753之间的QTL位点与位于ACMP0561和ACMP0284之间的QTL位点是吻合的，推测这个位点是与紫色性状相关的有效位点。这个位点是位于白菜基因组的9号染色体上。 6.花青素合成相关基因的表达分析。以白菜薹为对照，与花青素合成相关基因在紫菜薹中的表达量:位于A9上的bra027457基因表达量为0.84倍，位于A5上的bra005221基因表达量为2.75倍，其他基因扩增表达量均低于0.05。因此bra027457和bra005221这两个与花青素合成相关的基因可能是控制红菜薹紫色性状的微效基因。 7.通过第二代测序技术，开发与红菜薹薹色相关的SNP位点。用F2分离群体的两极端基因池进行DNA-seq测序，结果显示Chr7的SNP位点平均delta值最高，约为0.53，说明控制紫色性状的主效位点在7号染色体上。同时在Chr2、Chr4、Chr5、Chr9上也有较高的SNP平均delta值，也可能存在控制紫色性状的位点。根据DNA-seq测序结果，在7号染色体7.5M位置处开发了一些标记，其中A0716.9M-4标记初步判断与紫色基因是连锁的。
红菜薹;紫色性状;分子标记;遗传图谱
华中农业大学
硕士
蔬菜学
万正杰
2015
中文
S634.5
88
2015-10-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）