【摘 要】
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适宜的开花期是南方油-稻-稻三熟制地区早熟油菜育种的重要目标性状,对油菜开花时间相关性状进行基于连锁不平衡(linkage disequilibrium,LD)的关联分析,用于挖掘影响油菜开花的显著性位点和优异等位基因,这对揭示油菜开花的遗传机制和加快早熟油菜品种选育具有重要意义。本研究在江西农业大学试验站和江西省红壤研究所试验田两个环境下考察了300份甘蓝型油菜自交系的初花期、终花期、成熟期和开
【基金项目】
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国家自然科学基金(No.31360342)
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适宜的开花期是南方油-稻-稻三熟制地区早熟油菜育种的重要目标性状,对油菜开花时间相关性状进行基于连锁不平衡(linkage disequilibrium,LD)的关联分析,用于挖掘影响油菜开花的显著性位点和优异等位基因,这对揭示油菜开花的遗传机制和加快早熟油菜品种选育具有重要意义。本研究在江西农业大学试验站和江西省红壤研究所试验田两个环境下考察了300份甘蓝型油菜自交系的初花期、终花期、成熟期和开花天数等开花时间相关性状,并采用基于简化基因组测序开发的SNP(single nucleotide polymorphism)标记对其进行全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS),旨在挖掘显著影响甘蓝型油菜开花时间的相关基因位点及候选基因。研究结果如下:采用SLAF-seq(specific locus amplified fragment sequencing)技术测序并分析,共得到660.25M reads,样品平均测序深度为6.27x,测序平均Q30为85.96%,平均GC含量为40.22%。通过分析获得529,080个SLAF标签,其中多态性的SLAF标签共有238,711个,SLAF多态性为45.12%。根据SLAF检测SNP,共得到1,197,282个群体SNP,根据MAF>0.05和完整度>0.80进行筛选,共得到均匀分布于甘蓝型油菜19条染色体上的201,817个高度一致性的群体SNP。依据开发的SNP标记对300份甘蓝型油菜进行遗传多样性、连锁不平衡性和群体结构分析。结果表明,群体结构分析可将所有材料分成9个亚群,所有材料的聚类分析和主成分分析结果基本与材料的生态类型一致,但春性材料夹杂在半冬性材料中。LD分析结果显示,在r~2=0.1时,甘蓝型油菜AC基因组的衰退距离为298.95kb,A亚基因组的衰退距离为42.99kb,而C亚基因组的衰退距离为1455.28kb。A亚基因组的衰退距离远小于C亚基因组。全基因组关联分析研究结果表明,利用一般线性模型(general liner model,GLM)在两个环境下共检测到22个显著影响甘蓝型油菜初花期性状SNP位点(P<4.96E-07),6个终花期性状SNP位点,136个开花天数性状SNP位点和3个成熟期性状SNP位点。除A04和A10染色体外,其余染色体上具有显著影响开花期性状的SNP位点分布。利用混合线性模型(mixed linear model,MLM)在两个环境下检测到3个与甘蓝型油菜初花期显著相关的SNP位点(P<4.96E-07),29个与开花天数性状显著相关的SNP位点,主要分布于A03、A09、C03和C08染色体上。对每个显著SNP两侧100kb区域内基因进行搜寻并进行功能注释,通过GLM分析找到了18个与开花期相关的候选基因,分布于A02、A03、A05、A06、A08、C01、C02、C03、C08、C09等10条染色体上。通过MLM分析找到了7个与开花期性状相关的基因,分布于A03、A08、C02、C03、C08等5条染色体上。其位点和基因均与GLM分析结果一致。本研究为揭示油菜开花基因调控网络和早熟油菜的分子标记辅助选择育种提供了理论依据。
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