甘蓝型油菜stb1突变体曲茎性状的QTL定位与转录组分析

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利用功能分子标记分析甘蓝型油菜产量相关性状QTLs及其杂种优势遗传基础的开题报告

利用功能分子标记分析甘蓝型油菜产量相关性状QTLs及其杂种优势遗传基础的开题报告

利用功能分子标记分析甘蓝型油菜产量相关性状QTLs及其杂种优势遗传基础的开题报告本文旨在利用功能分子标记分析甘蓝型油菜产量相关性状QTLs及其杂种优势遗传基础,具体内容如下:一、研究背景甘蓝型油菜是我国最主要的油料作物之一,在农业生产中具有重要的地位。

提高甘蓝型油菜的产量是优化农业生产结构的重要途径之一。

然而,受遗传因素的影响,甘蓝型油菜产量存在巨大的差异,且其杂种优势表现并不稳定。

因此,研究甘蓝型油菜产量相关性状的遗传基础,探究其杂种优势的形成机制,对于提高甘蓝型油菜的产量具有重要的意义。

二、研究目的本研究旨在利用功能分子标记分析甘蓝型油菜产量相关性状QTLs及其杂种优势遗传基础,为优化甘蓝型油菜品种选育提供理论基础。

三、研究内容1. 功能分子标记筛选通过甘蓝型油菜基因组中关键基因的筛选,选取与产量相关性状相关的功能分子标记。

2. 产量相关性状QTLs的定位与分析利用功能分子标记进行QTLs分析,帮助我们定位产量相关性状的QTLs,并对其进行分析解读。

3. 杂种优势遗传基础的研究分析杂种优势表型的遗传基础,探究其形成机制,为优化育种方案提供理论依据。

四、研究意义和创新性1. 本研究可为优化甘蓝型油菜品种选育提供理论基础。

2. 通过功能分子标记分析产量相关性状的QTLs及其杂种优势遗传基础,揭示甘蓝型油菜产量形成的基本规律,为后续研究提供参考。

3. 本研究同时运用功能分子标记和杂种优势遗传理论,增强了对甘蓝型油菜遗传问题的全面理解,具有一定的创新性。

五、研究方法1. 样本采集选取具有代表性的甘蓝型油菜品种,进行样本采集。

2. DNA提取选择标准的DNA提取方法,从样本中提取DNA。

3. 功能分子标记筛选通过关键基因的筛选,选取与产量相关性状相关的功能分子标记。

4. QTLs定位与分析利用功能分子标记进行QTLs分析,帮助我们定位产量相关性状的QTLs,并对其进行分析解读。

5. 杂种优势遗传基础研究采用杂种优势遗传理论,分析杂种优势表型的遗传基础,并探究其形成机制。

甘蓝型油菜角果数突变体基因的定位及候选基因分析

甘蓝型油菜角果数突变体基因的定位及候选基因分析

作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2022, 48(1): 27 39/ ISSN 0496-3490; CN 11-1809/S; CODEN TSHPA9E-mail:***************本研究由江西省自然科学基金项目(20202BABL205016), 湖北省自然科学基金重点(杰青)项目(2018CFA075), 优质高产多抗油菜新品种选育项目(2018ABA087)和国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-13)资助。

This study was supported by the Natural Science Foundation of Jiangxi Province (20202BABL205016), the Hubei Provincial Natural Science Foundation (Outstanding Youth) (2018CFA075), the Breeding of New Rapeseed Varieties with High Quality, High Yield and Multiple Resistance (2018ABA087), and the China Agriculture Research System (CARS-13).*通信作者(Corresponding author): 师家勤,E-mail:*******************同等贡献(Contributed equally to this work)第一作者联系方式:E-mail:*****************Received (收稿日期): 2020-12-27; Accepted (接受日期): 2021-04-14; Published online (网络出版日期): 2021-06-15. URL: https:///kcms/detail/11.1809.S.20210615.1402.008.htmlDOI: 10.3724/SP.J.1006.2022.04281甘蓝型油菜角果数突变体基因的定位及候选基因分析赵改会1,** 李书宇2,** 詹杰鹏1 李晏斌3 师家勤1,* 王新发1 王汉中11中国农业科学院油料作物研究所, 湖北武汉 430062; 2 江西省农业科学院作物研究所, 江西南昌 330200; 3武汉市农业技术推广中心, 湖北武汉 430400 摘 要: 角果数是油菜单株产量重要的构成因子之一, 其优异等位基因的发掘和利用对产量的提高至关重要。

甘蓝型油菜株高QTL定位及主效QTL区间候选基因预测

甘蓝型油菜株高QTL定位及主效QTL区间候选基因预测

河南农业科学,2017,46(8) :27-31Journal of Henan Agricultural Sciences d〇i:10. 15933/ki. 1004-3268.2017.08.005甘蓝型油菜株高Q T L定位及主效Q TL区间候选基因预测姜成红,耿鑫鑫,魏文辉4,姜慧芳4(中国农业科学院油料作物研究所/农业部油料作物生物学与遗传育种重点实验室,湖北武汉430062)摘要:为了研究油菜株高的遗传基础,以2个甘蓝型油菜株系D H-7-9(矮杆)x D H-G-42(高杆)杂交后代连续自交的重组自交系群体(190个家系)为材料,在西宁和武汉2种环境下进行株高 性状鉴定,结果显示,该重组自交系群体的株高表现连续变异并且符合正态分布。

利用前期构建的 遗传连锁图,结合2种环境下株高性状鉴定数据,采用WinQ T L cart2.5软件复合区间作图法(CIM) 进行Q TL定位和效应估计,结果表明,在2种环境下共检测到11个与株高性状相关的QTL,单个 Q T L可解释的表型变异为1. 17% ~10.45%。

在A10连锁群上,主效QTL(9P f f-Z-儿?0或1T-儿?0)在两环境下可重复检测到,可解释10.24%~10.45%的表型变异。

将156个拟南芥株高 基因与该主效Q TL置信区间对应的油菜基因组上的723个基因进行同源比较分析,在主效Q T L区域内预测到2个株高候选基因贫07740D和贫72020'其对应的拟南芥同源基因分别 为和ST1儿?,均与拟南芥株高相关。

关键词:甘蓝型油菜;株高;Q TL定位;候选基因中图分类号:S565.4 文献标志码:A 文章编号:1004 -3268(2017)08-0027 -05QTL Mapping of Plant Height and Prediction of CandidateGenes in Major QTL Interval of Brassica napusJIANG Chenghong, GENG Xinxin,W EI W enhui**, JIANG Huifang*(Oil Crops Research Institute,Chinese A c a d e m y of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Biology andGenetic Improvement of Oil Crops , Ministry of Agriculture , Wuhan 430062 , China)A bstract :For studying the genetic basis controlling the plant height of rapeseed(Brassica napus) ,arecombinant inbred line population(190 lines)derived from a cross between a dwarf B. napus line DH-7-9 and a tall B. napus line DH-G-42 constructed by selfing for successive generations was used as material.This population was grown in Xining and Wuhan.The plant heights of individual lines were measured.The QTLs of plant height were detected using the genetic map constructed before by the complex interval graph method(CIM)of WinQTLcart2. 5 software under two environments.The results showed that a total of11 putative QTLs for plant height were detected under two environments,each of them explained1.17% —10.45% of phenotypic variation.In linkage group A10,one major QTh(qPH-X-A10or qPH-W-A10)was identified under two environments repeatedly,explaining 10.24% —10.45% of the phenotypic variation.We collected156 genes associated with the plant height of Arabidopsis thaliana and then searched the genomic region corresponding to the major QTL confidence interval to screen the possible candidate genes in B. napus.Two candidate^enes ,BnaA10g07740D and BnaA10gl2020D associated with plant height were founded.They had three orthologous genes ATGA20ox2 , GA5/ATGA20oxl and STA1,all收稿日期=2017 -02 - 19基金项目:国家自然科学基金项目(31371664);武汉市科技攻关计划项目(2013020501010174);中央级公益性科研院所基本 科研业务费专项资金项目(1610172〇12〇01)作者简介:姜成红(1990 -),男,湖北红安人,在读硕士研究生,研究方向:作物遗传学。

甘蓝型油菜主要脂肪酸组成的QTL定位

甘蓝型油菜主要脂肪酸组成的QTL定位
1 . %。获得 与油酸含 量相关 的 Q L 2个 ,位 于 N 22 2 T 8和 N1 锁群 ,均为主效 Q L 3连 T ,其 中 q L O 8位于 N8连锁群 的
mle 7  ̄ 2 6 a 6 3 b A0 2 B 2 7区间,可解 释油酸 含量表 型变异 的 1 . %,q L 3位 于 N1 连 锁群 的 ml e 6 m2 e 5 1 13 7 O 1 3 8 4 ~ 0 2 a区间 ,
可解释 表型变异 的 2 .4 71 %。获 得与亚 油酸含量 相关 的 QT ,其 中主效 QT L8』位 于 N8连锁 群,可 解释亚 油 L3个 Lq l. 酸 含量表 型变异 的 1 .5 32 %。获得与 亚麻酸 含量相关 的 Q L3 ,效应 值均较 小,属 微效 Q L。获得 与廿碳烯 酸含 量 T 个 T 相关 的 QT L4个 ,分别 位于 N8 N1 、 3和 N1 锁群 ,其 中主效 QT E 8J q l. 5连 Lq l. 、 E 82和 q l3分别 可解 释廿碳 烯酸 含 El
选择。
关键词 :油菜 ;脂肪 酸组成 ; T QL
QT d ni c t n fr F t i n e ti p se ( r sia L I e t ai o at Acd Co tn n Ra ee d B a s i f o y cn pFra bibliotek ) a sL.
( 苏省农业 科学院 经济 作物研 究所 , 江 江苏 南京 2 O 1 ) 10 4
摘 要:应 用 R D、S R 和 S AP技术 ,对甘 蓝型 油菜低芥 酸 品系 AP 0 与 高芥酸 品系 M0 3杂交组 合 的 B F AP S R L 1 8 C1 I 群体 进行检测 ,获得 2 1 5 个分 子标记 ,构建 了 1 个 连锁群 组成 的分子 标记遗传 图谱 ;应用 WiQT Cat . 9 n L r20对油菜 主 要脂 肪酸组成 进行 Q L扫描 ,获得 与棕榈 酸含量相 关 的 Q L 5个 ,分别 位于 N3 T T 、N8 、NI O和 N1 3连锁群 ,其 中效

甘蓝型油菜多主茎突变体dt茎尖分生组织转录组和蛋白质组学研究

甘蓝型油菜多主茎突变体dt茎尖分生组织转录组和蛋白质组学研究

甘蓝型油菜多主茎突变体dt茎尖分生组织转录组和蛋白质组学研究油菜(Brassica napus L.)是世界重要的油料作物,除了具有较高的营养价值和食用价值,油菜还被用来作为生产生物柴油的原料。

我国是世界上主要油菜生产国,同时也是菜籽油消费大国。

然而,我国的油菜种植方式以传统方式种植为主。

随着劳动力成本的提高,这种耗时耗力的种植方式严重制约我国农民油菜种植的积极性。

油菜育种家一直对油菜株型进行改良,使之适合机械全程化,有利于减少劳动力成本。

此外,油菜株型的改良也有利于提高油菜产量。

植物株型由地上器官组成,这些器官都是茎尖分生组织(shoot apical meristem,SAM)发育而来。

因此,研究SAM发育的分子调控机制对农作物株型改良和农作物的机械化种植具有非常重要的意义。

在过去的几十年间,SAM分子调控机制的研究在拟南芥和水稻取得了丰硕的成果,然而在甘蓝型油菜中的研究尚浅。

本实验室获得了一个甘蓝型油菜突变体dt,表型分析表明该突变体能形成多个主茎。

该突变体的这种特性是研究SAM分子调控机制的一个良好突变体。

因此,我们以dt突变体和野生型NY12为研究材料,采用转录组和蛋白组相结合的方法,从转录和蛋白水平解析dt突变体SAM发育的分子调控机制。

本研究的主要结果如下:(1)对dt突变体和野生型的表型对比:在苗期,突变体植株表现出叶片增多、侧根增多等表型;抽薹后,dt表现出主茎增多、部分花器官分化异常、植株矮化等表型。

这些表型说明dt突变体的SAM发生异常;(2)对dt突变体和野生型的发芽后幼苗叶片数量进一步分析,表明突变体幼苗在15天时叶片数量就显著超过野生型,且随着幼苗不断发育,二者之间差异越来越大。

dt突变体的SAM能产生较多的叶片,说明其具有较强的活性;(3)通过对dt突变体和野生型的SAM组织切片分析,发现突变体SAM部分凸起,而且在茎尖部位形成多个分生组织,表明突变体SAM的发育异常;(4)利用RNA测序方法对dt突变体和野生型的SAM进行转录组学分析,共筛选到1019个差异显著基因,426个基因在突变体中上调表达,593个基因下调表达。

甘蓝型油菜不同发育时期株高QTL的动态分析

甘蓝型油菜不同发育时期株高QTL的动态分析

Abstract: The main objective of this study was to explore the genetic control mechanism of plant height in rapeseed and to reveal its dynamic gene expression in specific growing period. Taking advantage of the updated SG map, we determined phenotypic data of plant height from 282 SG-DH lines in three environments and eight development stages, and analyzed both static and dynamic quantitative trait locus (QTL) with unconditional and conditional mapping approach. The results showed that when alleles from Gaoyou existed in two major QTLs PHA3 and PHC6 synchronously, the plant height could decrease about 20 cm; when alleles of plant height came from Sollux in PHA9 and PHC1, and Gaoyou in PHA1, PHA3 and PHC6, the plants fell 40 cm in height. The mechanism of QTL for plant height was less affected by environment, but various QTLs showed difference in gene expression patterns: plant height was dominated by alleles from one of parents or from two parents by turns at different stages. In general, the QTL for plant height could be detected from the middle to late stages, while the gene expression appeared shortly and only during the most active growing period, in congruent with the rule of “trait appearance goes after genetic expression”. Keywords: Brasscia napus L.; Plant height; Developmental stage; Static QTL; Dynamic QTL

基于QTL_和转录组测序鉴定甘蓝型油菜耐旱候选基因

基于QTL_和转录组测序鉴定甘蓝型油菜耐旱候选基因

作物学报ACTA AGRONOMICA SINICA 2024, 50(4): 820 835 / ISSN 0496-3490; CN 11-1809/S; CODEN TSHPA9E-mail:***************DOI: 10.3724/SP.J.1006.2024.34144基于QTL和转录组测序鉴定甘蓝型油菜耐旱候选基因李阳阳1,2,3吴丹2,3许军红2,3陈倬永1,2,3徐昕媛1,2,3徐金盼1,2,3唐钟林1,2,3张娅茹1,2,3朱丽1,2,3严卓立1,2,3周清元1,2,3李加纳1,2,3刘列钊1,2,3唐章林1,2,3,*1 西部(重庆)科学城种质创制大科学中心, 重庆401329;2 西南大学农学与生物科技学院, 重庆400715;3 西南大学农业科学研究院,重庆400715摘要: 干旱胁迫严重限制了甘蓝型油菜种植面积的扩大和产量的提升。

耐旱性是由多基因控制的复杂数量性状,将QTL定位与转录组测序相结合, 是鉴定甘蓝型油菜耐旱候选基因的有效手段。

本研究对甘蓝型油菜干旱敏感品系三六矮和耐旱品系科里纳-2构建的F2:6和F2:8重组自交系群体幼苗进行正常灌溉和干旱胁迫处理, 测定地上部鲜重、地上部干重、叶片相对含水量、丙二醛和可溶性糖含量, 利用SSR和SNP多态性分子标记构建遗传连锁图谱, 鉴定耐旱相关QTL和候选区间, 结合耐旱材料No11和干旱敏感材料No28的转录组测序, 筛选耐旱相关候选基因。

研究结果表明: 干旱胁迫使甘蓝型油菜幼苗地上部鲜重、地上部干重和叶片相对含水量下降, 使叶片丙二醛和可溶性糖含量上升; 耐旱相关QTL和候选区间分布于A01、A02、A06、A08、A09、A10、C02、C03、C04、C06和C09染色体; 对耐旱材料和干旱敏感材料正常灌溉、干旱24 h、36 h和48 h进行转录组分析, 主要差异表达基因显著富集到光合作用、脂肪酸代谢、氨基酸代谢、植物激素信号转导、核糖体、昼夜节律及角质、木栓素和蜡质的生物合成等相关途径; 将QTL与转录组测序相结合, 鉴定到28个耐旱相关候选基因, 主要编码FLC、bHLH105、TGA4、TEM1、ERF003、ACO3、CHLI1、LHCB6和PORC等, 具有转录因子活性、乙烯产生和信号传导、叶绿素生物合成与结合、叶绿素氧化还原酶以及编码核糖体相关蛋白等功能。

甘蓝型油菜茎杆菌核病抗性和木质素含量、单体比例的相关性及QTL定位研究

甘蓝型油菜茎杆菌核病抗性和木质素含量、单体比例的相关性及QTL定位研究

甘蓝型油菜茎杆菌核病抗性和木质素含量、单体比例的相关性及QTL定位研究菌核病是我国油菜三大病害(菌核病、根肿病和病毒病)之一,严重影响我国油菜的产量和品质,每年在我国造成的损失高达5%~30%。

使用化学农药和改进栽培措施在一定程度上可以减缓菌核病的危害,但其效果有限,且化学农药还会污染环境。

因此,油菜菌核病的综合防治和抗病育种研究已经受到越来越多的科学家的关注。

目前,关于油菜菌核病抗病机制方面的研究有很多。

木质素作为次生细胞壁中的大分子结构物质,在植物抵抗真菌侵染时起到了非常重要的作用,故本文主要对甘蓝型油菜菌核病抗性和木质素含量以及单体G/S之间的相关性进行研究,并利用SNP高密度遗传图谱依次对菌斑大小、木质素含量以及单体G/S进行QTL定位,结果如下:1.对2013年重组自交系(Recombinant Inbred Line,RIL)群体、2014年RIL群体以及F2代群体茎杆菌核病抗性进行鉴定,结果发现2013年RIL群体相对感病度介于0.28~1.36之间,其平均值为0.83,变异系数为25.9%;2014年RIL群体相对感病度介于0.34~1.33之间,其平均值为0.85,变异系数为23.6%。

2014年F2代群体相对感病度介于0.25~1.90之间,其平均值为0.96,变异系数为32.9%。

三次试验的相对感病度均呈连续的正态分布,表明此性状为典型的数量性状,受多基因控制。

2.采集茎杆近红外光谱数据,通过WINISI软件筛选出75份茎杆材料作为定标样品。

用硫代酸解法结合气相色谱-质谱法(GC-MS)测定定标样品甘蓝型油菜茎杆木质素中G、S型单体含量,统计结果表明定标样品的变异范围较大,3次重复的差异较小,可以用于近红外建模。

利用所测的化学值与采集获得的近红外光谱数据构建甘蓝型油菜茎杆木质素中单体G/S分析模型,并用验证集检验模型,预测标准偏差(SEP)为0.054,系统偏差(Bias)为0.009,相关系数为0.935,模型准确性较高。

甘蓝型油菜主花序有效角果数QTL定位

甘蓝型油菜主花序有效角果数QTL定位
中国油料作物学报 C h i n e s eJ o u r n a l o f O i l C r o pS c i e n c e s
, 3 5 ( 1 ) : 0 0 1-0 0 7 2 0 1 3 d o i : 1 0 . 7 5 0 5 / j . i s s n . 1 0 0 7-9 0 8 4 . 2 0 1 3 . 0 1 . 0 0 1
Q T L s f o re f f e c t i v es i l i q u en u mb e ro f ma i ni n f l o r e s c e n c eo nr a p e s e e d( B r a s s i c an a p u s L . )
S U NM e i - y u , H U AWe i , L I UJ i n g , WA N GX i n - f a , L I UG u i - h u a , WA N GH a n - z h o n g
2 1 ] 在已构建好的 D H 遗传连锁图谱的基础上 [ , 2 2 ] 用 Wi n Q T LC a r t o g r a p h e r 2 . 5软件 [ , 采用复合区间 2 3 , 2 4 ] C I M) 的方法 [ 定位 D H 群体的主花序有 作图(
长度和主花序有效角果数一直以来都是影响单株产 量的重要因素
1 6 ] 忠[ 也采 用 一 年 的 田 间 检 测 数 据, 在双单倍体
抽样 10 0 0次的排布测验方法( p r e m u t a t i o nt e s t ) 确 . 0 5 。 定, 显著水平定为 0
2 结果与分析
2 . 1 亲 本 和 D H 群体的主花序有效角果数表型 变异 亲本 Z Y 0 3 6和 5 1 0 7 0在 武 汉 -2 0 1 0 、 阳逻 - 2 0 1 1 、 青海 - 2 0 1 1 、 阳逻 - 2 0 1 2和襄阳 - 2 0 1 2的主 花序有效角果数平均值 ±S E如表 1所示。对两亲 本在这五个试验中的主花序有效角果数进行方差分 析, 试验结果表明两亲本在这五个试验中具有显著 差异( P< 0 . 0 5 ) , 平均相差 2 0个角果左右。 D H群体的主花序有效角果数表型变异在武汉 - 2 0 1 0 、 阳逻 - 2 0 1 1 、 青海 - 2 0 1 1 、 阳逻 - 2 0 1 2和襄 2 0 1 2的频率分布如图 1所示。D H群体的主花 阳- 序有效 角 果 数 平 均 值 范 围 在 武 汉 -2 0 1 0 、 阳逻 - 2 0 1 1 、 青海 - 2 0 1 1 、 阳逻 - 2 0 1 2和襄阳 - 2 0 1 2分别 在3 6 . 8 5~8 2 . 7 0 、 3 7 . 9 7~8 8 . 1 5 、 4 0 . 5 4~7 7 . 7 1 、 3 6 . 5 7~ 8 1 . 1 2和 3 7 . 2 5~ 7 7 . 3 1之间。利用 P R O C N O R M A L程 序 ( S A S 8 . 1 ,S A SI N S T I T U T EI N C , U S A ) 验证 D H 群体在武汉 - 2 0 1 0 、 阳逻 - 2 0 1 1 、 青 海- 2 0 1 1 、 阳逻 - 2 0 1 2和襄阳 - 2 0 1 2五个试验, 它 们遵循正态分布模式, 符合典型的数量性状遗传特 征, 表明该群体可用于 Q T L作图。上述实验结果表 H群体在阳逻 - 2 0 1 1主花序有效角果数最大 明D 值要比其在青海 - 2 0 1 1和襄阳 - 2 0 1 2多 1 0个左右 的角果。

不同环境中甘蓝型油菜种皮木质素含量的QTL定位

不同环境中甘蓝型油菜种皮木质素含量的QTL定位

作物学报ACTA AGRONOMICA SINICA 2011, 37(8): 1398−1405/zwxb/ ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9E-mail: xbzw@DOI: 10.3724/SP.J.1006.2011.01398不同环境中甘蓝型油菜种皮木质素含量的QTL定位曲存民1付福友2卢坤1谢景梅1刘晓兰1黄杰恒1李波1王瑞1谌利1唐章林1李加纳1,*1 西南大学重庆市油菜工程技术研究中心, 重庆 400716;2 Plant Gene Resources of Canada, Agriculture and Agri-Food Canada, Saskatoon SK, S7N 0X2 Canada摘要: 以甘蓝型黄籽油菜GH06和甘蓝型黑籽油菜中油821为亲本杂交, 后代通过“一粒传法”连续自交7代构建重组自交系, 2007年分别在重庆市北碚区和万州区2个试验基地种植重组自交系群体, 利用本实验室已构建的遗传连锁图谱和复合区间作图法(CIM), 对种皮木质素含量进行测定及QTL定位分析。

结果表明, 在2个环境中共检测到12个种皮木质素含量相关的QTL, 分别位于4个不同的连锁群, 单个QTL可解释性状表型变异的4.50%~8.79%; 在第3连锁群上检测到1个QTL与同一标记EM19ME23/130连锁, 其余10个QTL位置不同; 在北碚检测到的QTL主要分布于第20连锁群, 在万州检测到的QTL主要位于第3连锁群; 部分种皮木质素的QTL与种胚类黄酮和种皮色泽的QTL位于相近区间, 在北碚和万州种皮木质素含量与种胚类黄酮存在极显著和显著正相关关系。

甘蓝型油菜种皮木质素含量表现为多基因控制的数量性状, 基因表达受环境影响较大; 油菜种皮木质素合成和类黄酮的积累可能受相同关键基因调控或者具有部分相同的合成代谢途径。

关键词: 甘蓝型油菜; 种皮; 木质素含量; QTL; 重组自交系Identification of QTLs for Lignin Content of Seed Coat in Brassica napus L. in Different EnvironmentsQU Cun-Min1, FU Fu-You2, LU Kun1, XIE Jing-Mei1, LIU Xiao-Lan1, HUANG Jie-Heng1, LI Bo1, WANG Rui1, CHEN Li1, TANG Zhang-Lin1, and LI Jia-Na1,*1 Chongqing Rapeseed Technology Research Center of Southwest University, Chongqing 400716, China;2 Plant Gene Resources of Canada, Agricul-ture and Agri-Food Canada, Saskatoon SK, S7N 0X2 CanadaAbstract: The objective of this study was to identify QTLs for lignin content of seed coat in Brassica napus using the composite interval mapping (CIM) method. The recombinant inbred lines (RIL) population derived from a cross between black-seeded male parent cultivar Zhongyou 821 and yellow-seeded female parent line GH06 was established by selfing for seven successive genera-tions with single seed propagating from F2. The population was grown at Beibei and Wanzhou in Chongqing in 2007. The QTLsof seed coat lignin content in two environments were detected using the genetic map constructed in 2007. A total of 12 QTLs for seed coat lignin content were located on the four linkage groups, each of them explained 4.50–8.79% of phenotypic variation. One QTL located on linkage group (LG) 3 was linked with the same marker EM19ME23/130 in two environments, other QTLs had different locations between two environments. The QTLs found in Beibei were mainly distributed on LG 20, and the QTLs de-tected in Wanzhou mainly distributed on LG 3. The QTLs for flavoid contents in embryo and seed color were located in the nearly region with some QTLs for seed coat lignin content. The correlation analysis showed the lignin content of seed coat had signifi-cantly and positively correlated with flavoid content of embryo in different environments. In conclution, (1) the seed coat lignin content is controlled by many minor-effect genes, with a genetic pattern of quantitative trait, and the expression of the QTL is affected by environmental factors greatly; (2) the syntheses of lignin in seed coat and flavoid of embryo are probably controlledby the same genes or have the same pathway partially.本研究由农业部现代农业产业技术体系项目(nycytx-00504), 国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2009AA101105, 2011AA10A104)和西南大学研究生创新基金(ky2009007)资助。

甘蓝型油菜早熟性状QTL定位及候选基因筛选

甘蓝型油菜早熟性状QTL定位及候选基因筛选

作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2021, 47(4): 626 637 / ISSN 0496-3490; CN 11-1809/S; CODEN TSHPA9 E-mail: zwxb301@本研究由国家自然科学基金项目(31660403), 国家重点研发计划项目(2017YFD0101703)和国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-12)资助。

This study was supported by the National Natural Science Foundation of China (31660403), the National Key Research and Development Program of China (2017YFD0101703), and the China Agriculture Research System (CARS-12).*通信作者(Corresponding author): 陈伦林, E-mail: lunlinchen@第一作者联系方式: E-mail: lishuyu0104@Received (收稿日期): 2020-07-02; Accepted (接受日期): 2020-10-14; Published online (网络出版日期): 2020-11-11. URL: https:///kcms/detail/11.1809.S.20201111.1038.002.htmlDOI: 10.3724/SP.J.1006.2021.04145甘蓝型油菜早熟性状QTL 定位及候选基因筛选李书宇 黄 杨 熊 洁 丁 戈 陈伦林* 宋来强江西省农业科学院作物研究所, 江西南昌330200摘 要: 目前对于油菜早熟的研究主要围绕开花期性状进行, 虽然开花期与生育期呈显著正相关, 但却并不完全一致。

对于油菜开花后一系列生长发育进程相关性状的遗传研究和QTL 定位鲜有报道。

甘蓝型油菜株高、第一分枝高和分枝数的QTL检测及候选基因筛选

甘蓝型油菜株高、第一分枝高和分枝数的QTL检测及候选基因筛选

作物学报ACTA AGRONOMICA SINICA 2015, 41(7): 1027 1038/ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9E-mail: xbzw@ DOI: 10.3724/SP.J.1006.2015.01027甘蓝型油菜株高、第一分枝高和分枝数的QTL检测及候选基因筛选王嘉**荆凌云**荐红举曲存民谌利李加纳刘列钊*西南大学农学与生物科技学院, 重庆 400715摘要: 株高、分枝数及第1分枝高是油菜重要的农艺性状。

本研究利用甘蓝型油菜GH06和P174杂交, F2通过单粒法连续自交至F11构建重组自交系群体, 利用油菜60K芯片对该群体进行基因分型, 构建高密度遗传连锁图谱。

结果表明, 该图谱包含2795个SNP多态性标记位点, 总长1832.9 cM, 相邻标记间平均距离为0.66 cM。

在此图谱基础上采用复合区间作图法(CIM), 检测到3个农艺性状的24个QTL。

其中11个株高QTL分别位于A01、A06、A07、A08、A10和C06染色体, 单个QTL解释5.00%~15.26%的表型变异; 7个第1分枝高QTL分别位于A06、C05和C06染色体, 单个QTL解释5.04%~12.99%的表型变异; 6个分枝数QTL分别位于A03、A07、C01、C04和C06染色体, 单个QTL解释5.95%~8.14%的表型变异。

将156个拟南芥株高相关基因、10个拟南芥第1分枝高相关基因和148个拟南芥分枝数相关基因与QTL对应置信区间序列进行同源比较分析(E<1E–20), 分别找出了20个株高候选基因、3个第1分枝高候选基因以及12个分枝数候选基因。

2个环境中在A07染色体上重复检测到的QTL置信区间检测到与株高相关的候选基因ATGID1B/GID1B和WRI1, A08染色体上重复检测到的QTL置信区间检测到SLR/IAA14和AXR2/IAA72个与株高相关的候选基因。

基于QTL定位和全基因组关联分析挖掘甘蓝型油菜收获指数相关位点

基于QTL定位和全基因组关联分析挖掘甘蓝型油菜收获指数相关位点

基于QTL定位和全基因组关联分析挖掘甘蓝型油菜收获指数相关位点张超;杨博;张立源;肖忠春;刘景森;马晋齐;卢坤;李加纳【期刊名称】《作物学报》【年(卷),期】2022(48)9【摘要】收获指数是一个重要的农艺性状,甘蓝型油菜的收获指数偏低,有较大的改良空间,研究油菜收获指数的遗传机理对该性状的改良具有重要的指导意义。

本研究利用已构建的高密度遗传图谱对由高、低收获指数亲本衍生而来的包含186个株系的重组自交系进行收获指数的数量性状位点(quantitative trait locus,QTL)定位,2016—2018连续3年环境及最佳线性无偏预测(best linear unbiased prediction,BLUP)值共定位到12个收获指数相关QTL,分别位于A03、A05、A06、A07、A09、C04和C05_random染色体上,单个QTL解释的表型变异在1.27%~14.20%之间。

同时,利用588份重测序自然群体对收获指数性状开展了全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS),2016、2017、2019年及BLUP值共检测到6个显著关联位点,分别位于A09、C01和C03染色体上,其中2019年环境检测到的位于A09上的S9_25882060与S9_25961704重叠,且与2016年环境检测到的位于A09染色体上的S9_24834640位置接近,此外2016年环境下GWAS检测到的位点2016HI(S9_24834640)位于2017年环境下重组自交系群体定位的q2017HI-9区段内。

对比前人研究,本研究获得的18个位点中有1个位点与收获指数相关位点重叠,有6个位点与产量相关性状位点接近。

结合本课题组已有的转录组测序结果,在QTL区段及显著关联的SNP位点附近筛选出36个重点候选基因,这些基因主要涉及光合作用、跨膜运输、储藏物质合成及转录调控等。

甘蓝型油菜种子胎萌的遗传与QTL定位的开题报告

甘蓝型油菜种子胎萌的遗传与QTL定位的开题报告

甘蓝型油菜种子胎萌的遗传与QTL定位的开题报告
题目:甘蓝型油菜种子胎萌的遗传与QTL定位
一、背景
油菜是全球重要的粮油作物之一,其中甘蓝型油菜具有高脂肪、高蛋白和高营养价值等优良特性,近年来受到广泛关注和研究。

在油菜种子生长发育过程中,胎萌阶段是关键的发育期。

胎萌对油菜品质形成和产量具有重要影响,因此对甘蓝型油菜种子胎萌相关基因的研究具有重要意义。

二、研究目的
本次研究旨在探究甘蓝型油菜种子胎萌的遗传机制并进行QTL定位,以期为甘蓝型油菜的品质改良和高产栽培提供参考。

三、研究内容
1.甘蓝型油菜种子胎萌相关研究综述:包括胎萌定义、发育过程和影响因素等。

2.甘蓝型油菜种子胎萌相关基因的筛选:通过比较分析转录组数据和差异表达分析,筛选出与甘蓝型油菜种子胎萌相关的基因。

3.遗传分析:通过交叉实验和基因定位等方法,探究甘蓝型油菜种子胎萌的遗传机制。

4.QTL定位:采用基因组关联分析、连锁图谱构建和QTL定位等方法,精确定位甘蓝型油菜种子胎萌相关QTL。

四、预期成果
本研究将为甘蓝型油菜品质改良和优化栽培提供理论和实践指导。

同时,还将为胎萌阶段相关性状的研究提供借鉴和参考。

甘蓝型油菜遗传连锁图谱构建及QTL分析的开题报告

甘蓝型油菜遗传连锁图谱构建及QTL分析的开题报告

甘蓝型油菜遗传连锁图谱构建及QTL分析的开题报告题目:甘蓝型油菜遗传连锁图谱构建及QTL分析一、研究背景和意义甘蓝型油菜是新型油料植物品种,在食用、油料和绿肥等方面都有广泛的应用前景。

然而,由于甘蓝型油菜育种进程缓慢、育种效果不显著,加之其受到病虫害侵袭的影响,对甘蓝型油菜的遗传基础和遗传改良研究就显得尤为重要。

遗传连锁图谱是研究物种基因组遗传结构和功能的有力工具,其构建有助于鉴定性状相关基因和分子标记,探究物种遗传机制,促进分子育种和分子标记辅助育种的研究和应用。

本研究将利用分子标记技术和杂交群体分析方法,构建甘蓝型油菜遗传连锁图谱,并从中鉴定定位与病虫害抗性相关的数量性状基因(QTL),为进一步精细定位病虫害抗性基因和分子标记辅助育种提供有力支持。

二、研究内容和技术路线1. 材料准备:选择甘蓝型油菜(Brassica napus L.)杂交群体作为材料,利用基因组DNA提取试剂盒将其基因组DNA提取出来。

2. 分子标记筛选与连锁图谱构建:根据已有的SSR、SNP和Indel标记信息和遗传多态性,选取一定数量的标记进行筛选和优化,再通过遗传连锁分析和软件处理,构建甘蓝型油菜遗传连锁图谱。

3. 病虫害抗性QTL位点分析:采用Phenotype–Genotype Integrated Analysis(PGIA)分析策略,将病虫害抗性等数量性状测定结果与连锁图谱分析相结合,分析不同QTL对不同性状的贡献率,鉴定与病虫害抗性相关的QTL区间。

4. 结果分析和应用:分析和整合实验结果,利用遗传连锁图谱和QTL位置信息,精细定位病虫害抗性基因和开发相应的分子标记,为病虫害抗性育种提供有力支持。

三、研究预期结果和意义本研究预计构建一个高密度的甘蓝型油菜遗传连锁图谱,并从中鉴定定位与病虫害抗性相关的数量性状基因(QTL)。

研究结果将揭示甘蓝型油菜的遗传基础和遗传机制,为病虫害抗性育种提供有力支持,并为进一步分子标记辅助育种的研究和应用提供基础。

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甘蓝型油菜stb1突变体曲茎性状的QTL定位与转录组分析
油菜作为世界四大油料作物之一,也是我国主要的油料、饲料和能源作物,
常年播种面积和总产量居世界首位。

随着油菜产量和品质的提高,单株结实量不断增大,油菜倒伏已成为一个普遍性的问题。

理想株型可提高光能利用率,发掘与利用甘蓝型油菜多样化的性状(基因),
对培育高产、优质和高效的油菜品种是十分必要的。

曲茎的特异株型性状在油菜育种中具有潜在的利用价值。

同时甘蓝型油菜曲茎茎秆生长异常导致突变,分离其基因可对植物茎秆生长发育的遗传机制进行深入的了解。

本研究利用甘蓝型油菜曲茎突变体stb1(stem bending1)与中双11(ZS11)杂交的F1和F2群体进行曲茎性状的遗传分析和QTL 定位,结合油菜60K SNP芯片和基于全基因组重测序的QTL-Seq方法对该基因进行定位。

对stb1突变体弯曲茎秆及ZS11正常茎秆进行转录组测序(RNA-seq),分析定位区间内的差异表达基因,并根据stb1和ZS11全基因组重测序结果获得在两个材料间存在非同义突变的差异表达基因作为候选基因。

本研究的主要结果如下:1、本研究对GH06×ZY821高世代重组自交系中筛选的自然突变曲茎材料stb1与对照ZS11进行了表型比较。

结果表明,茎秆发生弯曲的关键时期大约为初花期前10 d至初花后5d,即蕾薹末期至初花期。

冷冻切片及电镜扫描均观察到初花期stb1茎秆木质部、导管数量、厚壁组织和薄壁细胞发达程度远低于对照ZS11;利用GC-MS测定stb1木
质素单体发现,S/G木质素比例较ZS11显著降低;上述表型观察证实与对照ZS11相比,stb1的维管系统发育异常,木质素组分也有较大改变。

蕾薹前期即茎秆弯曲表型出现前,对stb1突变体进行打顶及对茎尖生长点喷施生长素,处理后的新生主茎均恢复直立,且打顶处理的侧枝出现弯曲,提示stb1的表型可能与生长素的代谢或极性运输异常(polar auxin transport,PAT)有关。

2、创建stb1与ZS11正反交F1群体,对群体植株表型调察结果表明,所有后代植株茎秆均与ZS11相同,未发生弯曲,推测stb1突变体由隐性基因控制。

为分析其遗传规律,考察了F2群体273个单株的茎秆弯曲性状,结果发现曲茎后代弯曲程度存在差异,且不同材料弯曲起始高度不完全相同。

F2群体中有215株茎秆表型正常,58株茎秆弯曲;卡方测验结果显示,卡方检测值χ
2=2.05&lt;χ2(0.05)=3.84,无显著差异,直茎与曲茎符合3:1的表型分离比例,表明stb1突变体的遗传规律符合孟德尔常染色体隐性单基因遗传。

3、利用F2分离群体,根据表型选择30个曲茎和64个直茎的F2植株,将其与两个亲本材料一起提取DNA,利用甘蓝型油菜60K SNP芯片进行基因型鉴定。

在检测的52157个SNP位点中,共有47139个SNP标记能够对90个以上的样品进行基因型分析,表明SNP芯片杂交检测成功,适合用于后续分析。

对亲本材料ZS11和stb1突变体的差异基因型分析发现,共有16159个SNP 标记在亲本间存在基因型差异,其中适合用于遗传连锁图谱构建、无明显偏分离的纯合差异SNP标记位点共11721个。

结合94个F2植株的SNP基因型数据,采用Joinmap4.0构建了一张包含19个连锁群的遗传连锁图,包括1840个SNP位点,覆盖基因组长度为1821.72 cM,标记间平均遗传距离为0.99 cM。

利用WinQTL Cartographer 2.5进行单标记SNP位点分析,最终将STB1基因定位于A01染色体Bn-A01-p2421445与Bn-A01-p3939508标记之间,定位区间遗传距离为1.802 cM。

根据定位区间上所有SNP标记与法国公布的甘蓝型油菜基
因组序列进行BLASTN比对,结果发现Bn-A01-p2421445与Bn-A01-p4230829在基因组上的距离为1.995 Mb。

4、利用RNA-Seq对ZS11和stb1突变体茎秆的转录组进行了分析,结果共鉴定出3073个差异表达基因,其中在stb1中上调表达的基因1424个,下调表达基因1649个。

利用BinGO对差异表达基因分别进行GO富集分析发现,stb1突变体下调基因主要集中在磷酸肌醇生物合成、长日照光周期、多元醇生物合成、生长素极性运输和紫外线响应等生物学功能,与PAT有关的基因共有29个。

此外,与细胞分化和根分生组织形态有关的SAUR41、与茎秆节间伸长及维管束发育相关的ACL5和调节质外体pH值以影响生长素输出蛋白定位的AVP1等基因在stb1突变体中也显著下调。

stb1突变体中与木质素生物合成相关的基因PAL1、PAL2、PAL4、C4H、4CL5和COMT1表达量均显著下调。

在确定的定位区间Bn-A01-p2421445与Bn-A01-p4230829标记区间及200kb 侧翼序列范围内,发现有5个下调表达基因与生长素合成、运输和信号转导有关,很可能为STB1基因的候选基因,其中APM1和CCD8参与PAT,ARF16和IAA11参与生长素的信号转导,PRHA受生长素正向调控,并与维管组织发育关系密切。

5、基于stb1和ZS11的全基因组重测序数据,以公布的油菜基因组序列为参考序列,分析了在Bn-A01-p2421445与Bn-A01-p4230829定位区间的
InDel(Insertion/Deletion)变异位点,及在参考基因组序列上的分布特点。

根据序列比对结果,在QTL定位区间挑取唯一比对的InDel位点,利用Geneious 4.8.5设计27对引物,两亲本检测InDel多态性检测。

结果表明,27对引物均能成功扩增,其中有8个可作为下一步精细定位的多态性标记。

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