油菜主花序角果密度和籽粒着生密度全基因组关联分析

发布时间：2018-01-28 12:53

本文关键词： 甘蓝型油菜主花序角果密度籽粒着生密度全基因组关联分析　出处：《西南大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：油菜作为四大油料作物之一,不仅是全世界范围内广泛种植的经济作物,也是我国重要的油料作物。目前,高产是油菜育种的主要研究目标之一。油菜角果作为重要的“库”和“源”器官,直接关系着光合产物的积累,影响油菜的产量。单株角果数和每果粒数是油菜产量的构成要素,角果密度和角果内籽粒着生密度将分别影响单株角果数和每果粒数,对油菜产量具有直接或者间接影响。因此,增加角果密度和角果内籽粒着生密度成为提高油菜产量的可能途径,对其及相关性状的研究在油菜遗传育种中具有重要的意义。本文以不同地理来源的213份甘蓝型油菜品种(系)构成的自然群体为研究对象,选用覆盖甘蓝型油菜全基因组的23,767个SNP标记进行群体结构、亲缘关系以及连锁不平衡分析,然后基于最优模型对主花序角果密度和籽粒着生密度及其相关性状共6个性状进行全基因组关联分析。主要研究结果如下:1.主花序角果密度和籽粒着生密度及其相关性状的表型变异:综合两年主花序角果密度和籽粒着生密度及其相关性状表型分析得出,自然群体的材料类型广泛,各性状均表现出广泛的遗传变异,且符合正态分布或近似正态分布,具有典型的数量性状特点。通过对主花序角果密度和籽粒着生密度及其相关性状的表型相关分析发现多个性状之间表现出显著的相关性。2.群体结构、亲缘关系和LD分析:利用8923个SNP标记将213份甘蓝型油菜的自然群体划分为P1和P2两个亚群。P1亚群包括50份材料(23.50%),源于国内的湖北省、大多的春性油菜和少量的半冬性材料及国外引进的材料;P2亚群包括163份材料(76.50%),主要是我国的半冬性油菜栽培种。自然群体中约89.74%的材料亲缘关系值小于0.2,其中约有59.91%的材料亲缘关系值为0,说明整个自然群体材料之间亲缘关系较远,对关联分析结果影响较小。通过计算标记间的r2值,发现在不同染色体上衰减距离差异较大,整体上A基因组比C基因组衰减速度更快,表明在甘蓝型油菜育种过程中白菜被更广泛地运用。3.主花序角果密度和籽粒着生密度及其相关性状最优模型选择:试验采用GLM、Q、PCA、K、K+Q和K+PCA 6种不同统计模型来研究对关联分析的影响,以观测P值最接近期望P值的模型为每个性状GWAS分析的最佳模型。2015年的主花序角果密度、2016年的主花序有效长、籽粒着生密度和角果有效长的最优模型都为Q模型,选用PCA模型为2015年的主花序有效长、每果粒数的最优模型,2016年主花序角果密度和主花序有效角果数的最优模型为K+Q模型。4.主花序角果密度和籽粒着生密度及其相关性状的关联分析:利用23,767个SNP标记分别对主花序角果密度和籽粒着生密度及其相关性状进行全基因组关联分析,共检测出27个与这些性状显著关联的SNP位点(P4.21×10-5),分布于不同的染色体上,其中有些位点在同一染色体上成簇分布。检测到17个SNP位点与主花序角果密度及其相关性状关联。其中与主花序角果密度显著关联的标记有7个,表型贡献率在11.34%~15.96%之间;与主花序有效长关联的标记有9个,单个位点可解释9.67%~13.10%的表型变异;仅发现1个与主花序有效角果数关联的标记,解释11.56%的表型变异。检测到10个SNP位点与籽粒着生密度及其相关性状显著关联,其中与籽粒着生密度关联的标记有2个,分别解释9.94%和11.17%的表型变异;与角果有效长关联的标记有6个,表型贡献率在9.81%~12.16%之间;与每果粒数相关联的标记有2个,分别解释10.44%和10.86%的表型变异。5.候选基因:通过分析关联SNP位点LD区间内的基因,筛选出38个与目标性状相关的候选基因,包含多个位于关联SNP位点处或附近的未知基因。与主花序角果密度及其相关性状有关的候选基因有22个,其中BnaA01g16940D、GASA6、IBR5、GPS1、NPH4、RBX1、HOT5和AHP3等基因主要通过调控赤霉素和生长素等内源性激素的合成和信号转导来控制主花序角果密度及其相关性状;ULT1、AtSK12、NSN1、OBE1和RPK2基因通过对分生组织或花分生组织的调控来改变表型;其他基因,如Mob1和NAC036等主要通过控制细胞分裂生长等过程改变表型。筛选出16个与籽粒着生密度及其相关性状有关的候选基因,其中KMD4和UGT76C2基因与细胞分裂素的调控有关;AGL104和ADC2基因参与种子的形成过程;MCCB、NGA2和MATE等基因参与侧生器官的生长发育过程,它们的异常表达会导致一些侧生器官的变异。ADC和UGT76C2两个候选基因可能对籽粒着生密度和每果粒数有一因多效性。
[Abstract]:The results are as follows : 1 . The main research results are as follows : 1 . The natural population of Brassica napus L .

【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S565.4

【参考文献】