利用分子标记辅助选育甘蓝型油菜高油酸恢复系及不育系

发布时间：2020-05-04 18:44

【摘要】：油菜是世界上最重要的油料作物之一。油酸作为一种单不饱和脂肪酸,是油菜脂肪酸的重要组成部分。高油酸菜籽油因具有较高的食用品质、营养价值、存储和加工品质,在食用、工业和药用领域都具有极其重要的作用,成为品质育种的重要目标之一。本研究以高油酸的甘蓝型油菜J-3111为供体亲本,采用传统回交育种结合分子标记辅助选择(molecular marker-assisted selection,MAS)的策略,期望选育出具有受体亲本621R、L-135R(恢复系)和616A、195-14A(不育系)遗传背景的高油酸恢复系和不育系。主要结果如下:1.分别构建621R×J-3111、L-135R×J-3111、616A×J-3111、195-14A×J-3111四个组合的BC_1F_1、BC_2F_1、BC_3F_1、BC_3F_2、BC_3F_3、BC_4F_1、BC_4F_2世代群体。通过前景标记和背景标记的选择,分别获得616A和195-14A BC_3F_3世代的高油酸可育双纯合基因型(RfpRfpBnaA.fad2.aBnaA.fad2.a)(恢复系)单株22株和19株,高油酸不育双纯合基因型(rfprfpBnaA.fad2.aBnaA.fad2.a)(不育系)单株30株和19株;分别获得616A和195-14A BC_4F_2世代基因型为RfpRfpBnaA.fad2.aBnaA.fad2.a(恢复系)的单株7株和24株,基因型为rfprfpBnaA.fad2.aBnaA.fad2.a(不育系)的单株1株和18株;分别获得621R和L-135R BC_4F_2世代的纯合高油酸基因型(RfpRfpBnaA.fad2.aBnaA.fad2.a)(恢复系)单株1株和16株。结合田间表型挑选10株(616A的2株可育株和2株不育株、195-14A的2株可育株和2株不育株和L-135R的2株可育株)背景最接近相应轮回亲本的纯合高油酸基因型的单株进行重测序分析。重测序结果表明,10个单株基因组绝大部分区域与相应的轮回亲本无差异,背景回复率达97.93%-99.45%,且油酸位点位于序列差异区段内。2.利用气相色谱法测定39株中选单株自交种子和亲本种子的油酸含量。高油酸亲本材料(油酸基因型BnaA.fad2.aBnaA.fad2.a)的油酸含量为76.14%,受体亲本(基因型BnaA.FAD2.ABnaA.FAD2.A)的油酸含量在61.11%-65.32%之间,7份高油酸杂合(基因型BnaA.FAD2.ABnaA.fad2.a)中选单株自交种子的油酸含量在67.37%-70.57%之间,32份高油酸纯合(基因型BnaA.fad2.aBnaA.fad2.a)中选单株自交种子的油酸含量在68.15%-75.18%之间。中选单株的油酸含量显著的高于受体亲本。3.考察10个与受体亲本遗传背景最接近的中选单株的角果长度(silique length,SL)、每角果粒数(number of seeds per silique,NSS)和千粒重(thousand seed weight,TSW)等产量性状,结果显示其主要产量性状都分别与受体亲本(616A、195-14A、L-135R)无显著差异。
【图文】：

图 1.1 油菜主要脂肪酸生物合成示意图（修改自郭震华 2011）Fig. 1.1 The sketch map of the biosynthesis pathway of the main fatty acids in rapeseed官春云（2006）发现内质网中的 FAD2（FattyAcid Desaturases 2）基因和叶绿 FAD6（FattyAcid Desaturases 6）基因在油酸减饱和的过程中发挥着重要的作用，在育种中可以通过抑制或者突变催化油酸减饱和的基因提高油酸的含量1（Fatty Acid Elongase 1）基因决定着长链脂肪酸的延长，可以通过抑制或者FAE1 基因，提高油酸含量（丁昕等 2007）。吴磊（2014）通过干扰 FAE1 等与成相关基因，不仅降低了种子芥酸含量还增加了种子油酸的含量。.2 FAD2 基因的研究进展FAD2 基因在油酸合成的过程中发挥着重要作用，可以通过降低油酸脱氢AD2）的活性来提高油酸含量(Hitz et al 1994)。目前已经在多种作物中鉴定2 基因，，如芝麻（Sesamumindicum），玉米（Zea mays），油菜（Brassica napus）

图 3.1 部分标记在确定基因型的群体中的验证A）各标记在确定基因型的 616ABC4F2群体中的扩增，P1：受体亲本 616A，P2：供体亲本 J-3111；B）各标记在确定基因型的 L-135R BC4F2群体中的扩增，P1：受体亲本 L-135R，P2：供体亲本 J-3111；C）各标记在确定基因型的 195-14ABC4F2群体中的扩增，P1：受体亲本 195-14A，P2：供体亲本 J-3111。Fig. 3.1 Validation of markers in determining genotypic populations) Polymorphic markers in 616A BC4F2population, P1: Receptor parent 616A, P2: Donor parent J-3111.) Polymorphic markers in L-135R BC4F2population, P1: Receptor parent L-135R, P2: Donor parent J-3111.) Polymorphic markers in 195-14A BC4F2population, P1: Receptor parent 195-14A, P2: Donor parent J-3111..2 BC1F1群体的前景选择和背景选择.2.1 BC1F1群体的前景选择武汉分别播种 621R×J-3111、L-135R×J-3111、616A×J-3111、195-14A×J-3111组合的 BC1F1世代种子，苗期挂牌后取样，利用高油酸等位基因标记 YQ-fa行前景选择（图 3.2），分别获得油酸位点杂合单株 26、54、17 和 13 株。BC体是通过 616A×J-3111、195-14A×J-3111 的 F1群体与相应的 616A、195-14A 背
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S565.4

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本文编号：2648831