全基因组和全转录组关联分析解析油菜千粒重自然变异的遗传机制
发布时间：2021-11-08 13:10
油菜是我国重要的油料作物,但随着低价进口油菜籽对国内油菜籽市场的冲击,使得我国油菜经济效益难以保证,进而导致油菜的产量和种植面积大幅下降。千粒重是影响油菜产量的三要素之一,增加千粒重也是提高油菜产量的主要途径之一。通过对调控油菜千粒重的SNP位点进行定位以及对千粒重候选基因进行预测和验证,阐明油菜千粒重遗传基础和分子机制,为改良油菜的千粒重提供理论依据。本研究通过对505份甘蓝型油菜自然群体在武汉（WH2013,WH2014,WH2016,WH2017）、合肥（HF2016,HF2017）和成都（CD2017）7个环境的千粒重表型数据进行全基因组关联分析（GWAS）,以及利用309份甘蓝型油菜开花后20天和274份甘蓝型油菜开花后40天种子的转录组数据和千粒重表型数据进行全转录组关联分析（TWAS）,再结合转基因技术,实现了对千粒重显著关联位点的定位、千粒重候选基因的预测以及候选基因功能初步验证。通过对505份甘蓝型油菜自然群体7个环境的千粒重数据进行整理、方差分析和相关分析,发现7个环境的千粒重平均值在3.33 g-3.71 g之间,群体总千粒重变化范围在1.43 g-6.38 g之...
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
种子大小的主要控制途径（Lietal2019）
华中农业大学2020届硕士研究生学位（毕业）论文182.3技术路线图2技术路线Fig.2Technicalroute2.4试验方法2.4.1田间试验设计505份甘蓝型油菜于2012-2013、2013-2014、2015-2016、2016-2017种植于华中农业大学油菜工程技术研究中心试验田（代码WH2013、WH2014、WH2016、WH2017），2016-2017和2017-2018种植于合肥安徽省农业科学院试验田（代码HF2017和HF2018），2016-2017种植于成都四川省农业科学院试验田（代码CD2017）。每份材料种植2行，每行保留12株材料，株距21cm，行距30cm，田间管理按一般的大田管理进行。成熟后，每个材料选取长势均匀一致的6个自由授粉单株，整株收获后挂入挂藏室自然风干，整株脱粒，去杂，每个单株选取800粒左右种子在万深检测科技公司的SC-G型考种仪上进行千粒重的测定，该仪器由本实验室提供，以每个材料的6个重复测得的平均值作为千粒重值，WH2013和WH2014千粒重数据由周永明老师提供，其余千粒重数据由本课题采集。
全基因组和全转录组关联分析解析油菜千粒重自然变异的遗传机制25图3各个环境中千粒重频数分布直方图及相关分析a）WH2013、WH2014、WH2016、WH2017、HF2017、HF2018、CD2017千粒重频数分布直方图和相关性分性；b）经过BLUP分析后武汉、成都、合肥3点千粒重频数分布直方图和相关性，R2是皮尔逊相关系数的平方。Fig.3HistogramofTSWfrequencydistributionandcorrelationanalysisinvariousenvironmentsa)TSWfrequencydistributionhistogramandcorrelationofWH2013,WH2014,WH2016,WH2017,HF2017,HF2018,CD2017;b)AfterBLUPanalysis,thedistributionhistogramandcorrelationofTSWfrequencyinWuhan,ChengduandHefei.R2isthesquareofthePearsoncorrelationcoefficient.对多年多点的千粒重表型数据进行表型频数分布和皮尔森相关系数（R）分析。7个环境的千粒重频数分布均为正态分布，两两环境间千粒重表型数据存在一定的相关关系。WH2013、WH2014、WH2016和WH2017千粒重数据间存在WH2013WH2014WH2016WH2017HF2017HF2018CD2017WH4y_blupHF2y_blupCD2017
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国油菜种质资源研究利用策略与进展[J]. 李利霞,陈碧云,闫贵欣,高桂珍,许鲲,谢婷,张付贵,伍晓明. 植物遗传资源学报. 2020(01)
[2]甘蓝型油菜遗传图谱构建及产量相关性状QTL定位研究进展[J]. 星晓蓉,柳海东. 青海大学学报. 2019(05)
[3]植物关联分析应用研究进展[J]. 岳庆春,傅迦得,章辰飞,吴月燕. 江苏农业科学. 2019(18)
[4]GWAS结合共表达网络分析挖掘影响油菜种子硫苷积累的作用位点[J]. 刘蔚,姚敏,康郁,王美,解盼,何昕,刘忠松,官春云,钱伟,华玮,钱论文. 农业生物技术学报. 2019(10)
[5]甘蓝型油菜每角粒数的全基因组关联分析[J]. 孙程明,陈锋,陈松,彭琦,张维,易斌,张洁夫,傅廷栋. 作物学报. 2020(01)
[6]我国油菜产业发展现状、潜力及对策[J]. 刘成,冯中朝,肖唐华,马晓敏,周广生,黄凤洪,李加纳,王汉中. 中国油料作物学报. 2019(04)
[7]甘蓝型杂交油菜角果长度与产量构成因素的相关分析[J]. 戴祥来,向阳,赵继献,任廷波,程国平. 中国农学通报. 2019(20)
[8]甘蓝型油菜角果长度性状的全基因组关联分析[J]. 孙程明,陈松,彭琦,张维,易斌,张洁夫,傅廷栋. 作物学报. 2019(09)
[9]全基因组关联分析及其扩展方法的研究进展[J]. 卜李那,赵毅强. 农业生物技术学报. 2019(01)
[10]全基因组关联分析（GWAS）在作物农艺性状研究中的应用[J]. 姜洪真,马伯军,钱前,高振宇. 农业生物技术学报. 2018(07)
博士论文
[1]甘蓝型油菜分枝角度和株高全基因组关联分析[D]. 孙程明.华中农业大学 2018
[2]CRISPR/Cas9系统在植物基因组编辑中的应用[D]. 邢慧丽.中国农业大学 2017
[3]甘蓝型油菜粒重候选基因筛选及转录组分析[D]. 耿鑫鑫.中国农业科学院 2016
[4]水稻种质资源重要农艺性状的全基因组关联分析[D]. 鲁清.中国农业科学院 2016
[5]油菜种子耐热性的鉴定及分子机理研究[D]. 高桂珍.中国农业科学院 2015
[6]甘蓝型油菜粒重母体调控机理解析[D]. 李娜.中国农业科学院 2015
[7]甘蓝型油菜株型与角果相关性状的QTL分析[D]. 漆丽萍.华中农业大学 2014
[8]甘蓝型油菜转磷脂酶D（PLD）基因在干旱及氮响应中的作用及应用[D]. 鲁少平.华中农业大学 2013
硕士论文
[1]基于GWAS和eQTL分析鉴定甘蓝型油菜含油量相关位点[D]. 周金枝.华中农业大学 2019
[2]油菜萌发期耐淹性种质资源筛选与遗传机制解析[D]. 陈雅慧.华中农业大学 2019
[3]三磷酸核苷酸转运蛋白调控甘蓝型油菜油脂合成研究[D]. 李晓.华中农业大学 2019
[4]中国男性非梗阻性无精子症的全转录组关联研究[D]. 姜婷婷.南京医科大学 2018
[5]油菜粒重基因BnC08.JAZ1-1功能的初步解析[D]. 王莹.中国农业科学院 2018
[6]全基因组关联分析挖掘甘蓝型油菜耐旱候选基因[D]. 洪双.中国农业科学院 2018
[7]甘蓝型油菜种子发育过程中油脂积累动态及关键基因的表达差异分析[D]. 文均.西南大学 2017
[8]甘蓝型油菜pol CMS恢复基因调控因子的筛选和温敏基因的GWAS分析[D]. 栗凯迪.华中农业大学 2016
[9]甘蓝型油菜粒重和角果长多效性主效QTL-qSWPL.A9-1的精细定位和细胞学机制解析[D]. 彭伟.湖北大学 2016
[10]大豆籽粒大小与形状性状的全基因组关联分析和DistortedMap软件包的研制[D]. 耿青春.南京农业大学 2014
本文编号：3483762
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
种子大小的主要控制途径（Lietal2019）
华中农业大学2020届硕士研究生学位（毕业）论文182.3技术路线图2技术路线Fig.2Technicalroute2.4试验方法2.4.1田间试验设计505份甘蓝型油菜于2012-2013、2013-2014、2015-2016、2016-2017种植于华中农业大学油菜工程技术研究中心试验田（代码WH2013、WH2014、WH2016、WH2017），2016-2017和2017-2018种植于合肥安徽省农业科学院试验田（代码HF2017和HF2018），2016-2017种植于成都四川省农业科学院试验田（代码CD2017）。每份材料种植2行，每行保留12株材料，株距21cm，行距30cm，田间管理按一般的大田管理进行。成熟后，每个材料选取长势均匀一致的6个自由授粉单株，整株收获后挂入挂藏室自然风干，整株脱粒，去杂，每个单株选取800粒左右种子在万深检测科技公司的SC-G型考种仪上进行千粒重的测定，该仪器由本实验室提供，以每个材料的6个重复测得的平均值作为千粒重值，WH2013和WH2014千粒重数据由周永明老师提供，其余千粒重数据由本课题采集。
全基因组和全转录组关联分析解析油菜千粒重自然变异的遗传机制25图3各个环境中千粒重频数分布直方图及相关分析a）WH2013、WH2014、WH2016、WH2017、HF2017、HF2018、CD2017千粒重频数分布直方图和相关性分性；b）经过BLUP分析后武汉、成都、合肥3点千粒重频数分布直方图和相关性，R2是皮尔逊相关系数的平方。Fig.3HistogramofTSWfrequencydistributionandcorrelationanalysisinvariousenvironmentsa)TSWfrequencydistributionhistogramandcorrelationofWH2013,WH2014,WH2016,WH2017,HF2017,HF2018,CD2017;b)AfterBLUPanalysis,thedistributionhistogramandcorrelationofTSWfrequencyinWuhan,ChengduandHefei.R2isthesquareofthePearsoncorrelationcoefficient.对多年多点的千粒重表型数据进行表型频数分布和皮尔森相关系数（R）分析。7个环境的千粒重频数分布均为正态分布，两两环境间千粒重表型数据存在一定的相关关系。WH2013、WH2014、WH2016和WH2017千粒重数据间存在WH2013WH2014WH2016WH2017HF2017HF2018CD2017WH4y_blupHF2y_blupCD2017
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国油菜种质资源研究利用策略与进展[J]. 李利霞,陈碧云,闫贵欣,高桂珍,许鲲,谢婷,张付贵,伍晓明. 植物遗传资源学报. 2020(01)
[2]甘蓝型油菜遗传图谱构建及产量相关性状QTL定位研究进展[J]. 星晓蓉,柳海东. 青海大学学报. 2019(05)
[3]植物关联分析应用研究进展[J]. 岳庆春,傅迦得,章辰飞,吴月燕. 江苏农业科学. 2019(18)
[4]GWAS结合共表达网络分析挖掘影响油菜种子硫苷积累的作用位点[J]. 刘蔚,姚敏,康郁,王美,解盼,何昕,刘忠松,官春云,钱伟,华玮,钱论文. 农业生物技术学报. 2019(10)
[5]甘蓝型油菜每角粒数的全基因组关联分析[J]. 孙程明,陈锋,陈松,彭琦,张维,易斌,张洁夫,傅廷栋. 作物学报. 2020(01)
[6]我国油菜产业发展现状、潜力及对策[J]. 刘成,冯中朝,肖唐华,马晓敏,周广生,黄凤洪,李加纳,王汉中. 中国油料作物学报. 2019(04)
[7]甘蓝型杂交油菜角果长度与产量构成因素的相关分析[J]. 戴祥来,向阳,赵继献,任廷波,程国平. 中国农学通报. 2019(20)
[8]甘蓝型油菜角果长度性状的全基因组关联分析[J]. 孙程明,陈松,彭琦,张维,易斌,张洁夫,傅廷栋. 作物学报. 2019(09)
[9]全基因组关联分析及其扩展方法的研究进展[J]. 卜李那,赵毅强. 农业生物技术学报. 2019(01)
[10]全基因组关联分析（GWAS）在作物农艺性状研究中的应用[J]. 姜洪真,马伯军,钱前,高振宇. 农业生物技术学报. 2018(07)
博士论文
[1]甘蓝型油菜分枝角度和株高全基因组关联分析[D]. 孙程明.华中农业大学 2018
[2]CRISPR/Cas9系统在植物基因组编辑中的应用[D]. 邢慧丽.中国农业大学 2017
[3]甘蓝型油菜粒重候选基因筛选及转录组分析[D]. 耿鑫鑫.中国农业科学院 2016
[4]水稻种质资源重要农艺性状的全基因组关联分析[D]. 鲁清.中国农业科学院 2016
[5]油菜种子耐热性的鉴定及分子机理研究[D]. 高桂珍.中国农业科学院 2015
[6]甘蓝型油菜粒重母体调控机理解析[D]. 李娜.中国农业科学院 2015
[7]甘蓝型油菜株型与角果相关性状的QTL分析[D]. 漆丽萍.华中农业大学 2014
[8]甘蓝型油菜转磷脂酶D（PLD）基因在干旱及氮响应中的作用及应用[D]. 鲁少平.华中农业大学 2013
硕士论文
[1]基于GWAS和eQTL分析鉴定甘蓝型油菜含油量相关位点[D]. 周金枝.华中农业大学 2019
[2]油菜萌发期耐淹性种质资源筛选与遗传机制解析[D]. 陈雅慧.华中农业大学 2019
[3]三磷酸核苷酸转运蛋白调控甘蓝型油菜油脂合成研究[D]. 李晓.华中农业大学 2019
[4]中国男性非梗阻性无精子症的全转录组关联研究[D]. 姜婷婷.南京医科大学 2018
[5]油菜粒重基因BnC08.JAZ1-1功能的初步解析[D]. 王莹.中国农业科学院 2018
[6]全基因组关联分析挖掘甘蓝型油菜耐旱候选基因[D]. 洪双.中国农业科学院 2018
[7]甘蓝型油菜种子发育过程中油脂积累动态及关键基因的表达差异分析[D]. 文均.西南大学 2017
[8]甘蓝型油菜pol CMS恢复基因调控因子的筛选和温敏基因的GWAS分析[D]. 栗凯迪.华中农业大学 2016
[9]甘蓝型油菜粒重和角果长多效性主效QTL-qSWPL.A9-1的精细定位和细胞学机制解析[D]. 彭伟.湖北大学 2016
[10]大豆籽粒大小与形状性状的全基因组关联分析和DistortedMap软件包的研制[D]. 耿青春.南京农业大学 2014
本文编号：3483762
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