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本课题组利用SG遗传图谱和282个单株的SG-DH(Sollux/Gaoyou)群体对甘蓝型油菜的所有的19条染色体进行含油量和千粒重QTL的初定位。初定位的结果表明,在A1连锁群上发现了一个含油量的主效QTL(OilA1)和千粒重的主效QTL(SWA1)其中,OiM1位于标记NTP3和ZAASA1-73之间,遗传距离为17cM,加性效应值(A)约为0.54%;而千粒重的QTL SWA1位于分子标记ZAASA1-6和ZAASA1-73之间的29.3cM,加性效应值(A)约为0.1g。祁鲁(2010)在此基础上,通过利用BC5F2世代的单株基因型和相应的含油量表型对OilA1进行了定位分析。最终将OilA1的目标区间宿小至标记ZAASA1-77到ZAASA1-73之间的10.6cM遗传距离内。
本研究通过对QTL目标区间进行分子标记辅助选育,针对含油量OilA1构建更高世代的近等替换系BC5F3和BC5F4材料,而针对千粒重SWA1构建更高世代的近等替换系BC3F3和BC3F4材料。同时根据已公布的白菜A1基因组序列信息来发展位置特异性标记和加密SG-A1图谱,从而对这两个QTL的目标区间进行确认和缩小,研究的主要结果如下:
1、近等基因系的构建
在前期已构建的近等基因系的基础上,根据含油量和千粒重的性状不同,针对含油量性状,构建了BC5F3和BC5F4共2个世代的近等基因系,同时针对千粒重性状,也构建了BC3F3和BC3F4共2个世代的近等基因系。构建近等基因系的主要原则是利用不同的染色体分离片段完全并重叠的覆盖整个QTL目标区间。
2、在QTL目标区间发展高密度的分子标记
通过BC5F2世代的定位结果,最终将OilA1的目标区间定位在标记ZAASA1-77至ZAASA1-73之间。根据这一结果,同时根据已有的白菜A1基因组的序列信息,针对该目标区间设计和发展特异性的分子标记,最终在该区间内共发展了3个分子标记。同样对于千粒重而言,根据初定位时,将SWA1目标区间定位在标记ZAASA1-6至ZAASA1-73,同时根据已有白菜A1基因组的序列信息,针对该目标区域设计和发展特异性的分子标记,最终在该区间内共发展了4个分子标记。
3、OilA1和SWA1的精细定位
针对含油量和千粒重的性状不同,分别利用已构建的世代BC5F3、BC5F4、BC3F3和BC3F4的单株基因型和相应的表现型对OilA1和SWA1分别进行精细定位。通过关联分析及近等基因系间的比对分析,将OilA1的目标区间宿小至标记Sca14-8至ZAASA1-47的4.3cM区间内,对应白菜A1基因组物理距离1.4Mb,二种纯合等位基因间的含油量差值为1.26个百分点(P=0.000~0.004)。同时将SWA1的目标区间宿小ZASSA1-70和ZASSA1-68之间的9.1cM(917.7Kb)区间内,二种纯合等位基因间的千粒重差值为0.3g。
4、生物信息学比对分析
对OilA1的1.4Mb的物理距离进行生物信息学比对分析,结果表明该区间包含约294个ORF。其中5个ORF与脂质代谢相关。同样的对SWA1的917.7Kb的物理距离进行生物信息学比对分析,结果表明该区间包含约204个ORF。