甘蓝型油菜光叶性状的遗传分析及基因定位

【目的】表皮蜡质是覆盖植物叶片和茎秆等部位的疏水层,在植物抵御逆境方面发挥着重要作用,同时会影响光合作用和生长发育;甘蓝型油菜作为世界上主要的油料作物之一,研究表皮蜡质突变体的遗传机制,为实现油菜高产稳产提供参考。【方法】对油菜光叶突变体M8和普通蜡质叶中双11(ZS11)和C20的叶片表征进行记载,使用便携式植物光合作用测量系统测定叶片光合速率;利用M8和ZS11、C20分别杂交获得2个F1、自交构建2个F2分离群体,用于分析油菜光叶性状的遗传规律;选取M8和ZS11杂交的F2群体中光叶和蜡质叶表型单株分别进行混池,通过集团分离分析法结合靶向测序技术进行基因克隆,结合比较基因组和转录组数据进行候选基因预测,并通过RT-PCR验证候选基因。【结果】甘蓝型油菜光叶表型叶片气孔导度更大、光合效率更高;遗传分析表明M8光叶性状受1对基因控制,光叶相对蜡质叶为隐性。图位克隆将光叶控制基因定位至A08染色体0.134—0.699 Mb物理区间内。进一步分析发现,相比于ZS11,光叶突变体M8中A08染色体0.22—0.58 Mb区间存在大片段缺失,ZS11在该区段中的Bna A08G0006900ZS(Bna A08.SAGL1)可能为光叶的候选基因,该基因编码一个Kelch-F-box蛋白,在ZS11叶片中表达量高而M8中未检测到,该基因缺失可能导致了M8光叶表型。【结论】甘蓝型油菜光叶新突变体M8相比野生型蜡质叶片光合速率更高,该光叶表型受1对隐性基因控制;图位克隆鉴定到光叶性状调控基因为Bna A08.SAGL1,基因缺失产生了光叶表型。

马铃薯实质派生品种鉴定的基因组学技术

马铃薯实质派生品种的准确鉴定技术已成为世界性的热点之一,但是世界马铃薯界尚没有发表简单可行和置信度高的实质派生品种检测方法。针对这一问题开展研究有着重大的现实意义。研究结合进化遗传中系统进化树的枝长计算方法与动物遗传学领域中的特征分值计算方法,利用20个马铃薯品种薯块作为研究材料,其中马铃薯品种‘合作88’的3个不同地域来源的样品作为内控样品,从概念的提出到验证两个角度,分别对马铃薯品种的实质派生品种鉴定技术进行了基于重测序的基因组学分析。结果表明,特征分值及进化树枝长两种方法,均可准确检测马铃薯品种间的实质等同现象,发现两个不同品种‘黑金刚’和‘华颂66’具有比内控样品更小的系统进化枝长,因此可判断二者是实质派生品种。研究为管理部门评估马铃薯品种遗传相似度,解决实质派生品种鉴定问题提供了有效方法。