甘蓝型油菜株高性状的全基因组关联分析

适当的株高不仅是抗倒性和机械化收获的需要,而且是建立高产理想株型的需要。本研究测定来自世界油菜主产国的371份种质资源材料构成的自然群体的株高,利用60K SNP芯片对该群体进行基因型检测,获得了21 856个SNP,利用这些SNP和株高数据进行全基因组关联分析,结果表明:(1)检测到4个与株高显著关联的SNP,即Bn-A07-p3583161、Bn-scaff_22790_1-p1271170、Bn-scaff_20735_1-p42779和Bn-scaff_18702_1-p589589,分别分布于A07、C01和C02染色体;它们对表型变异的解释率分别为11.33%、11.75%、12.31%和10.97%;(2)参考基因组信息,在上述前3个SNP附近的492.0、9.5和69.5 kb处分别找到一个与株高性状相关的候选基因;(3)4个显著SNP各自的等位基因间表型均值差异分别为11.09、15.12、10.48和8.93 cm,双尾t测验结果表明各等位基因组间差异显著。

基于高深度重测序的春性、半冬性和冬性甘蓝型油菜基因组遗传变异分析

为研究不同生态适应型甘蓝型油菜之间的遗传变异,采用高通量测序手段对春性、冬性和半冬性甘蓝型油菜代表性品种(奥罗、Darmor-Bzh和中双11号)进行了高深度重测序。通过遗传变异比较分析,在春性和冬性、春性和半冬性、半冬性和冬性之间检测到丰富的遗传变异,包括SNP、Indel、结构变异和拷贝数变异等。在春性和冬性、半冬性和冬性、春性和半冬性甘蓝型油菜之间存在遗传变异分布的基因数目分别为43 983、44 592和44 991个。对这些基因进行GO富集分析,发现它们主要富集在基础代谢、生长发育调控和环境适应性等相关的GO类别中。针对不同生态型之间的差异特点,重点关注开花时间的调控网络,发现与植物春化途径、赤霉素途径、衰老途径等相关的重要基因FLC、VRN、GA、SPL3等同源拷贝中均存在遗传变异,推测这些基因功能可能与甘蓝型油菜不同生态适应型的形成相关。本研究在不同生态适应型品种内检测到的大量的遗传变异以及这些变异在基因中的分布为解释甘蓝型油菜不同生态适应型的形成提供了遗传基础,为后续的分子育种以及改良生态适应型提供理论指导。

甘蓝型油菜作图群体亲本基因组及性状QTL密集区变异特点

为了解作图群体亲本间基因组和密集QTL区的遗传变异,促进QTL定位与克隆,本研究对一个甘蓝型油菜(Brassica napus)重组自交系(recombinant lnbred lines,RIL)群体双亲M083和888-5(二者株高、分枝数、开花时间、菌核病抗性等性状差异显著)的基因组进行深度测序和分析。研究结果表明:在M083和888-5中分别检测到SNP个数为1 941 397和2 046 009,In Del个数为410 961和428 572,结构变异个数为90 384和88 456,拷贝数变异个数为46 655和46 008。对包含开花时间、菌核病抗性、株高等多个性状主效QTL密集的A02染色体进行分析发现,在包括上述性状QTL密集的6.4~6.9Mb的0~8.5Mb基因组区间内,两品系SNPs和In Dels变异数量/密度总体呈相反的趋势;片段丢失也有热点区,888-5和M083均在两个共同区域高频发生,其中一个为QTL密集区;倒位在染色体上的分布虽然也是不均匀的,但两品种间发生区域不同,且与QTL无关。本文关于基因组变异(SNPs、In Dels、除倒位外的结构变异)热点区和QTL密集区重复的结论对性状控制位点精细定位、基因克隆及育种亲本选择有一定的指导意义。