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甘蓝型油菜耐镉相关性状的全基因组关联分析

张付贵  肖欣  胡继宏  李利霞  李洪戈  闫贵欣  伍晓明  
【摘要】:甘蓝型油菜是食用油和生物能源的主要来源,但近年来由于西南、华中等油菜主产区镉(Cadmium,Cd)污染逐年加重,严重威胁了油菜的安全生产。利用甘蓝型油菜进行Cd污染土壤的植物修复,可以结合生物能源的生产增加经济效益,而且还能避免Cd污染的油菜籽进入食物链,因此加强油菜耐Cd的基因发掘和种质创新,对于利用油菜进行Cd污染土壤的修复具有重要的指导意义。本研究建立一种科学有效的甘蓝型油菜耐Cd性表型鉴定方法,用该方法对472份甘蓝型油菜核心种质进行耐Cd性鉴定,并利用全基因组关联分析方法发掘甘蓝型油菜耐Cd候选基因,旨在筛选一批耐Cd优异种质资源并获得关键的耐Cd基因及分子标记,为油菜品种改良提供重要的基因资源。结果表明,30mg/LCd溶液对参试的所有甘蓝型油菜的胚根均有一定的抑制作用,且Cd胁迫下的相对胚根长度(RRL)存在较大的变异,变异系数最大可达40.28%。利用60K SNP芯片获得的基因型数据与472份甘蓝型油菜耐Cd性指标RRI进行全基因组关联分析,共获得Bn-A03-p10692514等9个关联的SNP位点,分布在A03、C03和C06三条染色体上。对关联区域进行耐Cd相关单倍型分析,获得A03_Hap7等7个耐Cd性相关单倍型,且这些单倍型之间存在一定的加性效应。最终在候选区域发掘到EXPB4,HIPP2Z,EMB1793和CDSP32等6个耐Cd相关候选基因,分别从调节细胞壁结构、金属螯合、解毒和抗氧化反应几个方面增加甘蓝型油菜的耐Cd性。

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