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青花菜×甘蓝开花时间性状的遗传分析

舒金帅  刘玉梅  李占省  方智远  杨丽梅  庄木  张扬勇  吕红豪  孙培田  
【摘要】:青花菜与甘蓝杂交容易获得后代,在育种过程中可通过其相互杂交和连续回交来转育相关性状。青花菜和甘蓝主要通过蜜蜂授粉来进行杂交种子生产,授粉植株开花的早晚和花期相遇程度直接影响杂交种子的产量和质量。目前对甘蓝类蔬菜作物开花时间的遗传规律和调控机理尚不清楚。以甘蓝195(P_2,晚开花,开花不需要春化)和青花菜93219(P_2,早开花)为亲本配制的六世代群体(P_1、P_2、F_1、BC_1、BC_2和F_2)为试验材料,利用主基因+多基因混合遗传模型分离分析方法和QTL-seq技术,结合传统数量性状定位方法对开花时间(从定植到开花的天数)进行了遗传分析。探究青花菜×甘蓝开花时间的遗传基础,为甘蓝类蔬菜作物开花时间的改良提供理论依据,同时为调控开花时间相关基因的克隆奠定基础。结果表明:P_1和P_2间开花时间差异显著(P0.05),F_1正反交间无显著差异,均居于P_1和P_2之间,且偏向晚开花亲本;BC_1、BC_2和F_2的极差和变异系数均高于P_1、P_2和F_1,开花时间在BC_1、BC_2和F_2中均呈连续分布,且难以分组,说明开花时间性状为数量性状。青花菜×甘蓝开花时间的最优遗传模型为两对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因混合遗传模型(E-1-1模型);第一对主基因的加性效应为5.54,显性效应为-12.16;第二对主基因的加性效应为5.01,显性效应为-7.82。主基因遗传率在BC_1、BC_2和F_2群体中分别为31.1 1%、53.53%和41.27%,多基因遗传率分别为55.81%、42.78%和56.01%。以甘蓝为参考基因组,对早花池和晚花池的测序结果进行序列分析和SNP筛选,按QTLseq的方法计算SNP-index和△(SNP-index),绘制早、晚花池的SNP-index和两池之差的△(SNP-index)在基因组上的分布曲线。在2号染色体上一个2.0 Mb的区间内出现了SNP分布不平衡情况,且该区域的△(SNP-index)在置信度为95%时大于阈值。表明控制开花时间的一个QTL位于2号染色体该区域中,记为ft2.1。通过遗传连锁作图和重组单株分析验证了ft.1的准确性,并将范围缩小至230 kb的区间内,该区间内共有29个基因。ft2.1在基因组上位于LOD值最高(35.49)的标记C02 49203 1附近,与其遗传距离为0.929 cM,可以解释50.9%的表型变异,加性效应为15.64。

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