【摘要】：甘藍型油菜是我國的重要油料作物,也在世界范圍內(nèi)廣泛種植,它是由白菜和甘藍雜交后形成的異源四倍體,其遺傳基礎(chǔ)較為狹窄。為了拓寬甘藍型油菜的遺傳基礎(chǔ),本實驗室將白菜型油菜的A~r基因組和埃塞俄比亞芥的C~c基因組大規(guī)模地導入甘藍型油菜中,形成了基因組組成接近為A~rA~rC~cC~c的新型甘藍型油菜,已有的分子標記分析表明,新型甘藍型油菜與常規(guī)甘藍型油菜有著顯著的遺傳差異,其基因組內(nèi)存在大量新的遺傳變異。但這些變異的詳細特征,其在基因組內(nèi)的位置和分布及其對性狀改良有何影響,尚未可知。為了進一步詳探外源導入和種間雜交給新型甘藍型油菜基因組帶來的新變異及其遺傳效應,我們擬篩選優(yōu)良的新型甘藍型油菜純合株系,與測序的甘藍型油菜品種雜交,構(gòu)建作圖群體,獲得高密度的遺傳圖譜,定位新型甘藍型油菜內(nèi)不同外源基因組導入的遺傳變異,為后續(xù)深入分析甘藍型油菜的基因組結(jié)構(gòu)特征奠定基礎(chǔ)。本研究從課題組創(chuàng)建的第三代新型甘藍型油菜(G3)基因庫中選擇110份純合株系,分別與測序品種中國半冬性油菜寧油7號(Ningyou7)以及歐洲冬油菜Tapidor雜交。將這些親本及其所配置的F_1先后種植于西寧和武漢,根據(jù)苗期性狀初步觀察生長勢以及收獲后進行產(chǎn)量評估,確定了最優(yōu)的3對由新型甘藍型油菜親本與Ningyou7、Tapidor雜交的F_1。選取這6個雜種F_1的花蕾進行小孢子培育,并經(jīng)秋水仙堿加倍,獲得了6個群體共約3680個幼苗,收獲了約1165份花粉育性正常的植株種子。利用流式細胞儀對其中一個群體(NG3-1)小孢子幼苗的倍性進行鑒定,最后獲得該群體275個雙單倍體(DH)株系。對NG3-1 DH群體及其雙親的農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀進行了初步考察。利用Illumina Hiseq PE150測序平臺,對NG3-1 DH群體的兩個親本進行了50倍覆蓋深度的全基因組重測序,對275個DH系進行了5倍覆蓋的全基因組重測序;兩個親本分別獲得了71 Gb和102 Gb的高質(zhì)量數(shù)據(jù),群體獲得了共2365 Gb的高質(zhì)量數(shù)據(jù)。以甘藍型油菜基因組Darmor-bzh v4.1為參考基因組進行SNP Calling,對所獲得的34萬個原始標記進行了嚴格的篩選質(zhì)控,共得到8422個bin標記(每個bin包括若干個基因型一致的多態(tài)性標記,共包括33032個高質(zhì)量代表性標記)。使用MSTMap和Joinmap4.0軟件對這8422個bin標記進行分析并構(gòu)建遺傳圖譜,最終得到含有2727個標記、覆蓋長度為2664.01 cM并且含有17條連鎖群的高密度遺傳連鎖圖譜。其中A02、C02這兩條連鎖群并未構(gòu)建出,由于該群體親本之一為含有外源基因?qū)氤煞值男滦透仕{型油菜,其A02、C02的染色體結(jié)構(gòu)也較為復雜,在本研究中未進行分析,將在后續(xù)的研究中進行深入探索。本研究所獲得的3對DH作圖群體,以及NG3-1 DH群體的高密度遺傳圖譜,將為后續(xù)開展新型甘藍型油菜的基因組分析提供基礎(chǔ),并有助于發(fā)現(xiàn)作圖親本間的一些結(jié)構(gòu)變異。
【圖文】：

因組和 C 亞基因組具有多態(tài)性的的六倍體基因庫，將這些六倍體與第二代新型甘藍型油菜進行雜交和多代選育，構(gòu)成了外源成分接近 90%的第三代新型甘藍型油菜（Xiao 2010）（圖 1）。通過引入顯性核不育性狀，構(gòu)建了第三代新型甘藍型油菜輪回選擇群體，經(jīng)過多輪選擇后，群體的性狀得到了改良，并在群體中發(fā)現(xiàn)了很多表現(xiàn)優(yōu)異的植株（陳映映 2012）。種間雜交和外源導入對新型甘藍型油菜的基因組可能帶來了深刻的變化。對新型甘藍型油菜內(nèi)的遺傳變異曾經(jīng)通過 SSR、SNP 等分子標記進行過評估，發(fā)現(xiàn)新型甘藍型油菜基因組內(nèi)可能存在著大量的不同于常規(guī)甘藍型油菜的遺傳變異，，并誘發(fā)了很多新的遺傳變異（Chen et al 2010, Zou et al 2010, Zou et al 2016）。大規(guī)模的外源導入對甘藍型油菜 A 和 C 基因組均進行了很大程度的改變，如新發(fā)生的缺失、重復等，打破和重構(gòu)了基因組內(nèi)的連鎖不平衡，但目前的分析只是對新型甘藍型油菜基因組內(nèi)的變異做了一個非常初步的估計，其中不同類型的序列變異、結(jié)構(gòu)變異、外源亞基因組片段的導入，這些詳細特征還有待深究。

圖 2 本研究的技術(shù)路線圖Fig.2 The technology roadmap of this study2.3 甘藍型油菜小孢子培養(yǎng)小孢子培養(yǎng)實驗的出胚率有兩個重要因素：基因型和取樣時期很關(guān)鍵，基因型由品種本身決定，但是取樣時期也起到很大的作用。當天氣良好（晴天最佳），并且溫度持續(xù)在 5~15℃這個范圍大約一周時間，則花藥中的小孢子大部分處于單核晚期，此時做小孢子培養(yǎng)，則此時刻的時期最佳，出胚率較高。具體操作如下：一、小孢子材料選�。涸诳煽刂频臏厥覘l件下，材料從抽薹開始直到開花期間這一過程保持一個持續(xù)的溫度，即白天 12℃，晚上 5~8℃。二、小孢子培養(yǎng)步驟1. 選取花蕾 ：一般選擇在天氣晴朗的上午 8：00-10：00 之間選取主花序或生長狀態(tài)較好的側(cè)枝花序，然后在實驗室選取大小在 2.5~3.5mm 之間的花蕾備用。不
【學位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S565.4

【參考文獻】

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本文編號：2626367