油菜主花序角果密度及其相关性状的全基因组关联分析

摘要：

[目的]油菜高产是育种工作的主要研究目标之一.角果密度、主花序有效角果数等性状与产量都有显著或极显著的正相关关系,是油菜高产育种考查的主要性状.为揭示油菜角果密度及其相关性状的遗传机理和分子机制奠定基础.[方法]以不同遗传背景和地理来源的21 3份甘蓝型油菜品种(系)构成的自然群体为研究对象,利用芸薹属60K Illumina Infinium SNP芯片对该群体进行基因型分型.分别于201 5年和2016年在成熟期调查该群体主花序有效长和主花序有效角果数,计算主花序角果密度.利用Structure 2.3.4软件对该群体进行群体结构分析,Tassel 5.1.0软件分析亲缘关系和染色体连锁不平衡的衰减;然后基于最优模型对主花序角果密度及其相关性状进行全基因组关联分析(genome-wide association analysis,GWAS),依据关联SNP位点的LD区间序列,预测与性状相关的重要关联候选基因.[结果]群体结构分析显示,21 3份甘蓝型油菜分为P1和P2亚群,P1亚群包含5 0份材料(2 3.5％),P2亚群包含1 63份材料(76.5％),基本上和油菜的地理栽培属性一致;亲缘关系发现约89.74％材料之间的亲缘关系值小于0.2,其中约有59.91％材料的亲缘关系值为0.总体来看,整个自然群体材料之间的亲缘关系比较远.对A、C基因组进行连锁不平衡分析发现,A和C基因组的r2随着遗传距离的增加而下降,A基因组的衰减距离整体比C基因组的衰减距离小.GWAS分析两年数据共检测到1 7个SNP位点与主花序角果密度及其相关性状关联.其中与主花序角果密度和主花序有效长相关的SNP标记分别有7个和9个,并分别解释11.34％-15.96％和9.67％-13.10％的表型变异;与主花序有效角果数相关联的标记有1个,解释11.56％的表型变异.通过分析关联SNP位点的LD区间与甘蓝型油菜对应的区间序列,找到22个与主花序角果疑度及其枢关性状有关的候选基因,其中BnaA01g16940D、Bna C01g38800D和BnaA 04g09170D等主要通过调控赤霉素和生长素等内源激素的合成和信号转导来控制主花序角果密度及其相关性状;BnaA01g16970D、BnaA03g29180D、BnaA03g29810D、BnaC01g39680D和BnaC03g32770D通过对分生组织的调控来改变表型;Bna C09g18690D和Bna C09g09210D等主要通过控制细胞分裂生长等过程改变表型.[结论]检测到1 7个SNP标记与油菜主花序角果密度、主花序有效长和主花序有效角果数关联,筛选出22个与主花序角果密度及其相关性状有关的候选基因.

关键词：甘蓝型油菜、主花序角果密度、连锁不平衡、SNP、全基因组关联分析

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在线出版日期：2018-06-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：1020-1033