向日葵油脂组分的全基因组关联分析与基因网络构建

The sunflower is the second most widely planted oil crop, whose fatty oils are greatly healthful edible oil. But there is no report about the molecular synthetic and regulatory mechanisms for the fatty oils from the sunflower currently.Previously, we established the resource groups of the core collections and the strains of the high oil/low oil BC4 of the sunflower. Based on the established groups and strains, the following research is proposed: （1）investigate and analyze the related oil phenotypes of the core collection groups of the sunflower; （2） analyze the whole genomic connection and obtain the dominant SNP molecular markers; （3）continue the establishment of the BC6 strains with high generation and perform the sequencing of transcriptome and resolve the related components in the oil synthesis pathway combining the results of the association analyses from （2）;（4）analyze the regulatory signal networks of the tissue specific expression induced by hormones and the oil synthesis pathway of the sunflower. This study will accelerate the breeding process for the new strains of the sunflower and improve the understanding of the molecular regulatory mechanism of the oil synthesis pathway of the plant from a new angle.

向日葵是世界上最重要的油料作物之一，其脂肪酸是非常有利人体健康的食用油，而当前对其合成分子调控机理的研究鲜有报道。我们前期通过资源鉴定、品质分析、性状调查及SSR分子标记遗传多态性分析，构建由180份材料组成的核心种质资源，并构建了高油/低油BC4回交群体，后续研究拟在此基础上：（1）继续考察分析向日葵核心种质群体的油脂相关性状；（2）GBS对核心种质资源群体测序，结合表型数据进行全基因组关联分析，获得油脂合成显性关联SNPs分子标记；（3）继续构建高世代BC6回交群体并进行转录组测序，结合步骤（2）关联分析结果解析油脂合成相关组分；（4）分析激素诱导组织特异性表达并构建向日葵油脂合成基因网络。该研究将为加速向日葵新品种选育进程提供可靠分子标记及理论参考，并从一个新的角度完善植物油脂合成分子调控机理。

向日葵籽富含油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸，其含量不仅影响向日葵的品质，还影响人的健康。开展向日葵油脂组分的全基因组关联分析与基因网络构建，完善向日葵油脂合成分子调控信号网络，为进一步揭示向日葵油脂合成分子调控机理，向日葵分子标记辅助育种奠定基础。本项目开展了以下方面研究：（1）通过SSR标记分析，将向日葵资源分为三个类群。（2）通过品质分析，将向日葵资源分为高油酸、高含油量和中等含油量、油酸三类。（3）在贵阳、清镇和荔波三个不同的生态点进行表型鉴定发现：群体的粗脂肪、油酸和亚油酸在不同环境存在显著差异；群体与环境互作差异也达到显著水平；且环境对“群体×环境互作”的影响高于群体对“群体×环境互作”的影响。（4）对98份向日葵资源进行了全基因组重测序，结合品质性状进行全基因组关联分析（GWAS），获得了与向日葵油脂合成显著关联的SNPs 12个，挖掘到3个潜在候选基因。（5）对利用高低含油量材料构建的近等基因系进行转录组测序分析发现：脂肪酸合成和降解途径都有差异基因富集，通过KEGG富集分析发现FabF、FabD及FabZ等基因在向日葵油脂合成过程中表达下调。（6）分析激素诱导组织特异性表达发现：筛选的大部分油脂合成有关的基因受ABA的诱导表达，而对GA诱导不显著，组织特异性表达分析推断为向日葵油脂合成相关组分大部分在种子高表达而在根、茎表达量很低。初步构建向日葵部分油脂合成信号调控网络。