甘蓝型春油菜光合功能相关性状的基因定位研究

Photosynthesis is essential for crop yield formation, through the improvement of integrated photosynthetic capacity in crops, especially in rice, breeders successfully created high yield varieties. The higher photosynthetic efficiency in crop leaves tend to provided high yield potential crops with more photosynthetic products, result in increasing crop production potentials from the source. Crop photosynthesis traits are more likely controlled by quantitative trait loci, to study genetic basis of the chlorophyll content and photosynthetic function related traits in spring-type Brassica napus, in this proposal, a group of DH, BC and F2 segregation populations are developed and utilized for genetic analyzing and quantitative loci mapping of these interested traits. With the help of molecular marker screening, backcross populations developed for further fine mapping and map-based cloning. The results of QTL mapping should be useful for photosynthetic efficiency based high yield rapeseed breeding.

光合作用是作物产量形成的基础，育种家在水稻等作物中通过改良作物的整体光合能力，较为成功的培育了高产品种。较高的叶片光合效率为具有高产潜力的作物提供了更多物质基础，从源头上提高了作物的生产潜力。作物光合作用性状大多受数量性状位点控制，本研究通过不同叶绿素含量背景的甘蓝型油菜构建DH、BC及F2分离群体，对甘蓝型油菜叶绿素含量等光合功能相关性状进行遗传分析，由DH作图群体对光合功能相关性状进行QTL定位，探讨油菜光合功能相关性状遗传的分子机理；由定位结果结合分子标记筛选回交群体，为进一步精细定位控制光合功能相关性状的基因打下基础，也为甘蓝型油菜高光效高产育种提供理论依据。

光合作用是作物产量形成的基础，育种家在水稻等作物中通过改良作物的整体光合能力，较为成功的培育了高产品种。较高的叶片光合效率为具有高产潜力的作物提供了更多物质基础，从源头上提高了作物的生产潜力。作物光合作用性状大多受数量性状位点控制，本研究通过不同叶绿素含量背景的甘蓝型油菜构建 DH、BC 及 F2 分离群体，对甘蓝型油菜叶绿素含量等光合功能相关性状进行遗传分析，叶片叶绿素含量为数量遗传，绿叶对黄叶为部分显性；构建了包含282个单株的 DH 作图群体， 利用60K SNP芯片进行基因型分析并构建遗传连锁图谱，共有5044个SNP标记分布在19条连锁群上，连锁图谱总长2190.47cM ，并对产量相关因子千粒重、籽粒密度、角果长度和主花序角果密度及光合功能相关性状叶绿素含量进行QTL 定位。检测到五个一致性的主效籽粒密度QTL，位于chrA9上。其中cqSDA9b和cqSDA9c两个位点在三年7个环境和6个环境中分别稳定检测到，分别解释了表型变异的48.06%和55.52%。定位到九个与主花序角果密度相关的QTL，分别位于chrA2、A4、A7和C8上。cqSDMIA2a和cqSDMIC8b在三年多环境中稳定检测到，分别解释了表型变异的13.32%和11.76%。在多年多环境中稳定检测到千粒重相关的一个QTL，cqTSWA9c，解释了37.13%的表型变异。在角果长度的方面,发现一个主效QTL,cqSLA9a,解释表型变异的52.13%。在叶绿素含量定位中，获得4个主效QTL，分别解释13.55%‒21.11%的表型变异,其中针对A2上的三个主效QTL开发了四个与之紧密连锁的Indel标记；通过进一步精细定位分别将位于A2的两QTL缩小到0.7cM和0.3cM，通过对A2区间表达的RNA进行了分析，在亲本之间差异表达的基因有333个，通过标记筛选，获得16个在QTL区间差异表达的基因，本研究为甘蓝型油菜高光效高产育种提供理论依据。