油菜耐渍性相关性状的全基因组关联分析

Brassica napus L., one of the most important oilseed crop, experiences waterlogging stress in the middle and lower Yangtze River area in China, leading to 17-42% yield losses.Waterlogging become one of the most important factors affected rapeseed seed yield in China. It was significant to improve waterlogging tolerance in rapeseed breeding programs, bur in recent years the genetic improvement of waterlogging telerance processed slowly due to the limited information of genetic basis of waterlogging tolerance In this study, based on the fast and accurate measuring of waterlogging tolerance -related traits, waterlogging tolerance is to be evaluated for all the 328 lines in an association mapping population at both the seed germination stage and seedling growth stage. The association mapping population will be genotyped with genome-wide SNP markers following RAD strategy, Then QTL mapping for waterlogging tolerance-related traits will be performed using LD mapping. The goal of this study is to dissect the genetic basis of waterlogging tolerance and provide theoretical basis to improve waterlogging tolerance in rapeseed breeding programs.

油菜是我国最重要的油料作物之一，在长江流域油菜主产区渍害频发，一般可造成减产17%-42%，渍害成为油菜高产稳产的重要制约因子。开展油菜品种耐渍性的遗传改良，对于降低渍害带来的产量损失具有重要的意义，但多年来油菜耐渍性遗传机理研究进展缓慢严重影响了品种耐渍性改良的速度。耐渍性为数量性状，传统的连锁分析进行耐渍性数量性状基因定位效果不理想。近年来关联分析已成为数量性状基因定位的重要方法之一。其优势主要在于可以同时检测多个位点和一个位点的多个等位基因，实现对群体一个基因座上所有等位基因的考察，从而大大提高数量性状基因定位的效率。本研究在建立了快速准确室内耐渍性鉴定体系的基础上，拟利用包含328个油菜品种或自交系的自然群体进行耐渍性相关性状的全基因组关联分析，同时结合已有的耐渍与敏感材料基因差异表达的结果，全面剖析油菜耐渍性的遗传基础，发掘耐渍优良等位基因，为加快油菜耐渍育种进程提供技术支撑。

油菜是我国最重要的油料作物之一，主要分布在长江中下游流域，在该地区油菜渍害发生十分普遍。渍害可造成油菜最终减产17-42.4%。渍害已成为制约我国油菜单产的重要因素。开展油菜品种耐渍性的遗传改良，对于降低渍害带来的产量损失具有重要的意义。本研究利用ddRAD-seq 技术，基于Illumina 高通量测序平台对102 份油菜自交系进行100bp 的双末端测序，富集含有酶切位点的序列。测序后将得到的有效数据比对到参考基因组上，共得到11326个SNP标记。利用开发的标记估算了群体的LD水平，全基因组范围内LD 衰退到r2 = 0.2的距离为1150 kb。本群体根据Structure 分析结果可分为三个群Q1，Q2和Q3，分别代表半冬性生态型为主的中国材料,春性生态型为主的加拿大材料和强冬性的欧洲材料。以发芽期的相对根长（RRL）为表型，我们对2014和2015年的耐渍性进行了GWAS分析，结果并未检测到显著的位点。利用合作者已有的122万个SNP的数据（未发表），我们又重新进行了GWAS分析，2014年共检测到显著位点8个，2015共检测到9个显著位点，两年检测到的相同位点有5个。同时我们开展了耐渍性的转录水平基因差异表达分析，鉴定了一批耐渍候选基因。将二者结果结合起来为下一步耐渍关键基因的克隆奠定了坚实的基础。