向日葵抗（耐）旱相关性状基因/QTL定位及分析

向日葵抗（耐）旱性属复杂数量性状，基于分子标记的QTL（quantitative trait loci）精细定位是运用高效分子标记育种对数量性状进行改良的前提和基础。导入系(introgression lines, ILs)作为一种新的QTL 定位群体可大大提高对复杂数量性状基因定位的精确性。前期研究已完成了高代回交导入系（BC3F1）的构建。本项目通过田间花期干旱环境下耐旱选择导入系（BC3F2）的构建，对选择群体进行全基因组SSR分子标记检测和水、旱条件下各抗旱相关性状的重复表型鉴定；运用连锁定位、遗传搭车和连锁不平衡原理，进行抗旱相关性状基因/QTL发掘定位和抗旱遗传网络的研究；并对抗旱相关性状QTL与环境互作及与产量形成的关系进行探讨。阐明抗（耐）旱性形成的分子遗传机制，揭示水分胁迫下向日葵产质量形成规律。为向日葵抗（耐）旱性的遗传改良和分子育种奠定基础。

向日葵抗（耐）旱性属复杂数量性状，因而基于抗（耐）旱相关性状基因/QTL定位分析的研究对开展向日葵抗逆分子育种及耐旱、高产新品种的培育具有重要科学意义。本项目利用油用向日葵抗旱自选自交系DK115-2（K58）及非抗旱自选自交系S46-1（K55）为作图亲本，构建了65个株系组成的BC3F2回交导入系、52个株系组成BC3F2耐旱选择系及187个株系组成的F6重组自交系群体。以回交导入系构建完成一张含17个连锁群、总长度为600cM，228个标记位点，平均图距为2.632cM的SSR分子标记遗传连锁图谱，以F6重组自交系构建一张含17个连锁群、总长度为3846.041cM，1105个标记位点，平均图距为3.481cM的SSR、SRAP、AFLP多标记油用向日葵分子遗传连锁图谱。利用平均背景恢复率为87.94%耐旱选择导入系通过基于遗传搭车原理的卡方分析和单向方差分析检测到与15个抗旱相关性状的QTL位点180个，其中正常灌水条件下检测到80个，雨养条件下检测到100个，两种水分条件下重复检测到具有一致性的QTL 8个，贡献率超过10%的主效QTL33个，各抗旱相关性状所定位的QTL介于2-26个之间，单个QTL解释的表型变异介于1.16%-17.32%之间，其中卡方分析检测到13个供体基因的超导入片段中9个位点是两种方法共同检测到的，提示这些位点可能是耐旱性直接相关的QTL。利用重组自交系基于连锁分析的复合区间作图法检测到到与10个抗旱性状相关的QTL位点共121个，其中正常灌水条件下检测到55个，雨养条件下检测到66个，两种水分条件下重复检测到具有一致性的QTL35个，贡献率超过10%的主效QTL40个，各抗旱相关性状所定位的QTL介于1-20个之间，单个QTL解释的表型变异介于1.34%-24.20%之间。2类型作图群体抗旱相关性状QTL均表现出在染色体成簇分布和“一因多效“的现象。多年多点水、旱两种水分条件下抗旱相关性状表型的相关分析及通径分析表明，百粒重和结实率是干旱胁迫下向日葵产量形成的重要贡献因子。这些QTL的鉴定为进一步开展向日葵耐旱有利基因精细定位并克隆相应QTL和分子设计育种奠定了基础。