基于高密度遗传图谱的油茶含油率和油酸含量QTL定位及其遗传分析

Camellia oleifera, as an important edible oil-bearing tree species in China, has received much more attentions owing to its higher unsaturated fatty acid contents good for human health. To overcome the long cycle of oil-tea breeding, it is necessary to develop a high-density genetic map by using the full-sib F1 progeny from parents with significant variations in oil content and quality, and perform the QTL analysis.On the basis of the mapping population, which consisted of 420 individuals and their parents, the study will focus on the discovery of SNPs by the high throughput sequencing approach. Moreover, the both parental linkage maps will be constructed by regression analysis individually, and the integrated map for both parents was constructed based on the sharing markers. Furthermore, the QTL mapping will be computed using the Composite Interval Mapping (CIM) method, and the genetic structure of QTLs will be evaluated according to the traits data collected in continuous 3 years. In this study, the major QTLs regulating oil and oleic acid contents will be detected, and the markers linkaged with the QTLs will be contributed to early selection of C. oleifera; the genetic structure composition of QTLs will provide a theoretical foundation for the regulation mechanism detection of the oil content and fatty acid components in C. oleifera.

油茶是我国重要油料树种，其种子油（74%~87%为油酸）是高档保健食用油。油茶童期长（7~8年），开发油脂品质早期选择的标记可大幅缩短育种周期，提高育种效率。在青年基金（31400580）资助的前期研究中，已筛选4个与油茶含油率、脂肪酸含量关联的标记，但标记数量和选择效率仍不能满足需要。本研究以含油率和油酸含量显著分离的油茶F1代(420个体)群体及双亲本为材料，在全基因组范围内筛查SNP位点并基因分型，采用回归算法分别构建双亲本连锁图，参照双亲共同标记构建高密度整合图谱；结合3年表型数据，采用复合区间作图法进行含油率、油酸含量的QTL定位，分析各QTL的遗传效应，解析QTLs间的上位效应、与环境的互作效应，分离主效位点。通过研究，揭示油茶含油率及油酸含量的遗传调控机制，为进一步解析控制油茶油脂性状的遗传位点提供科学依据，为油茶高油、质优种质早期选择奠定信息基础。

油茶是我国重要木本油料树种，其种子油富含油酸（74%~87%），是高档保健食用油。利用含油率和油酸含量显著分离的油茶F1群体及其亲本，筛选与茶油品质关联的分子标记、定位重要性状的QTL位点对油茶育种具有重要意义。.本研究以油茶F1群体为材料，分析了油茶重要经济性状的遗传变化规律；检测了样本简化基因组内的多态性位点，构建了高密度油茶连锁图谱；开展了重要经济性状的QTL定位，解析了各QTL的遗传效应；开发了油茶经济性状早期选择的检测体系。经过四年的研究和探索，获得如下研究结果：.（1）检测了果实性状、含油率及茶油品质性状，表明各性状存在丰富变异，大致符合正态分布；性状间广泛存在显著相关性，尤其是C18:1和C18:2含量呈极显著负相关。.（2）对油茶群体进行了简化基因组测序，平均每样本检测到SNP位点1,272,218个，这些标记中发生碱基转换的数量显著高于颠换数量，所有样本转换/颠换标记数量比在2.87~3.75之间。亲本中的基因型符合ef×eg、hk×hk、lm×ll和nn×np四种分离模式的标记共计250,715个SNPs用于连锁图构建。.（3）构建了高密度油茶连锁图谱；连锁图共有15个连锁群，上图标记2780个，覆盖3,327cM图距，标记间的平均间距为1.20cM。.（4）开展了果实性状、含油率、油酸含量等11个重要性状的QTL定位，共检测到234个QTLs，其中至少在两年同时定位到的QTL有8个，对表型变异的贡献率在7.5%~16.6%。分析了部分QTL区段内的SNP标记的基因作用模式，主要表现为超显性模式、部分显性至完全显性的基因作用模式，未检测到共显性的基因作用模式。.（5）利用果实及油脂性状QTL内的SNP位点基因型与表型性状的相关性，筛选出8组可用于高出仁率、高含油率及高油脂品质种质资源早期鉴别的SNP基因型，构建了油茶经济性状早期选择技术体系，苗期选择效率可达到68.42%~86.96%。.本研究构建了第一个油茶高密度遗传图谱，开展了重要经济性状的QTL定位，并探索了重要多态性标记在油茶早期选择中的可行性，为油茶品质分子辅助育种的准确性和育种策略提供了科学依据。