甘蓝型油菜千粒重主效位点TSWA7b的精细定位与候选基因的鉴定

千粒重是油菜的重要经济性状，但其遗传基础还很少开展研究。在前期工作中，我们在多个甘蓝型油菜分离群体中鉴定到一个千粒重主效数量性状位点（QTL）TSWA7b，能解释千粒重表型变异的10%-20%，且其效应受环境和遗传背景的影响很小。目前已获取了覆盖该QTL置信区间的白菜基因组的同源序列，开发了与其紧密连锁的分子标记；也即将获得近等基因系；在QTL区段内鉴定和克隆到一个控制水稻籽粒大小的同源基因BnGW2，并正在开展等位基因的序列测定工作。在此基础上，本研究拟开展以下工作：1、构建出TSWA7b的近等基因系；2、利用近等基因系产生随机群体，对QTL的位置和遗传学效应进行验证；3、利用近等基因系产生大的分离群体，挑选极端千粒重表型的单株用于重组单株的筛选，将QTL精细定位到0.1cM范围内；4、鉴定候选基因，并在拟南芥和油菜中分别进行超量和RNAi抑制表达，验证BnGW2等候选基因的功能。

千粒重是油菜重要的产量构成因子之一，目前对其遗传调控机理还知之甚少。在前期工作中，我们利用两个甘蓝型油菜分离群体在多年环境条件下定位到两个共同的千粒重主效数量性状位点（QTL）TSWA7a和TSWA7b。为了实现TSWA7b的基因克隆，本研究构建了TSWA7b的近等基因系，对该QTL进行了精细定位和候选基因的鉴定。主要研究结果如下：. 1）分别在两个不同的甘蓝型油菜遗传群体中构建了TSWA7b的近等基因系，并用于该QTL的精细定位研究；. 2）通过亲本的基因组重测序，在TSWA7b目标区段内进行了分子标记的开发，其中以DH22和DH78为亲本的材料中获得了40对共显性分子标记；在以甲7046和甲7005为亲本的的材料中获得了31对共显性InDEL标记；. 3）利用2013年春季田间种植的TSWA7b位点BC3F2代群体（n=520株）及其亲本DH22和DH78进行了TSWA7b的位置和遗传效应的验证。发现在近等基因系材料中TSWA7b位于BnA07_35和BnA07_28标记间的4.4cM区段内，对千粒重的加性效应为0.12g，可解释表型变异的9.39%，其中DH78亲本的等位基因表现为增效效应，并且该QTL对角果长度和每角果粒数没有影响。. 4）在DH22和DH78衍生的TSWA7b近等基因系群体中，通过重组单株的筛选和分子标记的加密，将TSWA7b位点定位于标记BnA7_67和BnA7_53之间；该区段对应于甘蓝型油菜参考基因组上约220kb的物理区段。在以甲7046和甲7005亲本的近等基因系定位群体中，采用同样的方法，将TSWA7b位点锁定在约330kb的区段内。这两个定位群体的定位结果基本一致。. 5）对TSWA7b的候选基因进行了分析与鉴定。一方面在甘蓝型油菜中系统开展了粒重同源基因的比较基因组学研究，将拟南芥、水稻、玉米和番茄等物种中已报道的粒重相关基因的同源基因定位到油菜基因组上，为油菜粒重QTL位点的候选基因提供参考；另一方面，在QTL精细定位的基础上，对TSWA7b区段内的全部24个基因进行了生物信息的分析和亲本间等位基因的比较测序分析，确定了TSWA7b候选基因的范围。. 以上研究结果有助于实现TSWA7b的基因克隆，也为进一步揭示油菜粒重的分子调控机理及其应用奠定了理论基础。