甘蓝型油菜C8连锁群主效粒重QTL精细定位和图位克隆

The applied proposal is on the basis of our long term research accumulation for QTL analysis in Brassica napus. The aim of present study is to fine mapping a major QTL, which showed most significant and stably expressed additive effect for 1000-seeds weight on linkage group C8 of SG-DH population (qSWC8). The research activities will include 1) to increase marker density in qSWC8 region by developing locus specific markers focus on qSWC8 using homozygous sequence resources from Brassica rapa A9 or Brassica oleracea C8; 2) to develop BC4F2, BC3F3 and BC5F1 populations through marker assistant foreground and background selection; 3)to narrow the qSWC8 to <300kb physical region by substitution mapping using BC3F3 and BC4F2 generations; 4) to estimate the genetic contribution of qSWC8 to seed weight and confirm the genetic relationships among seeds weight, seeds per silique and oil content on this locus by multiply field test ; The expected results will provide a good base for further map based gene cloning. The qSWC8 linked markers would be a useful tool for breeding purposes.

本项目申请旨在前期研究积累基础上，针对油菜SG群体C8连锁群上一个在多环境中稳定表达，效应值最大和LOD值最显著的控制粒重QTL（qSWC8），通过标记跟踪构建qSWC8-近等基因系，精细定位该QTL，利用拟南芥和芸苔属基因组信息在精细定位基础上筛选可能对qSWC8起重要作用的候选基因。研究内容包括在qSWC8区域发展位置特异性标记，增加标记密度；2) 通过回交自交结合前景和背景选择构建BC4F2, BC3F3 和 BC5F1等近等基因系群体； 3）应用BC3F3和BC4F2世代近等基因系群体精细定位qSWC8在<300kb的基因组区域内；4) 利用多环境多重复田间表型鉴定结果进一步确认QTL遗传效应，明确qSWC8与含油量以及角果粒数之间是否有遗传相关或连锁。为挖掘高油、大粒/多粒的高产优良基因资源，为下一步的图位克隆积累材料和奠定研究基础。

本研究为一年期小额资助项目。在前期研究积累基础上，针对油菜SG群体C8连锁群上一个在多环境中稳定表达，显著性最高，效应值最大的控制粒重QTL（qSWC8）作进一步的研究，旨在确认和缩小QTL区间，为下一步图位克隆目标基因创制适宜研究材料。研究内容包括添加位置特异性标记，增加目标区间标记密度；通过标记跟踪构建更高世代qSWC8-近等置换系；通过多环境下田间试验和表型鉴定，精细定位qSWC8，缩小QTL区间；确定qSWC8的遗传效应以及与含油量性状的关系。通过一年努力，主要取得以下研究进展：1）针对初定位约30cM的qSWC8 区域设计位置特异性标记125对，定位到qSWC8 区域标记38个，A9上同源区域33个；2）发展BC5F2，BC4F3和BC2F4自交群体、 BC6F1和BC5F2回交群体共16个置换系；3）利用BC2F2:3和BC3F2:3家系，BC2F3和BC2F3单株表型精细定位qSWC8，QTL 区间缩小至2-3Mb；4）利用近等置换系BC3F2:3 和 BC2F2:3家系开放授粉下混收种子的千粒重测定，qSWC8 大、小粒等位基因间的遗传差异平均在0.295g，达P<0.005水平；5）应用近红外光谱分析仪对含油量性状的检测，未发现大、小粒近等置换系间含油量有显著差异，qSWC8 应用于育种不会对种子含油量带来负面效应。研究结果为下一步图位克隆目的基因积累了材料，奠定了较好的基础, 项目中获得的qSWC8连锁标记可应用于今后的产量育种。