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甘蓝型油菜硼高效连锁标记的筛选与基因定位

【摘要】: 硼是植物生长发育所必需的营养元素。甘蓝型油菜需硼量大,而且对缺硼敏感,缺硼导致油菜“花而不实”,使油菜减产甚至绝收。我国甘蓝型油菜的主产区处于我国土壤有效硼缺乏或严重缺乏的地区。农业生产上主要依赖增施硼肥解决耕地缺硼问题,然而硼是不可再生的矿质资源。不同甘蓝型油菜品种的硼效率性状存在显著差异,1991年起本课题组开始开展甘蓝型油菜硼高效种质的筛选并对不同基因型甘蓝型油菜对缺硼反应的生理机制进行了一系列的研究,并开展硼高效基因的初步定位,发现硼高效基因型受一对主效基因和3对微效基因共同控制。本论文利用一个近年新发现的对缺硼更敏感的硼低效油菜品种Westar 10,与硼高效品种构建了BC_1群体,并从BC_1群体开始筛选与硼高效基因连锁的标记。同时应用拟南芥及烟草中与硼高效吸收转运相关的基因信息设计引物,在实验室现有的BQDH群体中定位了硼高效相关的功能分子标记。这些结果为后期硼高效基因的精细定位及克隆提供基础。本试验主要取得以下结果: 1.以本课题组新筛选到的一个甘蓝型油菜硼低效品种Westar 10为轮回亲本,以高效亲本青油10号为供体亲本,回交得到BC_1代群体,在低硼营养液培养条件(B=0.25μM)下对BC_1群体进行硼效率鉴定,BC_1群体出现硼高、低效的表型分离。 2.选取硼高、低效表型单株各10株,分别构建了硼高效Bulk和硼低效Bulk,利用BSA法,运用高通量的AFLP分子标记技术,共筛选了1124对AFLP引物,并对可能的连锁标记进行单株和群体验证,最终得到23个与硼高效基因连锁的分子标记。利用连锁标记构建了目标区段遗传图谱,并检测到该区段有两个重叠的QTLs,分别控制生物量和缺硼症状。 3.分别在BQDH群体和TNDH群体中对连锁标记进行染色体定位,最终将连锁标记定位在BQDH群体的A4,A6,C8,C9 4个连锁群上和TNDH群体的A2,A4,C3,C8这4个连锁群上。 4.对目标染色体区段进行与拟南芥的初步比较作图,其中BQDH图谱的A6,C9连锁群目标区段分别对应拟南芥第1染色体的A,D区段,BQDH和TNDH图谱的A4连锁群区段对应拟南芥第5染色体;同时对连锁标记序列进行BLSAT分析,发现连锁标记对应的同源序列在拟南芥5个染色体上都有分布,可能与硼高效相关的硼转运子,通道蛋白基因存在一定连锁关系。 5.搜索连锁标记在芸薹属中的同源序列,根据标记侧翼序列设计特异性引物,成功地将两个AFLP连锁标记转化为简单特异性的SSCP标记。 6.利用拟南芥及烟草中已知的与硼高效吸收、转运相关的功能基因序列信息,根据其在芸薹属中的同源序列设计引物,得到9个功能标记,并最终将其中的8个标记分别定位在BQDH图谱的A1、A3、A7、C3、C6连锁群上。

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