蓖麻产量性状主效QTL精细定位分析

作     者：黄冠荣 

作者单位：广东海洋大学 

学位级别：硕士

导师姓名：殷学贵

授予年度：2023年

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

主      题：蓖麻 产量性状 QTL定位 精细定位 候选基因 

摘      要：蓖麻（Ricinus communis L.）是重要的经济作物,产量性状是最重要的育种目标。本研究利用（9048×16-201）组合的F、BC（F×P）和S群体,对单株产量、单株蒴果数、单株有效穗数和主穗的有效穗长、蒴果数、百粒重、穗粒数、籽粒长度、籽粒宽度和籽粒厚度及一级分枝有效穗的数量、蒴果数、百粒重、穗粒数、籽粒长度、籽粒宽度和籽粒厚度进行了QTL分析,并用标记加密策略对主效QTL进行了精细定位。主要结果如下: 一、通径分析表明,影响单株产量的重要决策因子为单株蒴果数、一级分枝穗穗粒数和一级分枝有效穗数,重要限制因子为一级分枝穗蒴果数和主穗蒴果数。主成分分析表明,17个性状被划分为种子大小与粒重因子、重要产量因子和主穗产量因子三个主成分。 二、主基因+多基因混合模型遗传分析表明,所有性状由1-2对主基因控制,主基因遗传率在64.23-96.90%之间,仅一级分枝穗籽粒宽度和一级分枝穗籽粒厚度检测到多基因效应。 三、初步定位中,每个种子大小和重量性状（即主穗种子的百粒重、长度、宽度和厚度及一级分枝穗种子的百粒重、长度、宽度和厚度）鉴定了2-5/1-2（F/BC,下同）个QTL,解释了19.47-45.97%/6.65-15.16%的表型变异,单个QTL的贡献率在0.01-26.32%/3.69-50.16%之间。 四、基于初步定位结果,应用标记加密策略,对RCM915-RCM950和RCM520-RCM76两个标记区间内的主效QTL再次进行定位。共检测到157个QTL,涉及除主穗有效穗长和一级分枝穗蒴果数之外的15个性状,每个性状检测到4-13/2-4（F/BC,下同）个QTL,解释了5.42-115.81%/4.88-30.26%的表型变异,单个QTL贡献率在0.09-77.97%/3.37-25.71%之间。在F和BC群体共发现15个稳定QTL和18个共定位QTL。 在F和BC群体中发现了4个主效QTL簇,分别位于RCM74-RCM76、RCM917-RCM920、RCM931-RCM933和RCM933-RCM950四个标记区间,长度小于189.3 kb,包含了所有贡献率大于10%的QTL（Bq PSST7.1除外）。其中,RCM917-RCM920和RCM931-RCM933区间内的QTL簇在S的极端群体S-1中被重复检测到。 五、在F和BC群体共检测到46个（27对）上位性QTL,每个性状检测到2-9个,解释了1.29-24.62%的表型变异,每对上位性QTL的贡献率在0.55-23.49%之间,上位性效应是产量性状的重要遗传组分。 六、在RCM74-RCM76、RCM917-RCM920、RCM931-RCM933和RCM933-RCM950标记区间内预测了6个候选基因,其中,Rc-US03g04880、Rc-US03g05950、Rc-US03g12610、Rc-US03g05810、Rc-US03g04830和Rc-US03g05640调控种子大小与重量性状,前二者也调控分枝性状。所有候选基因在双亲之间的时空表达具有显著差异。