甘蓝型油菜po/CMS育性恢复位点的全基因组关联分析

• 作者: 吴道明 崔艺馨 李加纳 梅家琴 谭传东 钱伟 魏大勇
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 甘蓝型油菜 波里马细胞质雄性不育 育性恢复基因 全基因组关联分析 SNP
• 年，卷（期）: 2017,（5）
• 所属期刊栏目: 作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
• 页码范围: 802-810
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.05.003

摘要

[目的]甘蓝型油菜波里马细胞质雄性不育(po1 CMS)在中国已被广泛应用于杂交种育种,其育性恢复程度表现出受1对主效基因的控制,并受微效修饰基因的影响.通过全基因组关联分析方法挖掘育性恢复位点,并对候选基因进行比较分析.[方法]通过芸薹属60K SNP芯片对308份甘蓝型油菜自然群体进行基因型分型,并用po1 CMS系301A作母本,与上述材料分别进行杂交得到308份F1,每份F1分别于201 3年和2014年进行种植,每年2次重复,于始花期根据花粉育性和花蕊发育情况调查F1植株的育性等级,同时对测交父本自然群体进行群体结构分析和亲缘关系评估,并结合测交父本的基因型分型结果和F1的育性等级进行全基因组关联分析(GWAS).从GWAS分析中显著的SNP左右100 kb区间或与显著SNP处于同一单体型块(R2＞0.5)的区间内预测候选基因,并对候选基因进行QTL比较分析和单体型或等位基因的效应分析.[结果]方差分析结果显示,两年F1的育性等级存在显著差异(P＜0.01),但相关分析发现,两年的育性等级存在显著的正相关(r=0.52,P＜0.001).群体结构分析显示,所有测交父本被分为3个亚群(冬性、春性和半冬性),亲缘关系分析发现,任何2个材料之间平均亲缘关系值为0.072,73％的任意材料间亲缘关系值小于0.1,其中,约53％的材料亲缘关系值为0.GWAS分析共检测到1 3个与育性恢复程度显著关联的SNP,构成了6个候选区间,分别位于A01、A09、C03、C06和C08 5条染色体上,单个SNP解释的表型变异介于2.53％-9.96％.从中共预测到6个与育性恢复位点相关的候选基因,其中4个编码的蛋白含有恢复基因特有的PPR保守基序.共线性分析发现,4个候选基因中的2个(BnaA09g46700D和BnaC08g40710D)位于A09和C08染色体部分同源区间,且与已克隆的po1 CMS育性恢复位点0RF2同源.另外2个新鉴定到的候选基因(BnaC03g45840D和BnaC06g13000D)连锁的SNP等位基因或单体型变化都与育性等级显著相关(P＜0.001).[结论]通过GWAS分析鉴定到多个与油菜育性恢复有关的候选基因,开发基于与这些基因连锁位点或SNP的功能标记将有助于对该不育系统进行恢复系和保持系的筛选.