苯磺隆胁迫下油菜萌发期相关性状的全基因组关联分析

• 作者: 叶桑 周清元 唐章林 崔明圣 崔翠 徐新福 李加纳 王倩 赵愉风 郜欢欢 雷维
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 油菜 萌发期 苯磺隆 全基因组关联分析
• 年，卷（期）: 2019,（3）
• 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: 399-413
• 页数: 15页
• 字数: 5039字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2019.03.002

摘要

[目的]研究苯磺隆残留对油菜种子萌发的影响,运用全基因组关联分析(genome-wide association analysis,GWAS)揭示苯磺隆胁迫下油菜萌发期相关性状的遗传因子和候选基因,探究油菜在苯磺隆逆境胁迫下的生理形态所反映的基因调控机制,为耐苯磺隆油菜品种的研究提供参考.[方法]以241份甘蓝型油菜品种(系)为材料、25 mg·L-1苯磺隆溶液为处理液、蒸馏水为对照进行发芽试验.发芽7d测定并计算相对发芽率、相对根长和相对鲜重.结合芸薹属60K SNP芯片分析群体基因型,通过STRUCTURE软件和TASSEL软件分别对该群体进行群体结构分析以及亲缘关系和LD衰减分析.为有效排除假关联的影响,采用一般线性模型(GLM)和混合线性模型(MLM)中的6种模型进行比较,确定每个性状GWAS分析的最优模型.同时,利用TASSEL软件在最优模型下对241份材料的3个性状分别进行全基因组关联分析,根据关联SNP位点的LD区间序列预测候选基因.[结果]241份品种(系)群体可分为P1(94份材料)和P2(147份材料)2个亚群,其中约56.28％的材料之间的亲缘关系值为0.全基因组关联分析(K+PCA模型)共检测到16个与性状显著关联的SNP位点,这些位点可解释9.42％-13.14％的表型变异率.通过分析显著SNP位点的LD区间与甘蓝型油菜对应的区间序列,筛选出25个候选基因可能与油菜耐苯磺隆有关,其中9个为细胞色素P450家族基因,5个参与谷胱甘肽合成或代谢过程,2个为多药耐药相关蛋白基因.同时发现与相对发芽率显著相关的基因ATGS TU19编码谷胱甘肽转移酶,参与毒素分解过程,在各种胁迫反应中起重要作用.在相对根长和相对鲜重共同鉴定到的候选基因BnaC02g27690D功能未知.[结论]共检测到16个SNP位点与耐苯磺隆性状显著关联,筛选出25个候选基因可能与油菜耐苯磺隆有关.