苯磺隆胁迫下油菜萌发期相关性状的全基因组关联分析

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.

关键词：油菜、萌发期、苯磺隆、全基因组关联分析

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资助基金：国家重点研发计划2018YFD0100505;现代农业产业技术体系CARS-12;重庆市社会事业与民生保障科技创新cstc2015shmszx80026

在线出版日期：2019-04-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共15页

页码：399-413