CN111100950B

CN111100950B - 甘蓝型油菜含油量性状的a02染色体主效qtl位点、snp分子标记及应用

Info

Publication number: CN111100950B
Application number: CN202010115933.0A
Authority: CN
Inventors: 向阳; 杜才富; 梁龙兵; 唐敏强; 秦信蓉; 喻时周
Original assignee: GUIZHOU RAPE INSTITUTE
Current assignee: GUIZHOU RAPE INSTITUTE
Priority date: 2020-02-25
Filing date: 2020-02-25
Publication date: 2023-05-12
Anticipated expiration: 2040-02-25
Also published as: CN111100950A

Abstract

本发明提供一种甘蓝型油菜含油量性状的A02染色体主效QTL位点，位于甘蓝型油菜的A02染色体的第23689162位碱基～第23717827位碱基之间。较佳地，对甘蓝型油菜含油量性状的贡献率为16.81％。与第一SNP分子标记紧密连锁，其位于第23689162位碱基，为A或G，该突变导致多态性。与第二SNP分子标记紧密连锁，其位于第23717827位碱基，为A或G，该突变导致多态性。还提供了相关的SNP分子标记及应用。本发明的A02染色体主效QTL位点对甘蓝型油菜含油量性状的贡献率高，对甘蓝型油菜含油量的调控起着关键作用，可用作图位克隆和分子标记辅助选择，适于大规模推广应用。

Description

甘蓝型油菜含油量性状的A02染色体主效QTL位点、SNP分子标记及应用

技术领域

本发明涉及分子生物学及油菜育种技术领域，特别涉及甘蓝型油菜含油量性状技术领域，具体是指一种甘蓝型油菜含油量性状的A02染色体主效QTL位点、 SNP分子标记及应用。

背景技术

我国食用油的需求量以每年100万吨的速度刚性增长，预计到2025年植物油需求量是现有国内生产能力的3.5-4.0倍，但我国可耕地资源持续减少，因此提高油料作物单产是实现油料总产量增加的根本途径。油菜是我国第一大油料作物，年播种面积超过1亿亩，总产1500万吨以上，菜籽油占我国食用植物油总量的 55％以上。目前我国油菜产业的种植面积和产量已连续多年出现下滑，产业安全度逐年下降，我国现已为世界上最大的油料进口国。提高单产水平以促进农民增收，是促进我国油菜产业发展，保障食用植物油供给安全的核心举措。

目前我国油菜产量水平还较低，影响了农民的种植积极性。2001～2016年我国家审定的冬油菜品种的区试产量水平在2.26～3.75吨/hm²之间，远低于加拿大 2013～2015年的新品种试验4.06吨/hm²的产量水平；近年来，我国油菜大田生产单产约1.92吨/hm²，而欧盟为3.12吨/hm²，加拿大为2.24吨/hm²。由于油菜单产偏低，经济效益偏低，已影响了农民种油菜的积极性，制约着油菜产业的正常发展。生产中亟需创制单产水平超过欧盟和加拿大的超高产油菜新品种。

油菜成熟种子中大约含45％的储藏油，25％的蛋白质和10％的可溶性糖。种子油含量是产量构成的重要的农艺性状，也是油菜品质的关键决定因素，随着油菜种子油在食品和非食品应用方面需求量的不断增加，如何提高油菜种子油含量受到人们的广泛关注。

甘蓝型油菜含油量是由多基因控制的数量遗传性状，且环境因素影响较大，常规育种手段很难达到育种目标。

因此，需要提供一种甘蓝型油菜含油量性状的主效QTL位点，其对甘蓝型油菜含油量性状的贡献率高，对甘蓝型油菜含油量的调控起着关键作用，可用作图位克隆和分子标记辅助选择。

发明内容

为了克服上述现有技术中的缺点，本发明的一个目的在于提供一种甘蓝型油菜含油量性状的A02染色体主效QTL位点，其对甘蓝型油菜含油量性状的贡献率高，对甘蓝型油菜含油量的调控起着关键作用，可用作图位克隆和分子标记辅助选择，适于大规模推广应用。

本发明的另一目的在于提供一种甘蓝型油菜含油量性状的A02染色体主效 QTL位点的SNP分子标记，其可以检测甘蓝型油菜含油量的高低，可以预测甘蓝型油菜含油量的高低，可以对甘蓝型油菜含油量的高低进行有效选择，还可以用于含油量高的甘蓝型油菜的分子标记辅助育种，加速甘蓝型油菜高含油量育种的进程，适于大规模推广应用。

本发明的另一目的在于提供一种甘蓝型油菜含油量性状的A02染色体主效 QTL位点的SNP分子标记，其设计巧妙，检测简便快捷，成本低，不受环境影响，适于大规模推广应用。

本发明的另一目的在于提供一种甘蓝型油菜含油量性状的A02染色体主效 QTL位点的SNP分子标记的应用，可以检测甘蓝型油菜含油量的高低，可以预测甘蓝型油菜含油量的高低，可以对甘蓝型油菜含油量的高低进行有效选择，还可以用于含油量高的甘蓝型油菜的分子标记辅助育种，加速甘蓝型油菜高含油量育种的进程，适于大规模推广应用。

本发明的另一目的在于提供一种甘蓝型油菜含油量性状的A02染色体主效 QTL位点的SNP分子标记的应用，其设计巧妙，检测简便快捷，成本低，不受环境影响，适于大规模推广应用。

为达到以上目的，在本发明的第一方面，提供一种甘蓝型油菜含油量性状的 A02染色体主效QTL位点，其特点是，所述的甘蓝型油菜含油量性状的A02染色体主效QTL位点位于甘蓝型油菜的A02染色体的第23689162位碱基～第23717827 位碱基之间。

较佳地，所述的甘蓝型油菜含油量性状的A02染色体主效QTL位点对甘蓝型油菜含油量性状的贡献率为16.81％。

较佳地，所述的甘蓝型油菜含油量性状的A02染色体主效QTL位点与第一SNP分子标记紧密连锁，所述第一SNP分子标记位于所述第23689162位碱基，所述第23689162位碱基为A或G，该突变导致多态性。

较佳地，所述的甘蓝型油菜含油量性状的A02染色体主效QTL位点与第二 SNP分子标记紧密连锁，所述第二SNP分子标记位于所述第23717827位碱基，所述第23717827位碱基为A或G，该突变导致多态性。

在本发明的第二方面，提供一种甘蓝型油菜含油量性状的A02染色体主效 QTL位点的SNP分子标记，其特点是，所述SNP分子标记位于甘蓝型油菜的A02 染色体的第23689162位碱基，所述第23689162位碱基为A或G，该突变导致多态性。

在本发明的第三方面，提供上述的甘蓝型油菜含油量性状的A02染色体主效 QTL位点的SNP分子标记在检测甘蓝型油菜含油量的高低、预测甘蓝型油菜含油量的高低、对甘蓝型油菜含油量的高低进行选择或含油量高的甘蓝型油菜的分子标记辅助育种中的应用。

在本发明的第四方面，提供一种甘蓝型油菜含油量性状的A02染色体主效 QTL位点的SNP分子标记，其特点是，所述SNP分子标记位于甘蓝型油菜的A02 染色体的第23717827位碱基，所述第23717827位碱基为A或G，该突变导致多态性。

在本发明的第五方面，提供上述的甘蓝型油菜含油量性状的A02染色体主效 QTL位点的SNP分子标记在检测甘蓝型油菜含油量的高低、预测甘蓝型油菜含油量的高低、对甘蓝型油菜含油量的高低进行选择或含油量高的甘蓝型油菜的分子标记辅助育种中的应用。

本发明的有益效果主要在于：

1、本发明的甘蓝型油菜含油量性状的A02染色体主效QTL位点位于甘蓝型油菜的A02染色体的第23689162位碱基～第23717827位碱基之间，其对甘蓝型油菜含油量性状的贡献率高，对甘蓝型油菜含油量的调控起着关键作用，可用作图位克隆和分子标记辅助选择，适于大规模推广应用。

2、本发明的甘蓝型油菜含油量性状的A02染色体主效QTL位点的SNP分子标记，包括位于甘蓝型油菜的A02染色体的第23689162位碱基的SNP分子标记和位于甘蓝型油菜的A02染色体的第23717827位碱基的SNP分子标记，其可以检测甘蓝型油菜含油量的高低，可以预测甘蓝型油菜含油量的高低，可以对甘蓝型油菜含油量的高低进行有效选择，还可以用于含油量高的甘蓝型油菜的分子标记辅助育种，加速甘蓝型油菜高含油量育种的进程，适于大规模推广应用。

3、本发明的甘蓝型油菜含油量性状的A02染色体主效QTL位点的SNP分子标记，包括位于甘蓝型油菜的A02染色体的第23689162位碱基的SNP分子标记和位于甘蓝型油菜的A02染色体的第23717827位碱基的SNP分子标记，其设计巧妙，检测简便快捷，成本低，不受环境影响，适于大规模推广应用。

4、本发明的甘蓝型油菜含油量性状的A02染色体主效QTL位点的SNP分子标记的应用，包括位于甘蓝型油菜的A02染色体的第23689162位碱基的SNP分子标记的应用和位于甘蓝型油菜的A02染色体的第23717827位碱基的SNP分子标记的应用，其可以检测甘蓝型油菜含油量的高低，可以预测甘蓝型油菜含油量的高低，可以对甘蓝型油菜含油量的高低进行有效选择，还可以用于含油量高的甘蓝型油菜的分子标记辅助育种，加速甘蓝型油菜高含油量育种的进程，适于大规模推广应用。

5、本发明的甘蓝型油菜含油量性状的A02染色体主效QTL位点的SNP分子标记的应用，包括位于甘蓝型油菜的A02染色体的第23689162位碱基的SNP分子标记的应用和位于甘蓝型油菜的A02染色体的第23717827位碱基的SNP分子标记的应用，其设计巧妙，检测简便快捷，成本低，不受环境影响，适于大规模推广应用。

本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明、附图和权利要求得以充分体现，并可通过所附权利要求中特地指出的手段、产品和它们的组合得以实现。

附图说明

图1是本发明的甘蓝型油菜含油量性状的分布结果的示意图。

图2是本发明中利用甘蓝型油菜含油量性状的A02染色体主效QTL位点的峰值SNP分子标记进行等位分析的示意图。

具体实施方式

本发明人经过深入的研究，首次揭示一种甘蓝型油菜含油量性状的A02染色体主效QTL位点及其SNP分子标记，利用其可以有效地对甘蓝型油菜含油量进行高效改良。

本发明的甘蓝型油菜含油量性状的A02染色体主效QTL位点，位于甘蓝型油菜的A02染色体的第23689162位碱基～第23717827位碱基之间。

较佳地，所述的甘蓝型油菜含油量性状的A02染色体主效QTL位点与第一 SNP分子标记紧密连锁，所述第一SNP分子标记位于所述第23689162位碱基，所述第23689162位碱基为A或G，该突变导致多态性。

还提供一种甘蓝型油菜含油量性状的A02染色体主效QTL位点的SNP分子标记，位于甘蓝型油菜的A02染色体的第23689162位碱基，所述第23689162位碱基为A或G，该突变导致多态性。即为上述的第一SNP分子标记。

还提供上述的甘蓝型油菜含油量性状的A02染色体主效QTL位点的SNP分子标记在检测甘蓝型油菜含油量的高低、预测甘蓝型油菜含油量的高低、对甘蓝型油菜含油量的高低进行选择或含油量高的甘蓝型油菜的分子标记辅助育种中的应用。

还提供一种甘蓝型油菜含油量性状的A02染色体主效QTL位点的SNP分子标记，位于甘蓝型油菜的A02染色体的第23717827位碱基，所述第23717827位碱基为A或G，该突变导致多态性。即为上述的第二SNP分子标记。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件如J.萨姆布鲁克等编著，分子克隆实验指南，第三版，科学出版社，2002中所述的条件，或按照制造厂商所建议的条件。

实施例1、甘蓝型油菜含油量性状的表型的测定

1.关联群体的含油量表型的测定

(1)对627份核心种质材料(来自贵州省油菜研究所种子库)的农艺和品质性状进行田间考种分析，选用300个来源世界各地的甘蓝型油菜高世代品系构成自然群体，其中包括98份资源、110份育种材料、92份品种或亲本；按区域划分，其中246份属于国内，54份属于国外来源。在贵阳市开阳县青禾乡和长顺县威远镇油菜基地完成3年2点的表型鉴定。

(2)采用直播定苗,行距40cm,株距25cm，行长3.5m，每个小区4行。试验材料田块四周种植保护行。

(3)含油量：在植株正常成熟后，每个小区取10株甘蓝型油菜，使用近红外扫描仪测定各成熟干净种子的含油量，单位为％。将300份材料的所有环境的表型值平均，结果汇总如下：

表1 300份材料的所有环境的含油量表型值的平均值

关联群体的含油量分布结果表明含油量性状表现分布呈连续性分布，呈正态分布，证明含油量性状属于数量性状且存在主效基因位点，见图1所示。

2.关联群体高质量SNP数据集的获得

采用CTAB方法提取叶片总DNA，提取关联群体的每份材料的叶片总DNA，具体方法为：

将幼嫩叶片置10％乙醇中漂洗；然后剪取0.1-0.2g叶片放入碾钵中，利用液氮快速碾磨至粉末状，装入2mL离心管中；加入预热DNA提取液700μL；混匀后置65℃水浴锅中1h，每10-15min混匀1次；加入700μL混合液(苯酚：氯仿:异戊醇＝25∶24∶1)，轻轻颠倒混匀10min；室温下，10 000×g离心15min；吸取上清液至新的2mL离心管中；加入等体积混合液(氯仿∶异戊醇＝24∶1)，颠倒混匀，静置5min，10000×g，离心15min，用枪吸取上清液到新的离心管中；加入2倍体积无水乙醇，混匀后在–20℃静置1h，10 000×g，离心10min，弃上清液；再加入500μL预冷的75％乙醇洗涤沉淀，去上清液；经过连续2次洗涤沉淀后，晾干；加入含有2％RNase A溶液100μL，在37℃静置1h后4℃过夜；用等体积混合液(氯仿∶异戊醇＝24∶1)再次抽提DNA溶液，颠倒混匀，静置 10min，10 000×g，离心15或20min，去除RNase A，吸取上清液(约60μL)，再次离心，1min；利用琼脂糖凝胶电泳(0.8％)和紫外分光光度计检测DNA浓度、质量及完整性；确定所有DNA样品的吸光度260/280比值在1.8-2.0之间。然后将DNA样品干冰运输至测序公司(华大基因科技有限公司)，每个材料测序深度大约为9×。

根据上文描述获得高质量DNA后，测序公司(华大基因科技有限公司)进行 9×覆盖深度的测序后返回的数据，先使用FastQC软件进行测序质量评估，然后对测序序列进行adapter和低质量reads过滤。得到每个材料的双端测序的clean data，然后使用bwa软件进行mapping以及GATK软件进行变异检测，得到关联群体总的SNP数据集后，根据最小等位基因频率≥0.05，缺失率≤0.1和杂合率≤ 0.15进行SNP数据集质量过滤，最终得到高质量的群体SNP数据集用于后续分析。

3.全基因组关联分析

使用plink软件对上一步产生的高质量SNP数据集的VCF文件进行格式转换，然后使用EMMAX软件将得到的含油量表型和SNP数据集进行全基因关联分析，得到含油量性状每个位点的P值，当P值小于5×10^-6的SNP即为显著SNP，P值最小的SNP即为峰值SNP，将峰值SNP在群体中的不同等位基因类型将材料进行分组，进行方差分析，组间方差与总方差的比值的百分比，即为该峰值SNP的贡献率。

通过分析，将甘蓝型油菜含油量性状的主效QTL位点的区间限定在甘蓝型油菜的A02染色体的第23689162位碱基～第23717827位碱基之间，对应的SNP为 chrA02_23689162(A/G)，chrA02_23717827(A/G)，chrA02_23717827(A/G)同时也是峰值SNP，该QTL对甘蓝型油菜含油量性状的贡献率为16.81％(根据峰值 SNP的不同等位基因类型将材料分组，进行单因素方差分析，组间方差除以总方差的百分比即为贡献率)。

含油量性状的其中一个边界SNP为：chrA02_23689162(A/G)，对应含油量表型分组为：当chrA02_23689162位置的SNP为AA时，材料的平均含油量为 38.43％；AG时,材料的平均含油量为39.49％；GG时，材料的平均含油量为41.57％，该边界SNP的贡献率为14.19％。

含油量性状的另一个边界SNP为：chrA02_23717827(A/G)，对应含油量表型分组为：当chrA02_23717827位置的SNP为AA时，材料的平均含油量为41.77％； AG时,材料的平均含油量为38.89％；GG时，材料的平均含油量为38.83％，该边界SNP的贡献率为16.81％，见图2所示。

甘蓝型油菜的全基因组序列已经公布，见 http://www.genoscope.cns.fr/brassicanapus/。包含chrA02_23689162(A/G)的前后各400bp序列(共801bp)如SEQ ID NO:1所示，包含chrA02_23717827(A/G)的前后各400bp序列(共801bp)如SEQ ID NO:2所示。本领域技术人员可以采用常规方法根据上述序列设计检测SNP位点的特异性引物，从而检测SNP位点的基因型，由此可以检测甘蓝型油菜含油量的高低，可以预测甘蓝型油菜含油量的高低，可以对甘蓝型油菜含油量的高低进行有效选择，还可以用于含油量高的甘蓝型油菜的分子标记辅助育种，加速甘蓝型油菜高含油量育种的进程。

因此，本发明通过含油量性状的表型分析和全基因组重测序，然后进行全基因组关联分析，在甘蓝型油菜第A02号染色体上检测到一个甘蓝型油菜含油量性状的主效QTL位点，对甘蓝型油菜含油量的贡献率为16.81％。该甘蓝型油菜含油量性状的主效QTL位点位于甘蓝型油菜的A02染色体的第23689162位碱基～第 23717827位碱基之间，边界显著SNP为chrA02_23689162(A/G)，chrA02_23717827 (A/G)，根据该与主效QTL位点紧密连锁的SNP分子标记，可以用于检测甘蓝型油菜含油量的高低，可以用于预测甘蓝型油菜含油量的高低，可以用于对甘蓝型油菜含油量的高低进行有效选择，还可以用于含油量高的甘蓝型油菜的分子标记辅助育种，加速甘蓝型油菜高含油量育种的进程。

通过本发明公布的SNP分子标记进行分子标记辅助选择，鉴定方法简单，选择效率高，可预测甘蓝型油菜含油量。选择目标明确，不受环境的影响。可在甘蓝型油菜生育早期鉴定出含油量高的甘蓝型油菜单株，淘汰其它单株。

综上，本发明的甘蓝型油菜含油量性状的A02染色体主效QTL位点对甘蓝型油菜含油量性状的贡献率高，对甘蓝型油菜含油量的调控起着关键作用，可用作图位克隆和分子标记辅助选择，适于大规模推广应用。

由此可见，本发明的目的已经完整并有效的予以实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中予以展示和说明，在不背离所述原理下，实施方式可作任意修改。所以，本发明包括了基于权利要求精神及权利要求范围的所有变形实施方式。

序列表

<110> 贵州省油菜研究所

<120> 甘蓝型油菜含油量性状的A02染色体主效QTL位点、SNP分子标记及应用

<160> 2

<210> 1

<211> 801

<212> DNA

<213> 甘蓝型油菜（Brassica napus, L.）

<220>

<221> misc_feature

<222> (1)...(801)

<223> 包含chrA02_23689162（A/G）的前后各400bp序列的基因组序列

<400> 1

tttgctgccg aggatttata tggactacca ccattagcaa agttgtcgac atactctgaa 60

aaagaatgag gatgaagatt tggcatgctc tggatcccca tatttgtatt atcaaaagaa 120

tggccatgct cctgaactcc gacaggcttg ctggctgaga tgacgtttgc cggaggttga 180

aatccaatag gaatgctgag actccggtga cgttcaatga aggagttcac aggtgatcca 240

acagaactat gactaacccg catagatcca ccatcaatgg aggttgagga aattaatccc 300

gggaaatgtc tccctgaatc agagttgttt aacgatagtg agtttgagtc ccaagatgaa 360

aaatcattaa agaaaaaaag aactaaaaat gattaatgca gaagcatacc catgttccca 420

gatgatgtat tagtaaaagc caattttggt agacaccctt cagcatcttg catatatctg 480

aaaaggaaaa ggaaaattat aggcaaatcc cacagaccta acagaaaatc tttgatttgt 540

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gttgttctgt ttctgtttca attgcagagg agttatgttt ctgtttcata ttatggtcaa 720

tgatgaaacc cattttgtag ccacattaac gataatctca taagcaaatt gaaggatttt 780

tactaagaga agaaaatgat a 801

<210> 2

<211> 801

<212> DNA

<213> 甘蓝型油菜（Brassica napus, L.）

<220>

<221> misc_feature

<222> (1)...(801)

<223> 包含chrA02_23717827（A/G）的前后各400bp序列的基因组序列

<400> 2

ttataaggta gtagtaataa taaattaata aaatgtaaag taattaattt tgtttatcga 60

aatagttgtt taacgaaata gttaatcata aaataatgca tttgcaatta attttaaatg 120

tcttactcca aaacataatt tttttgaaag agggagaata atttactatg tcaacgattg 180

taatatgacg agtagattat ctacattggg ttcttgatta cttatttaca ttagtaatag 240

tagtgctctc aattggttgc ataagaaaca gctaaatgtg tcagatgttt gattgttaca 300

cagacgtcac taataggtga ctacagttat atatgattct aaaatgagat ccaactgtga 360

agtataagtt tttctaatcc tctacactta tgaatgaaaa acttttatta tctcttttcc 420

tttagctctc taacaaaaaa cagtaaaacg gtaccattct tgaatcatct cttcttactg 480

ctgttcttct tccttctctt aacttggctc tccaaagcct tgagcctctt actaacagga 540

ctcaacgacg acaacctcgg gtttactact ggcgaaggtg attgtgtctc gttctgtgta 600

cggtcctgtg tcatggcttt cattttcttg agagctgcaa caagtcaaag gaaggttgtt 660

ggcctggagg aggtggaggt agctcaggta tctttaacag cttcttcact cgaggacgct 720

taatcactat aacacatcac cacattgtta agtgttatgc tgcaatcatg aatcttagct 780

aaaaacattc acttaccaag t 801

Claims

1.一种甘蓝型油菜含油量性状的A02染色体主效QTL位点的SNP分子标记，其特征在于，所述SNP分子标记的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示，所述核苷酸序列的第401位碱基为A或G，该突变导致多态性。

2.根据权利要求1所述的甘蓝型油菜含油量性状的A02染色体主效QTL位点的SNP分子标记在检测甘蓝型油菜含油量的高低、预测甘蓝型油菜含油量的高低、对甘蓝型油菜含油量的高低进行选择或含油量高的甘蓝型油菜的分子标记辅助育种中的应用。

3.一种甘蓝型油菜含油量性状的A02染色体主效QTL位点的SNP分子标记，其特征在于，所述SNP分子标记的核苷酸序列如SEQ ID NO:2所示，所述核苷酸序列的第401位碱基为A或G，该突变导致多态性。

4.根据权利要求3所述的甘蓝型油菜含油量性状的A02染色体主效QTL位点的SNP分子标记在检测甘蓝型油菜含油量的高低、预测甘蓝型油菜含油量的高低、对甘蓝型油菜含油量的高低进行选择或含油量高的甘蓝型油菜的分子标记辅助育种中的应用。