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甘蓝型油菜(Brassica napus L.)属于十字花科(Cruciferae)芸薹属(Brassica),是我国重要的油料作物之一。角果是油菜生长发育过程中的重要器官,能通过光合作用为种子发育提供能量,同时也为植物其他部位的发育提供碳水化合物,又能保护发育中的种子免受生物和非生物胁迫。长角果是油菜育种中高产的理想指标之一。因此,研究油菜角果长度(Silique Length)性状对于提高油菜的产量具有重要意义。本研究通过利用496份甘蓝型油菜品种重测序数据对材料角果长度进行全基因组关联分析(Genome-wide Association Study,GWAS)以及长/短角果极端表型材料的不同时期转录组测序(RNA-seq sequencing,RNA-Seq)数据,挖掘调控甘蓝型油菜角果长度性状候选基因,主要结论如下:1.甘蓝型油菜角果长/短极端材料性状分析短角果材料的角果成熟后长度为5.45 cm~5.89 cm,而长角果材料的角果长度为10.28 cm~10.54 cm,长/短角果材料的角果长度存在显著差异。随后测定筛选出的长/短角果材料的千粒重和每角果粒数。短角果材料的千粒重为2.83 g~3.38 g,而长角果材料的千粒重为5.43 g~6.2 g。短角果材料的每角果粒数为17.17粒~21.22粒,长角果材料为25.58粒~28.16粒。2.甘蓝型油菜长/短角果材料的转录组分析为了探究长/短角果材料在转录水平上的差异,分别取极端表型材料花后24、33、42天3个不同时期的角果,每个材料2个重复,共12个样品进行转录组测序。基于|log2(foldchange)|≥2,FDR<0.01筛选差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),共筛选到10453个DEGs。在GO(Gene Ontology)富集分析中,上下调基因均显著富集到与细胞、细胞壁、转运活性等过程。在KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)富集分析中,发现差异表达基因显著富集在激素信号转导、苯丙氨酸代谢、氨基糖和核苷酸糖代谢等生物合成代谢过程。对苯丙烷-木质素途径DEGs聚类分析,大部分木质素合成途径基因在花后33d下调表达。对花后33、42、48d(此时木质素总量不再变化)极端表型材料进行木质素含量测定及冷冻切片观察。根据测定及观察的结果,推测角果皮中木质素含量及细胞木质化进程可能影响角果生长发育。基于拟南芥激素以及转录因子数据库对差异表达基因进行注释,结果显示735和678个分别与激素和转录因子相关的基因成员。在这些鉴定出的与激素相关基因中生长素和脱落酸相关的基因较多,在转录因子中,MYB、NAC、ERF、b HLH等转录因子成员占多数。通过加权基因共表达网络分析共获得19个共表达模块,lightpink1模块为核心模块,对该模块中基因进行富集分析,均显著富集到与光合作用相关的条目或通路,Psb Y是lightpink1模块中的核心基因(KME=9.93E-01)。同时在lightpink模块中有多个影响细胞伸长与扩张的结构基因且KME值较高,例如DFL2-1、CSLD3、TCH4、CESA6等。推测这些基因可能是造成角果长短差异的关键基因。3.甘蓝型油菜角果长度性状的全基因组关联性分析本研究基于最佳模型K+PCA模型,于2019年检测到125个显著关联SNP位点(P=1/3385691),解释表型变异率范围为6.02%~15.00%。在A03染色体检测到4个SNP位点,位于11.33 Mb~19.97 Mb;A07染色体检测到34个SNP位点,其中12个位于7.68 Mb~9.31 Mb、10个位于15.18 Mb~15.78 Mb、1个位于18.87 Mb~19.06 Mb;C08染色体检测到3个SNP,位于29.71 Mb~29.95 Mb;A09染色体上检测到46个SNP位点,其中36个SNP位点位于26.6Mb~27.6 Mb,均与已报道的角果长度性状SNP位点有重叠。同时61个显著关联位点分别位于49个基因中,其中有4个同时也是转录组数据中的差异表达基因,分别是Bn MYB77(S3_20355600)、Bn IAN13(S6_7619443)、Bn SK21(S9_27782829)和Bn TMP-C(S9_27788376),其中Bn MYB77和Bn IAN13为上调表达基因,Bn SK21和Bn TMP-C为下调表达基因。对Bn SK21和Bn TMP-C与表型数据进行关联分析,发现SNP位点S9_27788376中TT基因型材料表型与S9_27788376中GG基因型材料表型均呈现短角果性状,且S9_27788376中T等位基因型频率与S9_27788376中G等位基因型频率较高,同时在参考基因组中,Bn SK21、Bn TMP-C的SNP位点碱基类型分别为T和G,因此推测Bn SK21和Bn TMP-C的表达水平与角果长度为负相关,且S9_27788376中T等位基因与S9_27788376中G等位基因的变异可能使得角果长度显著增加。