【摘 要】
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油菜是世界范围内广泛种植的油料作物。油菜种植过程中可被植物利用的氮仅占施氮量的30%～40%左右,未被利用的氮通过挥发、淋失以及微生物分解等途径流失掉。这不仅造成了巨大的经济损失,也会产生一系列环境问题。揭示油菜吸收利用氮素的生物学机制,可为培育高效利用氮素的油菜新品种提供理论依据,最终可实现提高油菜氮肥利用率的目标,因此意义重大。本研究利用前期筛选获得的的氮利用高效油菜品种和氮利用低效油菜品种,
【基金项目】
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公益性行业（农业）科研专项（201503124）； 教育部“新世纪优秀人才支持计划”项目（NCET-08-0465）； 农业科研杰出人才及其创新团队培养计划；
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油菜是世界范围内广泛种植的油料作物。油菜种植过程中可被植物利用的氮仅占施氮量的30%～40%左右,未被利用的氮通过挥发、淋失以及微生物分解等途径流失掉。这不仅造成了巨大的经济损失,也会产生一系列环境问题。揭示油菜吸收利用氮素的生物学机制,可为培育高效利用氮素的油菜新品种提供理论依据,最终可实现提高油菜氮肥利用率的目标,因此意义重大。本研究利用前期筛选获得的的氮利用高效油菜品种和氮利用低效油菜品种,构建了共有717株油菜的F2代群体,利用集群混合分离分析法（BSA）,结合SNP与In Del标记对关联候选区域进行分析,快速筛选出与氮利用效率相关的候选基因及其所在区段。取得的主要研究结果如下:1、油菜成熟后,统计717株油菜的有效角果数、每角粒数和千粒重,并分别测定茎秆、角果皮、籽粒的生物量和含氮量,最终计算单株油菜氮利用效率。结果表明氮利用效率符合正态分布,是数量性状。将油菜氮利用效率排序,从中选出氮利用效率最高的30株和氮利用效率最低的30株构建氮利用效率高低池,进行混池测序。2、测序共获得112.37Gbp数据量,过滤后得到的Clean Reads为111.26Gbp,Q30达到80%,平均每个样品测序深度32.71X。样品与参考基因组平均比对效率为99.45%,平均覆盖深度为21.50X,基因组覆盖度为94.67%。3、通过SNP关联分析,最终得到25个区域,总长度为6.21 Mb,共包含1,014个基因,其中非同义突变SNP位点的基因104个。In Del关联分析最终得到37个区域,总长度为6.04 Mb,共包含792个基因,其中移码突变In Del位点的基因18个。4、SNP＿ED（Euclidean distance）法,In Del＿ED（Euclidean distance）法进行关联分析,重点分析了与氮代谢相关的基因Bna A03g20510D、Bna A03g20500D和Bna A03g20780D等;与碳代谢相关的基因Bna A05g00100D和Bna A05g01340D等。同时对SNP＿ED与In Del＿ED交集区域进行筛选,通过以上方法,缩小了候选基因范围,最终获得22个候选基因,分布于A03、A05、A07和C02染色体上。这些基因分别参与了氮代谢、碳代谢以及其他影响氮利用效率的代谢途径。
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