甘蓝种荚白化基因alb1的遗传分析及其定位

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甘蓝(Brassica oleracea L.var.capitata L.)是世界范围内广泛种植的一种重要的十字花科蔬菜作物。甘蓝种荚一般呈绿色,种荚白化是一种有害突变,其可直接影响其正常结实。但是甘蓝种荚白化突变体可作为研究叶绿素合成、光合作用机制和白化基因功能的材料。本研究以甘蓝白荚突变体16S569-4为材料,对其种荚表型特征、遗传规律进行研究,并利用BSA-Seq结合InDel标记构建了该基因的遗传连锁图谱。主要研究结果如下:1.16S569-4在开花前均生长正常,但在结荚期种荚出现白化,植株其余部分均正常。通过对白荚材料16S569-4及绿荚材料TO1000的种荚的色素含量进行测定发现,16S569-4的叶绿素a、叶绿素b和胡萝卜素显著低于TO1000;利用石蜡切片观察细胞结构,结果发现突变体细胞壁畸形、细胞界限不明显、轮廓不清晰;利用电镜切片观察细胞叶绿体超微结构发现,突变体16S569-4叶绿体内噬锇颗粒明显增多。2.将突变体16S569-4和TO1000进行杂交。F1植株的种荚均表现绿色,F2群体中绿荚与白荚符合3:1分离比;BC1P1群体中绿荚与白荚符合1:1分离比。经卡方(?2)测验,表明16S569-4的种荚白化性状是由隐性单基因控制,暂命名为alb13.16S569-4和TO1000杂交获得的F2作为作图群体,利用BSA-Seq技术,将目的基因定位到0-3.79M物理区间内;利用InDel标记对alb1构建了高密度遗传连锁图谱。最终将alb1定位于1号染色体InDel标记yw31和yw14之间63.2kb的物理区间内。对物理区间内基因序列进行分析,在63.2kb的物理区间内共有10个预测基因,通过基因功能注释发现一个与花的发育相关基因Bo1g005810,编码非顶端分生组织蛋白,可能是引起种荚白化的原因。通过对Bo1g005810进行序列分析,发现突变体16S569-4与绿荚材料TO1000、W4、W30、W42相比,在启动子区均存在2处SNP变异。因此将Bo1g005810作为重要的候选基因。
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