菜薹抽薹时间、开花时间QTL定位及候选基因分析

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0330

中国农学通报 ›› 2023, Vol. 39 ›› Issue (13): 19-24.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0330

菜薹抽薹时间、开花时间QTL定位及候选基因分析

李桂花(), 符梅, 罗文龙, 骆善伟, 郭巨先()

广东省农业科学院蔬菜研究所/广东省蔬菜新技术研究重点实验室，广州 510640

收稿日期:2022-04-27 修回日期:2022-09-29 出版日期:2023-05-05 发布日期:2023-04-27
通讯作者: 郭巨先，研究员，硕士，研究方向：主要从事特色蔬菜研究。通信地址：510640 广州市天河区五山金颖路66号广东省农业科学院蔬菜研究所，Tel：020-85647264，E-mail：823522867@qq.com。
作者简介:
李桂花，女，1975年出生，江西新干人，研究员，博士，研究方向：特色蔬菜育种。E-mail：398739253@qq.com。
基金资助:
广州市科技计划项目(2023B03J1270); 广东省农业厅项目(2022-NBA-00-014); 广东省农业厅项目(2023KJ122); 国家外专局项目(QN2022030025L)

QTL Mapping and Candidate Gene Analysis for Bolting and Flowering Time of Flowering Chinese Cabbage

LI Guihua(), FU Mei, LUO Wenlong, LUO Shanwei, GUO Juxian()

Vegetable Research Institute, Guangdong Academy of Agricultural Sciences/ Guangdong Key Laboratory for New Technology Research of Vegetables, Guangzhou 510640

Received:2022-04-27 Revised:2022-09-29 Online:2023-05-05 Published:2023-04-27

摘要/Abstract

摘要：

菜薹的抽薹天数和开花天数是数量性状，受多基因控制，同时该性状还受到多种环境因素（光照、温度、土壤、激素等）的影响，阐明菜心抽薹开花的分子遗传机制较为复杂。试验选用抽薹时间、开花时间天数差异大的2个高代自交系材料作为亲本进行杂交获得F₂群体，取150株用于高密度遗传图谱的构建，结合田间性状调查并通过混合线性复合区间作图法分析，得出如下结果：利用北京百迈客生物科技有限公司简化基因组测序技术构建了包含4253个位点、10940个SNP标记、图谱总长1030.04 cM的高密度分子遗传图谱，获得抽薹时间、开花时间的QTL共4个，用生物信息学筛选到了一些候选基因。在主效QTL区域内筛选到3个相关候选基因(Bra004125、Bra004162、Bra004165)，其控制花器官的形成，并且与诱导植物早期开花的不同信号传导途径相互作用。

关键词: 菜薹, 遗传图谱, QTL定位, 抽薹开花时间, 候选基因分析

Abstract:

Bolting and flowering days are the two critical quantitative traits of flowering Chinese cabbage, at the same time, these traits are also affected by various environmental factors (temperature, light, soil, hormones, etc.), so clarifying the molecular genetic mechanism of the bolting and flowering process of flowering Chinese cabbage is quite difficult. In this experiment, two plant materials with significant differences in bolting and flowering days were selected as parents for crossbreeding. A total of 150 lines were selected from the F₂population for genetic map construction. The map constructed contained 4253 loci, representing 10940 single nucleotide polymorphism (SNP) markers spanning 1030.04 centi Morgans (cM) over 10 linkage groups (LGs). A total of 4 QTLs for bolting time and flowering time were obtained. Mixed linear composite interval mapping method was used to conduct QTL analysis for bolting and flowering traits of flowering Chinese cabbage, and bioinformatics was applied to identify some candidate genes. Three candidate genes (Bra004125, Bra004162 and Bra004165) were identified in the main QTL regions, which could control the formation of floral organs and interact with multiple signaling pathways that induce early flowering in plants.

Key words: flowering Chinese cabbage, genetic map, QTL mapping, bolting and flowering time, candidate gene analysis

李桂花, 符梅, 罗文龙, 骆善伟, 郭巨先. 菜薹抽薹时间、开花时间QTL定位及候选基因分析[J]. 中国农学通报, 2023, 39(13): 19-24.

LI Guihua, FU Mei, LUO Wenlong, LUO Shanwei, GUO Juxian. QTL Mapping and Candidate Gene Analysis for Bolting and Flowering Time of Flowering Chinese Cabbage[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2023, 39(13): 19-24.

图/表 10

参考文献 16

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样品名称	SLAF数	总深度	平均测序深度
义农50天菜心	87833	3579100	40.75
湘红薹1号	80935	3188840	39.40
F₂平均	77079	762464	9.89

样品名称	SLAF数	总深度	平均测序深度
义农50天菜心	87833	3579100	40.75
湘红薹1号	80935	3188840	39.40
F₂平均	77079	762464	9.89

连锁群	标记数	图谱长度/cM	最大间距/cM	标记间隔/cM	标记完整度/%	双交换比例/%	缺失百分率/%
LG 1	525	87.17	5.02	0.17	99.81	0.00	0.15
LG 2	677	118.36	3.20	0.17	100.00	0.01	0.35
LG 3	552	117.65	2.40	0.21	100.00	0.00	0.59
LG 4	284	82.96	2.40	0.29	100.00	0.02	0.27
LG 5	235	140.03	14.99	0.60	99.15	0.01	0.68
LG 6	411	109.65	3.47	0.27	100.00	0.04	0.33
LG 7	342	102.89	6.38	0.30	99.71	0.03	0.21
LG 8	354	73.12	3.62	0.21	100.00	0.01	0.28
LG 9	491	120.92	4.28	0.25	100.00	0.01	0.33
LG 10	382	77.29	3.67	0.20	100.00	0.04	0.31
总和或平均	4253	1030.04	14.99	0.27	99.87

连锁群	标记数	图谱长度/cM	最大间距/cM	标记间隔/cM	标记完整度/%	双交换比例/%	缺失百分率/%
LG 1	525	87.17	5.02	0.17	99.81	0.00	0.15
LG 2	677	118.36	3.20	0.17	100.00	0.01	0.35
LG 3	552	117.65	2.40	0.21	100.00	0.00	0.59
LG 4	284	82.96	2.40	0.29	100.00	0.02	0.27
LG 5	235	140.03	14.99	0.60	99.15	0.01	0.68
LG 6	411	109.65	3.47	0.27	100.00	0.04	0.33
LG 7	342	102.89	6.38	0.30	99.71	0.03	0.21
LG 8	354	73.12	3.62	0.21	100.00	0.01	0.28
LG 9	491	120.92	4.28	0.25	100.00	0.01	0.33
LG 10	382	77.29	3.67	0.20	100.00	0.04	0.31
总和或平均	4253	1030.04	14.99	0.27	99.87

性状	P₁平均值	P₂平均值	F₁平均值	F₂变异范围
抽薹时间	52.0	34.0	38.0	32.0~52.0
开花时间	56.0	38.0	42.0	35.0~55.0

菜薹抽薹时间、开花时间QTL定位及候选基因分析

QTL Mapping and Candidate Gene Analysis for Bolting and Flowering Time of Flowering Chinese Cabbage

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QTL	性状	染色体	起始长度/cM	终止长度/cM	最大LOD值	贡献率/%
1.1	抽薹时间(BT)	07	74.205	74.538	35.96	57.55
1.2	抽薹时间(BT)	09	68.902	69.236	7.22	8.39
2.1	开花时间(FT)	07	74.205	74.538	35.84	56.51
2.2	开花时间(FT)	09	68.902	69.236	8.50	9.75

基因	类型	功能	通用名称
Bra004125	生长素应答因子8	调节雄蕊和雌蕊的成熟时间	ARF8
Bra004162	转录因子	调节次生壁的形成并控制开花时间	MYB92
Bra004165	钙结合蛋白CML24	控制调节花的发育时间	CML24

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