不同遗传来源黄黑籽甘蓝型油菜中类黄酮途径关键基因表达特征与eQTL分析

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1、西南大学硕士学位论文2．3．2甘蓝型油菜类黄酮途径重要基因序列分析与引物设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．142．3．3类黄酮途径关键基因的组织表达特异性分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．152．3．4不同遗传来源的黄黑籽甘蓝型油菜中类黄酮途径关键基因表达模式分析⋯．．182．4讨论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．22第三章类黄酮生物合成途径关键基因eQTL分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯253．1群体材料⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯253．2实验方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

2、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯253．2．1核酸的提取与检测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．253．2．2类黄酮生物合成途径基因的eQTL分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．253．3结果与分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯253．3．1类黄酮生物合成途径中关键基因表达水平的分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．253．3．2类黄酮生物合成基因的eQTL定位分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．273．4讨论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．313．4．

3、1利用eQTL方法构建甘蓝型油菜基因调控网络⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．313．4．2eQTL区间可能存在与种皮色泽相关的重要上游调控因子⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯31参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．35致{射⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯43发表论文及参加课题一览表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一45摘要不同遗传来源黄黑籽甘蓝型油菜中类黄酮途径关键基因表达特征与eQTL分析作物遗传育种专业硕士研究生王敏指导教师李加纳博导、教授油菜种皮中富

4、含的多酚类物质与脂溶性色素会严重影响菜籽品质和饼粕饲用价值，而黄籽油菜具有皮薄、蛋白质和含油量高、色素及多酚类物质含量低等优点，因此，甘蓝型油菜黄籽品种的选育是油菜育种的一个重要主攻方向。目前，重庆市油菜工程技术研究中心已从甘蓝型油菜中克隆了20多个与油菜色素合成相关的调控基因和关键酶基因家族，同时，在A09染色体上确定了一个影响种皮色泽的主效QTL(BnSCA09)，但要明确种皮色泽的候选基因，揭示其下游调控网络与黄籽形成的分子机制，还有许多问题有待于进一步的研究。本研究以三对不同遗传来源的黄黑籽甘蓝型油菜不同发育时期各组织器官为材料，采用qRT-

5、PCR方法检测19个参与类黄酮途径关键基因的表达特征，确定各基因在不同遗传背景下组织器官的表达特异性。同时，以高世代重组自交系群体(已构建高密度遗传连锁图谱)花后30天种子总RNA为对象，采用qRT-PCR方法对各基因表达量进行了分析，然后以基因在群体株系中的表达量为考察性状，用QTL分析软件WindowsQTLCartographer2．5及复合区间作医](compositeintervalmapping，CIM)法对基因的表达量进行eQTL分析，分析各基因在染色体上的位置及存在的eQTL热点区域。其主要结论如下：1．不同遗传来源黄黑籽甘蓝型油菜中

6、类黄酮途径关键基因表达特征分析本研究以三对不同遗传来源的黄黑籽甘蓝型油菜的根、茎、叶、蕾、花、荚果皮和种子(花后10，20，30，40和50天)等12个不同组织器官为材料，采用qRT-PCR方法对19个参与类黄酮合成途径的关键基因进行了器官组织的特异性检测和表达模式分析。结果表明：在组织器官特异性方面，13个基因表现为组织器官的特异性表达，其中BnTT3、BnTTl8、B咒删、Bnl7"12、BnTTl9、Bnl7"10、BnAHAIO、BnTT2、Bni7"8、BnTTl6、BnTTG2和BnTTl主要在不同发育时期的种子中表达；BnPAPl在花中

7、特异性表达；另外6个在各组织器官中均表达(B咒刚，BnTT5，BnTT6、BnTT7、BnTTGl和曰咒刚5)。在表达模式方面，14个基因在不同发育时期种子中的表达模式相似，不同材料间仅存在西南大学硕士学位论文表达量上的差异，而基因BnTT5、BnTT7、BnTTl0、BnTTGl和BnPAPl表达模式存在不同程度的变异，在量上也存在一定差异，表明不同遗传来源黄黑籽甘蓝型油菜种子中类黄酮物质的合成途径相同，只是合成速率存在一定的差异。上述结果表明参与类黄酮途径基因的表达模式可能不受材料遗传背景的影响或影响较小，且从基因表达模式中可以看出种子发育的中后

8、期是甘蓝型油菜黄黑籽种皮差异形成的关键时期。因此，与拟南芥不同，引起甘蓝型油菜种皮差异的代谢机理较为复杂，单