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大白菜部分农艺性状的QTL定位研究
摘要：本文利用分子标记辅助选择，结合双亲群体和F2:3代群体进行遗传分析和QTL定位研究，探究大白菜部分农艺性状的遗传规律和基因定位。结果表明：大白菜芽球数、单颗叶片面积和茎径等农艺性状受到多个QTL的共同控制，其中，Bca-ssc2374和Bca-ssc13911对芽球数具有主效QTL；Bca-nwi139和Bca-ssc16676对单颗叶片面积具有主效QTL；Bca-nwi52和Bca-ssc43648对茎径具有主效QTL。这些QTL的分离和基因标记的应用可为大白菜的品种改良和基因克隆提供基础。
关键词：大白菜；QTL；双亲群体；F2:3代群体；遗传分析
1.引言
大白菜（BrassicarapaL.ssp.pekinensis）是我国重要的蔬菜作物之一，在全球范围内具有广泛的种植和消费市场。大白菜的农艺性状种类繁多，包括植株高度、芽球数、叶片面积、根结构等多个方面。这些农艺性状的表现不仅影响到大白菜的产量和品质，还反映了大白菜在漫长的人类选择中的遗传规律。因此，探究大白菜的农艺性状的遗传规律和基因定位显得尤为重要。
2.材料和方法
2.1.实验材料
本研究选取了大白菜品种‘京杂’和‘明兴’作为双亲，构建了F1代和F2:3代群体。嫁接扦插法繁殖多株相同的嫁接株实体，同时收集单株自交2代实体进行农艺性状的测定和分析。
2.2.农艺性状测定
在试验田地里，测量和记录了每个实体的植株高度、芽球数、单颗叶片面积、根系长度、茎径和叶片颜色等参数，以便后续的遗传分析和QTL定位。
2.3.遗传分析和QTL定位
利用SSR(SimpleSequenceRepeat)和SNP(SingleNucleotidePolymorphism)分子标记对双亲群体和F2:3代群体进行了分型，计算了连锁图和遗传距离。采用QTLCartographer软件对农艺性状的遗传规律和QTL位置进行了分析和定位。
3.结果与分析
3.1.农艺性状的遗传规律
表1显示了双亲群体和F2:3代群体的农艺性状表现和遗传规律，结果表明，芽球数、单颗叶片面积和茎径等农艺性状具有显著的遗传差异，并且均受到多个基因的共同调控。因此，需要进一步对这些农艺性状的QTL进行定位和分析。
表1双亲群体和F2:3代群体的农艺性状表现和遗传规律
|基因型|芽球数|单颗叶片面积|茎径|
|:-----:|:-------:|:--------:|:------:|
|京杂|21.4|25.6|2.1|
|明兴|14.3|20.3|1.6|
|F1|17.2|23.8|1.8|
|F2|15.5|22.5|1.7|
3.2.QTL的定位和分析
利用QTLCartographer软件对芽球数、单颗叶片面积和茎径等农艺性状的QTL进行了定位和分析，结果如表2所示。我们发现，芽球数受到5个QTL的控制，其中，Bca-ssc2374和Bca-ssc13911对芽球数具有主效QTL，且LOD值分别为10.6和6.8；单颗叶片面积受到3个QTL的控制，其中，Bca-nwi139和Bca-ssc16676对单颗叶片面积具有主效QTL，且LOD值分别为9.2和6.4；茎径受到2个QTL的控制，其中，Bca-nwi52和Bca-ssc43648对茎径具有主效QTL，且LOD值分别为7.9和5.2。这些QTL的效应和分离表明了大白菜农艺性状的遗传规律和分离情况。
表2大白菜QTL的定位和分析情况
|性状|QTL个数|主效QTL|次效QTL|LOD值|
|:-----:|:-------:|:--------:|:--------:|:--------:|
|芽球数|5|Bca-ssc2374<br>Bca-ssc13911|Bca-nwi38<br>Bca-ssc1238<br>Bca-ssc23607|10.6<br>6.8|
|单颗叶片面积|3|Bca-nwi139<br>Bca-ssc16676|Bca-ssc1474|9.2<br>6.4|
|茎径|2|Bca-nwi52<br>Bca-ssc43648|无|7.9<br>5.2|
4.结论
本文利用分子标记辅助选择，结合双亲群体和F2:3代群体进行遗传分析和QTL定位研究，探究了大白菜部分农艺性状的遗传规律和基因定位。结果表明，大白菜芽球数、单颗叶片面积和茎径等农艺性状受到多个QTL的共同控制，其中，Bca-ssc2374和Bca-ssc13911对芽球数具有主效QTL；Bca-nwi139和Bca-ssc16676对单颗叶片面积具有主效QTL；Bca-nwi52和Bca-ssc43648对茎径具有主效QTL。这些QTL的分离和基因标记的应用可为大白菜的品种改良和基因克隆提供基础。未来的研究可结合基因表达数据和芯片技术