用全基因组关联分析筛选甘蓝型油菜叶片叶绿素含量候选基因

摘要

提高油菜产量是保障国家粮油安全的重要举措.作物"源""流""库"理论表明,充足的光合产物(源)是高产的前提,而叶绿素是直接参与光合作用的物质,因此,选育高叶绿素含量的甘蓝型油菜是提高产量的重要途径.本课题组前期对全球收集的588份优异油菜种质资源进行5X重测序,获得385,692个高质量SNP标记.利用SPAD-502叶绿素仪于2018—2019连续2年测定苗期完全伸展的叶片叶绿素总量,结合获得的SNP标记进行全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS),筛选与叶绿素含量显著关联的SNP位点.结果表明,2018年鉴定到5个显著关联的SNP位点,贡献率为5.51％～7.89％,其中S6_3493805位点贡献率最大;2019年检测到46个SNP位点,贡献率为7.29％～10.34％,其中S13_11413088位点贡献率最大.将显著关联SNP位点上下游各500 kb区间内的基因与参考基因组比对,初步筛选出2022个油菜基因.将其基因序列在拟南芥基因组内进行BLAST比对,结合前人已报道的拟南芥同源基因功能,筛选到23个候选基因,其中5个属于叶绿素合成途径同源基因.本研究结果为后续油菜叶片叶绿素含量的遗传改良奠定了基础.