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杨永庆(), 胡朋举, 宋亚辉, 金欣欣, 苏俏, 王瑾(
)
收稿日期:
2024-08-04
接受日期:
2024-09-09
出版日期:
2025-02-16
发布日期:
2025-02-24
通信作者:
联系方式:
杨永庆,Tel:13174505382;E-mail:yyq287346@163.com。
基金资助:
YANG YongQing(), HU PengJu, SONG YaHui, JIN XinXin, SU Qiao, WANG Jin(
)
Received:
2024-08-04
Accepted:
2024-09-09
Published:
2025-02-16
Online:
2025-02-24
摘要:
【目的】优质是花生育种的重要目标之一,而栽培花生遗传基础狭窄极大地限制了优质花生育种的效率,挖掘与品质相关的优异等位基因资源,为丰富栽培花生种质资源遗传多样性提供依据。【方法】以二倍体A基因组的A.villosa型野生花生种质PI 210553为供体,与栽培花生进行杂交选育,从中筛选具有野生血缘的超高油花生种质,并进一步利用该种质与栽培品种冀花5号构建的重组自交系(RIL)为材料,在3个环境下对花生4个品质性状进行遗传解析和QTL定位分析。【结果】从粤油551×PI 210553组合中筛选获得4份SW9721系列超高油种质,其中,SW9721-3含油量为62.50%,超国家花生高油标准7.5个百分点。RIL群体表型分析结果显示,受环境影响RIL群体品质性状平均值的变异幅度为11.02%—40.80%,它们之间相关系数为0.23—0.97(P<0.001),其中,含油量与蛋白含量、油酸含量与亚油酸含量之间关系密切。此外,品质性状的表型变异率为3.78%—10.61%,遗传率均在0.6以上,偏度和峰度的绝对值均小于1,其表型值分布基本符合正态分布。表明4个品质性状的表型变异主要受遗传调控,属于数量性状。QTL分析在3个环境下共检测到12个QTL位点,LOD值为3.26—17.82,可解释1.97%—24.56%的表型。其中,qPOC_7在所有环境下被稳定检测到,LOD值为6.01—17.82,可解释蛋白含量和含油量4.59%—24.56%的表型变异,含油量增效基因来源于SW9721-3,表明该QTL位点具有重要育种价值。根据qPOC_7双侧分子标记物理位置推测qPOC_7的关键调控基因位于第7染色体末端的426 363—606 659 bp范围内,候选区间大小约为180 kb。在候选区间内共包含22个注释基因,其中2个参与糖代谢的基因Ah.CKCA5J和Ah.805HV8被认为是qPOC_7的重要候选基因。【结论】获得一份超高油花生种质SW9721-3,并从中鉴定出一个具有重要育种价值的主效QTL位点qPOC_7。
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表1
SW9721系列材料主要农艺性状及品质特性"
家系 Line | 主茎 Stem (cm) | 侧枝 Branch (cm) | 分枝数 Branch number | 株型 Plant architecture | 百果重 Hundred pod weight (g) | 百仁重 Hundred seed weight (g) | 出米率 Shelling percent (%) | 含油量 Oil (%) | 蛋白含量 Protein (%) | 油酸 Oleic acid (%) | 亚油酸 Linoleic acid (%) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
SW9721-1 | 29.06 | 63.13 | 5.06 | 半直立 Semi-erect | 96 | 45 | 0.82 | 57.78 | 23.53 | 33.43 | 43.08 |
SW9721-2 | 36.75 | 51.75 | 7.25 | 半直立 Semi-erect | 94 | 36 | 0.75 | 58.72 | 22.45 | 45.12 | 31.82 |
SW9721-3 | 44.00 | 52.33 | 7.53 | 半直立Semi-erect | 147 | 59 | 0.70 | 62.50 | 21.95 | 48.60 | 33.76 |
SW9721-4 | 44.14 | 60.29 | 10.21 | 半直立 Semi-erect | 113 | 41 | 0.71 | 58.67 | 22.95 | 45.46 | 34.70 |
表2
花生RIL群体的表型变异分析"
性状 Trait | 年份 Year | 地点 Location | 亲本Parent | 重组自交系群体RIL population | hb2 | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
SW9721-3 | 冀花5号 Jihua 5 | 平均值 Mean | 偏差 SD | 变异率 CV (%) | 最小值 Min | 最大值 Max | 偏度 Skewness | 峰度 Kurtosis | ||||
含油量 Oil content | 2013 | NC | 56.01 | 53.78 | 51.71 | 2.33 | 4.51 | 42.97 | 57.23 | -0.41 | 0.61 | 0.793 |
2013 | DS | 58.35 | 56.91 | 57.41 | 2.17 | 3.78 | 51.36 | 63.20 | -0.18 | -0.04 | ||
2011 | DS | 57.22 | 55.72 | 53.66 | 2.36 | 4.40 | 48.26 | 59.59 | -0.09 | -0.32 | ||
蛋白 Protein | 2013 | NC | 29.04 | 22.88 | 26.75 | 2.32 | 8.69 | 20.09 | 33.77 | 0.08 | 0.17 | 0.778 |
2013 | DS | 22.90 | 19.33 | 21.81 | 2.31 | 10.61 | 16.39 | 28.25 | 0.29 | -0.47 | ||
2011 | DS | 26.26 | 21.97 | 25.33 | 2.60 | 10.26 | 19.86 | 33.40 | 0.47 | -0.02 | ||
油酸 Oleic acid | 2013 | NC | 36.89 | 40.96 | 37.76 | 2.90 | 7.69 | 28.66 | 45.62 | -0.12 | 0.35 | 0.606 |
2013 | DS | 45.39 | 44.13 | 45.52 | 2.95 | 6.48 | 34.37 | 53.07 | -0.21 | 0.59 | ||
2011 | DS | 38.05 | 31.71 | 32.73 | 2.67 | 8.39 | 23.64 | 41.24 | -0.13 | 0.78 | ||
亚油酸 Linoleic acid | 2013 | NC | 42.57 | 39.84 | 42.71 | 2.37 | 5.55 | 36.83 | 49.18 | -0.04 | 0.20 | 0.637 |
2013 | DS | 36.17 | 37.11 | 36.27 | 2.32 | 6.40 | 30.66 | 44.95 | 0.15 | 0.54 | ||
2011 | DS | 39.81 | 44.44 | 43.53 | 2.21 | 5.07 | 36.35 | 49.47 | 0.09 | 0.28 |
表3
花生品质相关性状的QTL分析"
QTL | 性状 Traits | 年份 Year | 地点 Location | 染色体 Chromosome | 遗传位置 Position (cM) | 标记区间 Marker interval | LOD | 变异率 PVE (%) | 1)加性 效应 Additive | 置信区间 CI (95%) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
qOAC_6 | 油酸Oleic acid | 2013 | DS | 6 | 33 | Chr.6_1040901-Chr.6_1163254 | 3.448 | 3.836 | 0.718 | 32.5-34.5 |
qPOC_7 | 蛋白Protein | 2011 | DS | 7 | 0 | Chr.7_426363-Chr.7_606659 | 16.176 | 4.594 | 1.394 | 0-1.5 |
油Oil | 2013 | NC | 7 | 0 | Chr.7_426363-Chr.7_606659 | 6.011 | 7.502 | -0.731 | 0-1.5 | |
蛋白Protein | 2013 | NC | 7 | 0 | Chr.7_426363-Chr.7_606659 | 14.665 | 16.624 | 1.097 | 0-0.5 | |
蛋白Protein | 2013 | DS | 7 | 1 | Chr.7_426363-Chr.7_606659 | 17.174 | 24.565 | 1.188 | 0-1.5 | |
油Oil | 2011 | DS | 7 | 2 | Chr.7_426363-Chr.7_606659 | 13.454 | 17.579 | -1.260 | 0-5.5 | |
油Oil | 2013 | DS | 7 | 2 | Chr.7_426363-Chr.7_606659 | 17.823 | 10.562 | -1.053 | 0-3.5 | |
qLOAC_8 | 油酸Oleic acid | 2013 | DS | 8 | 82 | Chr.8_9806548-Chr.8_12067382 | 3.502 | 3.887 | 0.689 | 81.5-82.5 |
亚油酸 Linoleic acid | 2013 | DS | 8 | 82 | Chr.8_9806548-Chr.8_12067382 | 4.383 | 6.930 | -0.635 | 81.5-82.5 | |
qPC_9_1 | 蛋白Protein | 2013 | DS | 9 | 36 | Chr.9_3592725-Chr.9_3885505 | 5.777 | 7.114 | -0.636 | 34.5-38.5 |
qOC_11 | 油Oil | 2013 | NC | 11 | 232 | Chr.11_146976864-Chr.11_147333328 | 3.260 | 4.224 | 0.534 | 228.5-235.5 |
qLOAC_12 | 油酸Oleic acid | 2013 | DS | 12 | 258 | Chr.12_113403145-Chr.12_113753329 | 11.096 | 12.710 | -1.279 | 256.5-259.5 |
亚油酸 Linoleic acid | 2013 | DS | 12 | 259 | Chr.12_113753329-Chr.12_114140997 | 3.674 | 5.542 | 0.583 | 258.5-261.5 | |
qOC_13 | 油Oil | 2013 | NC | 13 | 142 | Chr.13_40358691-Chr.13_41117839 | 5.869 | 7.439 | -0.707 | 140.5-142.5 |
qOAC_14 | 油酸Oleic acid | 2011 | DS | 14 | 85 | Chr.14_5584603-Chr.14_6169675 | 4.154 | 5.537 | -0.731 | 84.5-85.5 |
qPC_15 | 蛋白Protein | 2013 | NC | 15 | 63 | Chr.15_16684152-Chr.15_16876297 | 5.795 | 5.944 | -0.643 | 62.5-64.5 |
qLOAC_18 | 油酸Oleic acid | 2013 | DS | 18 | 145 | Chr.18_127253379-Chr.18_127574947 | 10.376 | 11.767 | 1.210 | 142.5-146.5 |
亚油酸 Linoleic acid | 2013 | DS | 18 | 151 | Chr.18_127844934-Chr.18_128082442 | 6.846 | 10.514 | -0.789 | 146.5-151.5 | |
qLOAC_19 | 油酸Oleic acid | 2011 | DS | 19 | 81 | Chr.19_7524026-Chr.19_8013993 | 7.699 | 10.502 | 1.031 | 80.5-82.5 |
亚油酸 Linoleic acid | 2011 | DS | 19 | 81 | Chr.19_7524026-Chr.19_8013993 | 13.674 | 16.828 | -1.087 | 80.5-82.5 | |
油Oil | 2013 | DS | 19 | 82 | Chr.19_7524026-Chr.19_8013993 | 4.029 | 1.970 | 0.458 | 80.5-88.5 | |
qPC_20 | 蛋白Protein | 2013 | NC | 20 | 53 | Chr.20_26840433-Chr.20_27313971 | 4.809 | 4.897 | 0.571 | 51.5-53.5 |
表4
qPOC_7候选区间内基因注释"
基因ID Gene ID | 起始 Start (bp) | 终止 End (bp) | 结构域 Domain | 功能注释 Function annotation |
---|---|---|---|---|
Ah.CKCA5J | 417827 | 418374 | - | ADP葡萄糖合成酶ADP-glucose synthase (EC 2.7.7.27) |
Ah.5EZV1I | 430400 | 430608 | F-box\\WD40 | - |
Ah.LY7S5B | 443953 | 444160 | F-box | - |
Ah.RQVC78 | 448379 | 448503 | - | - |
Ah.9UY90I | 448898 | 448963 | - | 烯醇化酶Enolase (EC:4.2.1.1) |
Ah.Y5ZZLQ | 453738 | 454286 | - | 神经酰胺酶Ceramidase (EC:3.5.1.23) |
Ah.TSR8I7 | 465235 | 465885 | AAA-ATPase | RuvB-2类似蛋白酶RuvB-like protein 2 (EC:3.6.4.12) |
Ah.Q5U408 | 469703 | 470231 | - | 犰狳重复含蛋白8 Armadillo repeat-containing protein 8 |
Ah.V44IJD | 470925 | 471047 | - | RbcX伴侣蛋白Chaperonin-like RbcX protein |
Ah.IAUU74 | 476267 | 476605 | - | - |
Ah.K5EKT0 | 479599 | 481958 | L | 抗病蛋白Disease resistance protein |
Ah.M76BEQ | 486150 | 486157 | NB-ARC | 跨膜氨基酸转运蛋白Transmembrane amino acid transporter protein |
Ah.WQ43CN | 499558 | 499961 | - | 氨基酸转运蛋白Amino acid transporter protein |
Ah.805HV8 | 513622 | 514004 | - | 半乳糖醇-蔗糖半乳糖基转移酶 Probable galactinol-sucrose galactosyltransferase 1 (EC:2.4.1.38) |
Ah.29L1CF | 525724 | 525930 | - | - |
Ah.76FVS2 | 528409 | 528969 | POZ | 斑点型POZ蛋白Speckle-type POZ protein |
Ah.ZU2VWU | 549286 | 549294 | - | UMP 焦磷酸化酶UMP pyrophosphorylase (EC:2.4.2.9) |
Ah.0TKI11 | 549780 | 550463 | - | 胚胎发育晚期丰富蛋白Late embryogenesis abundant protein |
Ah.GJ51RN | 577341 | 577644 | CH | 负向运动蛋白Minus-end-directed kinesin |
Ah.8KGR77 | 583793 | 584881 | Winged helix-turn-helix | DNA修复调节Regulation of DNA repair |
Ah.VAAE0N | 585253 | 585629 | Protein kinase | 苏氨酸特异性蛋白激酶Threonine-specific protein kinase (EC:2.7.11.1) |
Ah.864J84 | 600588 | 600698 | - | 参与内质网到高尔基转运的膜蛋白 Membrane protein involved in ER to Golgi transport |
Ah.B8WNJH | 606120 | 606501 | - | 热激蛋白90 heat shock protein, HSP90 |
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