摘要
甘蓝型油菜是世界上一种重要的油料作物，同时也是植物蛋白的重要来源。我国为油菜生产大国，产量居于世界前列，菜籽油消费总量占世界消费总量的四分之一以上。所以，探究油菜种子油脂和蛋白质的积累机制及寻找相关候选基因，对甘蓝型油菜高含油量和高蛋白育种具有重要的意义。本研究以中双11（ZS11）和10D130为父母本通过单粒传法连续自交7代获得的含有169份株系的重组自交系群体（RIL）为试验材料，测定169份RIL群体在花后20 d、30 d和40 d的种子含油量和蛋白质含量，并对这些性状进行QTL定位，再挑选出两个含油量和蛋白质含量有显著差异的品系SNP64和SNP183进行转录组测序和差异基因分析，最后结合QTL和转录组筛选出不同时期内与蛋白质和含油量相关的候选基因。主要结果如下: 1、通过对169份重组自交系群体种子在发育阶段三个时期的含油量和蛋白质含量进行测定，结果表明大部分株系的含油量和蛋白质含量积累处于花后20 d到30 d且在花后30 d时基本趋于稳定，但在花后40 d时又略有降低，六个性状均呈现连续差异分布。 2、通过对相关性状进行QTL分析，定位到与含油量相关的QTL有27个，分布于A02、A03、A06、C01、C02、C03、C04、C06、C07和C09共十条染色体上，可解释的表型变异介于5.5％～8.97％;与蛋白质含量相关的QTL有5个，分布于A03、A06、C03、C07四条染色体上，可解释的表型变异为5.7％～6.85％。其中A03、A06和C07染色体上有连续的QTL分布（QTL成簇现象），A03和C02染色体上出现不同QTL的重叠区域（QTL富集现象）。 3、通过对甘蓝型油菜RIL群体中SNP183 vs SNP64在花后三个时期的籽粒进行转录组测序和差异基因表达分析，分别于三个时期筛选到4140、3208和4415个差异表达基因（DEGs）,三个时期共有的DEGs有762个，花后20 d的差异基因主要通过类黄酮生物合成、苯丙烷生物合成、氮代谢、淀粉和蔗糖代谢等途径来调控蛋白质和油脂的代谢，花后30 d的差异基因主要通过色氨酸代谢、脂肪酸降解、氧化磷酸化、碳水化合物分解代谢和种子油体生物发生等过程来调控，花后40 d的差异基因主要通过碳固定、苹果酸代谢、二羧酸盐代谢及角质、木栓素和蜡的生物合成等途径来调控。 4、结合QTL定位和转录组，并在TAIR网站（https://www.arabidopsis.org/）上进行相关基因的查询，最终筛选与含油量相关的候选基因在花后30 d有5个（BnaC01g10160D、BnaC02g02350D、BnaC03g17450D、BnaC03g69220D、BnaC02g05070D),花后 40 d 有 4 个(BnaC06g01580D、BnaC07g31020D、BnaA03g22360D、BnaC02g05070D);与蛋白质相关的候选基因在花后20 d有2个(BnaC03g34490D、BnaC03g34330D),花后30 d有4个(BnaA06g26160D、BnaA06g26800D、BnaC07g24160D、BnaA06g26320D)。这些基因主要参与碳水化合物代谢、氮代谢、类黄酮生物合成、脂肪酸合成、氨基酸合成以及各种相关酶的编码，并且这些基因的表达会受环境变化诱导，说明甘蓝型油菜种子蛋白质和油脂代谢是一个复杂的过程。 本研究通过QTL定位和转录组测序的结合来筛选在不同时期与油菜种子蛋白质和油脂合成相关的基因，结果可作为以后更深层次研究的起点，也为高品质油菜育种提供一些理论指导。
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