2017年12月7日,中国农业科学院蔬菜花卉研究所甘蓝青花菜研究团队在遗传定位经典期刊Theoretical and Applied Genetics(2023IF=5.4,Q1)上发表了题为“QTL-seq for rapid identification of candidate genes for flowering time in broccoli × cabbage”的研究论文。论文第一作者是舒金帅博士,通讯作者是刘玉梅研究员。
开花是青花菜和甘蓝杂交育种的一个重要农艺性状,但这一过程背后的遗传机制尚不清楚。用自交系“195”(晚花)和“93219”(早花)杂交的BC1P1、BC1P2、F2和F2:3群体进行分离分析表明,开花时间是一个数量性状。接下来,采用基于下一代测序的全基因组QTL-seq策略,作者利用一个F2作图群体,将开花性状定位在甘蓝2号染色体上,命名为Ef2.1,确定了一个主要的基因组区域,该区域包含了一个开花时间较长的QTL。基于插入或缺失标记的经典QTL定位进一步验证了Ef2.1,解释了F2和F2:3群体表型变异的51.5%(LOD=37.67)和54.0%(LOD=40.5)。结合QTL-seq和经典QTL分析,将Ef1.1缩小到一个228kb的基因组区域,包含29个基因。在该区域发现了一个甘蓝基因Bol024659,它与拟南芥中控制开花的主效基因GRF6同源,命名为BolGRF6。对BolGRF6基因表达水平的定量逆转录聚合酶链式反应(QRT-PCR)研究表明,BolGRF6基因在早花品种中的表达水平显著高于对照。综上所述,作者的结果支持BolGRF6基因可能是青花菜品系93219早花的候选基因。确定的候选基因组区域和基因可能有助于分子育种,以改善青花菜和甘蓝的开花时间。
Frequency distributionof flowering time in BC1P1, BC2P2, F2, and F2:3 populations in winter 2014 and 2015 greenhouse experiments. a Frequency of days to flowering after transplanting BC1P1 populations in winter 2014. b Frequency of days to flowering after transplanting of BC1P2 populations in winter 2014. c Frequency of days to flowering after transplanting of F2 populations in winter 2014. d Frequency of flowering times F2:3 populations in winter 2015
Fig.2 SNP-index and ∆(SNP-index) graphs of the two extreme pools. abs absolute value
调查方法:从定植后,到第一朵花完全开放的时间定位它的开花时间。