四倍体玫瑰形态特征的QTL分析

  摘要  

  玫瑰，属于蔷薇科蔷薇属一系列花大艳丽的栽培种，有二倍体和四倍体，目前是世界上最受欢迎的，以及商业上重要的观赏植物之一。玫瑰长久以来就象征着美丽和爱情，有多种浪漫的花语：爱情、美丽、勇敢，不同花的颜色代表不同的意义或爱情的语言。本研究利用最近开发的新的方法，基于已发布的玫瑰的高密度SNP连锁图谱，对分离的四倍体玫瑰进行数量性状QTL的检测，以揭示许多关键形态特征的遗传调控，同时有助于推进多倍体物种中的标记-性状探索的方法。

  材料与方法  

  材料：四倍体'K5'玫瑰群体，由对比品系P540和P867杂交获得。P540：母本，深红色花，茎和叶柄有刺，易患白粉病；P867：父本，浅橙色花，茎和叶柄上少或无刺，对白粉病抗性强  

  表型测量：3个地点进行表型的测量：荷兰的Wageningen（WAG），肯尼亚的两个生产地点：Nairobi(NAI)和Njoro(NJO)。  

  方法：TetraOrigin；one-stage versus two-stage analysis；single- versus multi-environm-ent analyses；single-marker ANOVA；Co-fact-or analysis；Genotypic information coefficier（GIC）。

  结果分析

  1. 一阶段线性混合模型与两阶段QTL分析

  一阶段分析用蓝色表示，两阶段分析用红色表示。一阶段方法较为强大，检测到更多的QTL位点，但总的来说，两种方法结果相似。

  2. 单环境与多环境QTL分析

  单环境分析结果为彩色虚线，多环境分析结果为实心黑线。在单环境分析中发现一些在多环境分析中不存在的QTL。但总体来说，两种分析结果较为相似。

  3. QTL等位基因组成确定

  对等位基因构型分析表明，至少有一个QTL峰可能被多个等位基因所影响。

  4. 单标记方差分析

  单标记方差分析结果为绿点，以IBD为基础的QTL分析为黑色线。在某些情况下，单标记方差分析检测QTL的能力更强，但总的来说，两种方法得到的结果相似。

  5.与以前检测到的QTL进行比较

  与之前研究结果比较，一些QTL已经在其他群体被检测到，一些则没有。

  6.共因子分析

  遗传共因子分析为绿色线条，原始QTL分析为黑色线条。将所有检测到的QTL作为遗传共因子纳入后续的在分析，大多数情况下，检测到的QTL对结果没有影响。本研究检测到一个新的QTL-ICM4，茎长性状，这个结果与结果2中的WAG_S下对茎长的检测结果一致。

  7.基因型信息系数（GIC）分析

  基于IBD概率，GIC可以认为是衡量我们对特定位置的亲本同源物遗传的确定程度。玫瑰1-7连锁群的分离标记等位基因在每个同源物的信息含量。h1-h4是亲本1，h5-h8是亲本2。

  文章总结

  一阶段分析与两阶段分析比较中，一阶段分析似乎更强大，但两阶段分析给出了相似的结果，与一阶段相比这种方法更易实现。  

  本研究发现大多数检测到的QTL在不同环境中都是健壮的，这表明可以在生产站点以外的位置成功地选择这些性状。  

  在本研究中用四倍体玫瑰进行分析，从总的来说，分析结果与二倍体研究结果吻合得很好。一些QTL在二倍体中发现，而在四倍体研究中没有，可能是倍性之间存在差异。只要在四倍体水平进行育种和生产，四倍体水平的QTL研究仍然比二倍体水平存在优势，而在二倍体水平上鉴定的标记不一定在四倍体上好用。