大白菜紫红色基因定位和候选基因分析

【摘要】紫红色大白菜（BrassicarapaL.ssp.pekinensis）中由于含有大量花青素苷（Anthocyanin）而呈现紫红色。花青素苷不仅赋予植物多彩的颜色，而且还具有重要的保健功能。大白菜花青素苷含量和成分的分析及紫红色性状基因的定位、候选基因的筛选研究，对大白菜叶色高效分子育种和探索花青素合成机制具有特殊重要意义。本研究用红叶芥菜与大白菜种间杂交获得的紫红色结球大白菜为实验材料对花青素苷的含量和成分测定，对紫红色性状基因进行连锁标记筛选、定位、候选基因筛选和转录组测序分析的研究，获得了以下研究成果：1.以紫红色大白菜自交系B90335-5和绿色自交系H165A为亲本，构建F2群体A12608，群体中只有2种叶色分离，即紫红色和绿色。F1共20株，19株紫红色，1株绿色；F2群体共288株，其中紫红色113株，绿色175株。因此紫红色性状遗传不符合孟德尔遗传规律。2.利用高效液相色谱－质谱联用技术（HPLC-MS）检测紫红色大白菜、红叶芥菜、红菜薹、紫色白菜和紫色结球甘蓝的花青素苷的含量和成分，结果是紫红色大白菜花青素苷总含量为604.03μg·g-1，鉴定出了20种花青素苷组分，其中矢车菊素苷17种，占花青素苷总含量的99.35%，飞燕草素苷2种占总花青素苷含量的0.59%，矮牵牛素苷1种，占花青素苷总含量的0.06%。紫色大白菜中含有特有2种的矢车菊素苷和1种矮牵牛素苷。3.利用混合群体分组分析法（BSA），在紫色基因池和绿色基因池间进行SSR和Indel标记筛选。找到9对连锁的Indel标记并构建连锁图谱，这些连锁标记位于大白菜A02染色体上，因此初步将紫色基因定位在大白菜A02染色体上，命名为Anm。该图谱覆盖基因组长度3.8cM，标记BrID10199、BrID11739、BrID101125位于Anm基因的一侧，与Anm基因的遗传距离分别为2.4cM、0.9cM、0.4cM，标记BrID111333、BrID10207、BrID11737、BrID11893、BrID101151位于Anm基因的另一侧，与Anm基因的遗传距离分别为1.5cM、1.3cM、0.7cM、0.6cM、0.1cM，标记BrID11131与Anm基因共分离。4.通过白菜基因组信息可以确定这9个连锁标记所在Scaffold，及确定A02上与拟南芥花青素合成相关基因的同源基因所在的Scaffold，通过分析二者在A02上Scaffold的物理位置，推测控制紫红色性状基因在Scaffold063至Scaffold007之间，这个区间共有7个同源基因，即Bra023441、Bra023594、Bra007957、Bra023602、Bra028793、Bra022700、Bra039763。5.对2株紫红色和2株绿色大白菜进行转录组测序，对白菜中与拟南芥花青素合成相关基因的同源基因进行表达量差异分析，找到了36个表达量上调的同源基因，其中位于A02染色体上的同源基因有6个，即Bra023441、Bra023594、Bra007957、Bra023602、Bra020688、Bra039763。6.利用荧光定量RT-PCR技术对在A02染色体上与花青素合成相关基因的同源基因分析，白菜基因Bra023441、Bra023594、Bra007957、Bra023602、Bra020688、Bra0202700和Bra032010在紫红色大白菜中的表达量高于在绿色大白菜中的表达量，推测这7个基因为可能的候选基因。7.综上所述，筛选出大白菜紫红色性状基因的候选基因4个，即Bra023441、Bra023594、Bra007957、Bra023602。
【作者】张淑江；
【导师】孙日飞；
【作者基本信息】中国农业科学院，蔬菜学，2014，博士
【关键词】大白菜；花青素苷；连锁图；转录组；

【参考文献】
[1]于琨.一个嵌入式客户端C/S系统的研究与应用[D].大连理工大学,计算机应用技术,2004,硕士.
[2]王立明.霍州煤电循环经济管理系统设计与实现[D].河北工程大学,计算机应用技术,2012,硕士.
[3]徐敬领,刘洛夫,邹长春,张亚雄.精细井—震标定研究沉积层序旋回的方法[J].石油地球物理勘探,2012,06:990-997+1024+843.
[4]黄弦超,张粒子,舒隽,莫小燕.配电网检修计划优化模型[J].电力系统自动化,2007,01:33-37.
[5]汤菊萍.N_p-可补子群对群构造的影响[D].扬州大学,基础数学,2012,硕士.
[6]马俊文.安德生菊石科的新材料[J].江西地质科技.1995(03)
[7]熊汉敏.文化创新在推动企业持续成长中的作用研究[D].山西师范大学,行政管理,2013,硕士.
[8]封盛.论侵权责任法所保护的民事利益[D].华东政法大学,民商法学,2012,硕士.
[9]张翠爱.新编高中语文教材（人教版）情感目标构成研究[D].华东师范大学,教育,2002,硕士.
[10]许巧情.湖泊不同利用方式对底栖动物群落的影响[D].华中农业大学,水生生物学,2001,硕士.
[11]闫峻,刘海泉,宋传中,徐夕生,安亚军,刘佳,戴立群.长江中下游繁昌-宁芜火山盆地火山岩锆石U-Pb年代学及其地质意义[J].科学通报,2009,12:1716-1724.
[12]冯超.基于杨梅RNA-Seq的密码子偏好性与果实品质功能基因转录特性分析[D].浙江大学,果树学,2014,博士.
[13]本报记者胡琴.新材料界的那些“宠儿”[N].江苏科技报,2015-04-27A03.
[14]何伟荣.我国保险网络营销渠道策略研究[D].河北经贸大学,保险（专业学位）,2014,硕士.
[15]李贺.工程量清单计价模式下工程价款的形成与实现研究[D].天津理工大学,技术经济及管理,2013,硕士.
[16]龚成师.基于氧化石墨烯纳米片柔性三维结构的制备及其在电化学电容器中的应用[D].兰州大学,2014.
[17]蒋克平.《水经注》引小说研究[D].华侨大学,中国语言文学,2014,硕士.
[18]彭杰.多画面工业智能触摸屏在复合矫直机上的应用[J].一重技术.2001(04)
[19]陈玥衣.思想政治教育的社会管理功能研究[D].北京交通大学,2014.
[20]阎瑾.冗余及其功能探析[D].湖南师范大学,英语语言文学,2004,硕士.
[21]张磊.中强度静磁场对肿瘤细胞生长的生物学效应研究[D].苏州大学,发育生物学,2013,硕士.
[22]付融冰,杨兰琴,冯雷雨,郭伟.氮掺杂石墨烯的一步法低温合成及用作微生物燃料电池阴极催化剂的产电特性[J].高等学校化学学报,2014,04:825-830.
[23]许加林.我国证券公司治理研究[D].上海交通大学,高级工商管理（EMBA）,2013,硕士.
[24]李刚.煤炭含量智能化检测数据处理系统的设计与应用[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[25]姜玉宪.伺服系统低速跳动问题[J].自动化学报,1982,02:136-144.
[26]PanXunyi.The Composing Processes of Six Chinese EFL Learners: An Exploratory Study[D].浙江大学,LinguisticsandAppliedLinguistics,2004,硕士.
[27]邱飞岳,杨斌,王永固.虚拟社群结构特征可视化呈现的社会网络布局算法研究[J].计算机应用与软件,2012,07:60-62+136.
[28]任丹.上市公司虚假会计信息披露的经济学分析及对策研究[D].沈阳工业大学,会计学,2004,硕士.
[29]罗熹.基于新浪微博的移动社交网络复杂特性研究[D].武汉理工大学,应用数学,2012,硕士.
[30]李庆彬.砂/泥岩界面垂直裂缝扩展规律研究[D].东北石油大学,机械设计及理论,2013,硕士.
[31]韩献光,席裕庚,张钟俊.自主车技术[J].自动化学报,1992,05:513-521.
[32]赵俊莹.基于ASPNET的智能车自主学习平台的设计与实现[D].山东师范大学,教育技术学,2013,硕士.
[33]左松.激素对人骨髓间充质干细胞凋亡及神经肽受体基因表达的影响[D].郑州大学,外科学,2013,硕士.
[34]徐婉莉.温州地区设施栽培蔬菜病虫害调查及三个主要病虫害的防治试验[D].南京农业大学,农业推广,2012,硕士.
[35]马超.当今书法高考与高校书法教育联系性思考[J].书法,2014,05:51-53.
[36]严石静.石墨烯衍生物及其聚酰亚胺纳米复合膜的制备[D].华南理工大学,2014.
[37]朱伸兵.玻璃纤维/PDCPD增强复合材料制备及性能研究[D].河南科技大学,高分子化学与物理,2013,硕士.
[38]杨振宇.城市公交服务可靠性改善方法研究[D].北京交通大学,2015.
[39]刘粉林,王银河,张嗣瀛.具有不确定未知界的相似组合系统的鲁棒分散输出控制[J].自动化学报,2000,03:332-338.
[40]李小兵.硕士研究生毕业设计报告[D].中国音乐学院,音乐学,2014,硕士.
[41]朱峰,解鹏,文希贤.渭河咸阳城区段综合治理工程泄洪浑水渠宽度分析[J].水利规划与设计.2005(04)
[42]何通能,安康,逯峰.基于模糊PI控制的三相船用逆变电源研究[J].浙江工业大学学报,2013,02:222-227.
[43]杨云.非自治吊桥方程解的渐近行为[D].西北师范大学,应用数学,2013,硕士.
[44]谢晓江.南京市人口总量规划[D].安徽大学,人口学,2013,硕士.
[45]耿晔.试析墨菲的竞争多元民主理论[D].辽宁大学,马克思主义哲学,2012,硕士.
[46]娜日苏.托尔斯泰女性观与三个女性形象[D].内蒙古师范大学,比较文学与世界文学,2013,硕士.
[47]孙标,冯浩,刘国安.前馈神经网络的增广PIDBP学习算法[J].冶金自动化,2003,S1:309-311.
[48]俞方桦.互联网信息资源整合研究[D].东华大学,2001.
[49]叶婷婷.协作通信系统中空时频码性能研究[D].杭州电子科技大学,通信与信息系统,2011,硕士.
[50]徐志波.三峡水库典型消落区生态系统不同高程CO_2和N_2O排放研究[D].西南大学,环境工程,2013,硕士.