全 文 ：园 艺 学 报 2003，30(4)：421—426
Aeta Hortieultume Siniea
芥蓝 ×甘蓝的F2群体抽薹期性状 QTLs的 RAPD标记
陈书霞 王晓武2 方智远2 程智慧 孙培田2
( 西北农林科技大学园艺学院，杨凌 712100； 中国农业科学院蔬菜花卉研究所 ，北京 100081)
摘 要：利用芥蓝 C1 12×甘蓝秋缸Ⅵ杂交组合的F2作图群体的 RAPD标记连锁图进行了 19个农艺学性
状的QTL定位研究，在 9个连锁群上共定位了28个 QTL位点。其中控制抽薹期 、开花期、株高 (4月 27日
调查)的 QTL各 3个；控制伸展度、株高 (4月 20日调查 )、叶柄长 QTL各 2个；控制茎高、叶数、叶宽
(4月 27日调查)的 QTL各 1个 ；控制叶宽 (5月 11日调查)的 QTL有 5个。
关键词：抽薹开花期 ；RAPD标记 ；连锁图；QTL；甘蓝；芥蓝
中图分类号 ：S 635 文献标识码：A 文章编号 ：0513—353X (2003)04-0421—06
作物数量性状的研究一直是个重要领域。但在实际育种工作中，有关数量性状的选择时期及预测
的选择效果并不理想。人们并不知道 ，关于某一个数量性状到底有几个基因在起作用 ，这些基因又定
位于何处【¨。分子标记系统及分子连锁图的制作，为解决此类问题提供了新的思路及途径。在甘蓝
(Brassica oleracea vaLr．capitata L．)上，目前已有 9个连锁图问世，其中所含标记数目最多的是 Cheung
所构建的连锁图，共含 310个标记 ，覆盖全基因组的 1606 cM j。利用高密的分子连锁图，可以进行
重要数量性状的 QTL作图，如抽穗期【3】、开花时间L4j、产量、果实及种子成分含量等；可以推算出
数量性状的基因数目，确定 QTL在染色体的位置及测定单个基因的效应等，从而为分子标记辅助育
种及提高育种选择效率奠定良好的基础。甘蓝的抽薹期性状表现为连续变异的数量性状 ，为了提高选
择的预测效应，作者对芥蓝 ×甘蓝的 F2群体抽薹开花期性状进行了分子标记及定位研究。
1 材料与方法
亲本材料由中国农科院蔬菜花卉所提供。以高代 自交纯合的甘蓝 ‘秋 Y7’为父本 (P2)，以经 6
代 自交的芥蓝 ‘C100_12’为母本 (P1)，以其 F2为作图群体。1995年底在该所试验场种植 Pl、t2，1996
年春杂交获得 F1种子，同时亲本套袋 自交留种。1996年底种植 P1、P2和 F1，1997年春初步考察 P1、
P2和 Fl的抽薹期、开花期、株高、开展度、茎高、花色等农艺性状。1997年底播种亲本及 Fl自交所
得的 F2种子。1998年 3月 25 13定植大田。Pl、P2各种植 15株，F2种植 120株，田间常规管理。
抽薹期指从定植到现蕾后花茎抽出5 em时的天数；开花期指定植到第 1朵花开放时的天数，4月
7 13～6月 12 13，每隔一天或两天调查 1次。伸展度指测量时植株伸展纵横径的平均值；株高指各单
株的自然高度的平均值；茎高指各单株地面以上根茎处至始抽薹部分高度平均值，于4月 20 13、4月
27 13、5月 11 13调查 3份。叶数指测量时植株下部茎未伸长时呈伸展态的叶片数；叶柄长、叶片宽
和长以植株茎未伸长时中部的功能叶为准，每株测5片，取平均值 ，于 4月 27 13和 5月 11 13调查两
次。以上所有材料调查后，按单株取样立刻提取 DNA或置于 一20℃短时贮存到 DNA提取。
对亲本 Pl、P2、Fl以及在 F2群体中随机抽取 96个个体进行 RAPD分析。DNA的提取及 RAPD反
应参照王晓武 ]的方法。利用 Mapmaker Version 3．0进行图谱构建，以所构建的图谱为给定染色体，
璺 Q 在全基因组内对所考察数量性状进行 QTL定位分析及遗传参数确定。
收稿日期 ：2002—10—18；修回日期：2003—04—21
基金项 目：农业部蔬菜遗传与生理重点实验室资助
*通讯作者。刘玉梅，杨丽梅，庄木为作者之一。
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4期 陈书霞等：芥蓝×甘蓝的F2群体抽薹期性状 QI1_s的 RAPD标记 423
2．2 RAPD连锁图的构建
利用 Mapmaker／exp Version 3．0软件对 F2分离群体 RAPD标记进行连锁图谱构建 ，通过比较所有
可能的图谱，这样建立 9个主要的连锁群，包含 58个标记，覆盖基因组总长度的 555．7 cM【6]。96个
标记中有 69个标记被分成 14个连锁群，另外 27个标记不与任何标记连锁，这表明 96个标记代表了
B．oleracea基因组 41个独立的座位。所构建的连锁图在文献 J中有详细描述。
2．3 IL定位分析
利用 Mapmaker／QTL 1．1软件，在全基因组中逐一对各个数量性状进行扫描，搜寻可能的 qlL位点。
2．3．1 呈正态分布的数量性状的 及其分布 在全基因组中对控制叶宽的 Q1L进行扫描 ，影响叶
宽 (日期 05—11)的 5个 ql_j分别位于 LG2、LG6、LG7等 3条连锁群上。单个 QTL的加性效应对叶宽
遗传变异的贡献率为 13．9％ ～64％，其中有4个主效基因，一个微效基因。在 LG2和LG6上各扫描到
两个 qlL位点。LG2连锁群上的两个 QTL一个位于标记 U16—1400处，只解释该性状变异的 13．9％，
另一个 qlL距标记 B12—1904 32．0 cM，控制叶宽变异的 57．2％。LG6连锁群上的 qlL为两个主效基
因。第 5个 QI"L位于连锁群 LG7上，在标记 TO4—0650处，呈加性一显性效应。当采用联合分析时，
联合解释该性状变异的 89．9％，低于单个 QTL解释的变异之和，说明这些 qlL位点的作用相互重叠
或有相互抑制作用。从对叶宽进行 ql_j扫描分析发现，控制叶宽 (05．11)的QrⅡs多于控制叶宽 (04—
27)的 Q 。其原因可能是，某些控制基因随叶片的增宽而启动表达。
在全基因组中对控制伸展度的qlL进行扫描 ，在连锁群 LG2和 LG7上各找到一个控制伸展度 (CI5—
11)的qlL。后者的加性效应对伸展度遗传变异的贡献比较大，为 45．1％，属于主效基因。前者的加性
效应对伸展度遗传变异的贡献比较小，属微效基因。当采用联合分析时，这两个 qlL位点联合解释该性
状的50．2％，小于两个 qlL独立作用时解释变异的总和，说明两个 qlL之间存在互作效应。
2．3．2 呈偏态分布性状的 QTL定位 对株高 (05—11)和茎高 (5—11)进行 ql_j扫描，都未见 QTL位
点。也许是因为图谱密度不够造成的，也许是单个 qlL位点的作用微小，难以检测造成的。
分别对叶柄长 (04—27)和叶柄长 (05—11)进行 QTL扫描，两次的扫描结果 比较吻合，叶柄长
(04—27)的 ql_j位于 LG2连锁群的 012—1100处。其 LOD值为 2．29，叶柄长 (05—11)的 qlL位于距标
记 012—1100 10．0 cM处，LOD值为3．73，两次扫描到的qlL都为微效基因，且都呈正加性效应和正显
性效应。据此可以基本断定两次扫描结果为一个 QTL。该 ql_j对叶柄长的增加起促进作用。
2．3．3 呈双峰分布性状的 qlL定位 对抽薹时间进行 qlL扫描，发现 3个 qlL位点，分别位于连锁群
LG1、LG3、LG8上，均为主效基因，解释该性状变异的 82．8％ ～85．3％。未检测到微效基因。LG1上的
qlL位点位于标记 A03—3530和A03—1375之间，LOD值为 22．66，该位点对抽薹时间的控制呈现负加性一
负显性效应。在连锁群LG3上的 位点位于标记P09—1000和标记QOl—O5OO之间，LOD值为22．11，解
释抽薹时间变异的82．8％，该qlL位点也呈现负加性一负显性效应。位于LG8连锁群上的qlL位点位
于标记 U16-0300和Z20-0150之间，距 U16-0300 6．0 cM处。联合分析时，联合解释该性状变异的86．5％。
分别对伸展度 (04—20)和伸展度 (04—27)进行 ql_j扫描 ，得到两个 qlL。控制伸展度 (04．20)
的一个 qIL位于LG2上，距 012—1100 2．0 cM，另一个 QTL位于 LG7上距标记 NO6—0564 16．0 cM，两个
QTL解释的变异分别为 24．2％和 16．5％。控制伸展度 (04—27)的一个 QTL位于 LG2上 ，距标记 012—
1100 4．0 cM，而另一个位于 LG7上标记 TO4—0650处。分别解释该性状变异的 22．3％和 16．4％。可以
看出，随着植株的生长 ，QTL位点在连锁群上的位置稍有所变化。在整个生长期中，QI"L所起的作用
也有所不同。生长前期 (27日前)LG2上的ql_j起主效基因的作用，而 LG7上的 qlL起微效基因的
作用。而伸展度 (o5一l1)的 QTL扫描结果位于 LG2上的 crL只解释该性状变异的 12．9％，而位于
LG7上 ql_j解释该性状变异的 45．1％。这说明作物整个生长过程中基因的作用并非一成不变。
对株高 (04—20)进行扫描有两个 qlL位点分别在 LG8和 LG9连锁群上。前者解释该性状变异的
43．2％，属于主效基因，后者解释该性状变异的53．2％，也为主效基因。对株高 (04 27)进行 qlL
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424 园 艺 学 报 3O卷
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4期 陈书霞等：芥蓝 ×甘蓝的 F2群体抽薹期性状 1_s的 RAPD标记 425
3 讨论
3．1 芥蓝 ×甘蓝的 F2群体构建
利用芥蓝cIo0-l2和甘蓝秋 Y7构建 F2作图群体，主要旨在利用芥蓝早抽薹，而甘蓝抽薹晚，从而
形成 F2群体抽薹期的多态性。在 F2群体各单株间形成抽薹期农艺学性状的早晚差异，可以利用此群
体分析该群体抽薹期的 QTL。
3．2 控制农艺学性状发育的 QTL位点的变化
本研究表明，随着个体发育时期的变化，控制性状表达的 QTL位点也随之变化。但也有 QTL位
点在发育的不同时期都起作用。控制伸展度表达的 QTL位点在其发育的 3个不同时期都处于相同染
色体的相近位置。但随生长发育时期不同，QrL的具体位置也有所变化，同时该 QTL位点的效应或
方向也发生变化。在抽薹前期，LG8上的株高 QTL位点变化不大。但随着生育期的推进，该位点消
失。控制株高 (o4—20)的还有 LG9上的一个 QTL，但对株高 (o4—27)扫描时却未发现该 QTL位点 ，
而在 LG2、LG3上各增加了 1个 QTL。在对株高 (05—11)进行 QTL检测时，未检测到 QTL位点。
控制茎高的 QTL位点也随着发育时期而发生变化。LG6上的 1个 QTL对早期都起作用，后期作用消
失。控制叶数和叶柄长的 QTL位点基本上无变化，但控制叶宽的 QTL位点随着生育期的推进而增多。
3．3 相关性状的 QTL位点的分布
检测到的株高、抽薹期和开花期的 QTL在 Brassica oleracea L．连锁群的分布比较广泛 ，而且影响
相关性状的一些QTL位于同一染色体的相同或邻近区段上。影响株高的QTL(位于LG8上的QTL)和
抽薹期的 1个 QTL位于 LG8连锁群的邻近区段上。控制开花期的两个 QTL和控制抽薹期的两个 QTL
分别位于 LG1和 LG3的相同区段上。
所检测到的控制伸展度的 1个 QTL和控制叶柄长的 1个 QTL都位于 LG2标记 O12。1000和 U16—
0510之间。这可能是叶柄长作为伸展度的组成部分在遗传基础上的反应。可以推测，这些影响相关
性状的QTL定位在相同连锁群的同一区段可能是这些性状存在相关关系的原因 ]。然而，应该看到
这些性状有其独立的一面。如控制开花期和抽薹期的 QTL位点也定位在不同的染色体上。在叶柄长
和伸展度的关系上也有类似特点。相关性状的 QTL位点分布在同一连锁群的相近区段的事实说明了
相关性状相关关系的基础是不同的 QTL的紧密连锁或一因多效E83。
3．4 同一染色体上 QTL分布特点
从图 1中可见，控制抽薹期、开花期及各农艺性状的 QTL在基因组中并非是均匀分布的，而是
分布在除 I_G4外的 8个连锁群上。在水稻株高及其构成因素的 QTLs的检测上也出现此种现象 ]。每
条染色体也并非均匀分布而是集中在某些区间，LG2连锁群上标记 O12—1100和U16—0510之间同时存
在影响叶柄长 、叶宽 、伸展度 3个性状的 QTL。距 O12—1100约为 4．0 cM。在同一连锁群上 ，在标记
T04-0300和标记 B12—1904之间同时存在株高、叶宽、开花时间3个性状的 QTL，距 B14-1904都约为
30 cM。此外，集中分布控制 2个或 3个性状的 QTL的区间有 5个，分别位于 LG1、LG6、LG8、LG7
上。这些 QTL的集中分布可能是由于这些性状间存在相关性或这些相关性状由同一类 QTL控制。
参考文献：
1 Mather K．Biometrical Genetics．Iz,ndon ：Methuen， 1949．22l～223
2 CheungW Y，Cha／npagueG， Hubert N，et a1．~)nlparison ofthe geneticmaps of Brass／ca napus and Brass／caderacea．11le0r． App1． Gellet．，
1997，94：569—582
3 u z．Identifcation ofquantitativetraitloci(QⅡ )for heating date and plant heigItin cultivatedflee(O,yza sat／m L．)．11le0r．App1．Genet．，
1995，91：374～381
4 Kennard W C，Slocum M K， Figdore，et a1．Genetic analysis of morpholocigical variation in Brassk：a deracea usiI】g molecular mm ．Theor．
App1． Genet．， 1994，87：721～732
5 王晓武，方智远，孙培田，等．甘蓝显性雄性不育基因的延长随机引物扩增 DNA(ERPAD)标记．园艺学报，1999，26(1)：23 27
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426 园 艺 学 报 30卷
陈书霞，王晓武，
谭震波，沈利爽，
李春丽，郑康乐 ．
林鸿宣，庄杰云，
方智远，等．RAPD标记构建芥蓝 ×甘蓝分子标记连锁图．园艺学报 ，2002，29(3)：229—232
况浩池，等．水稻上部节间长度等数量性状基因的定位及其遗传效应分析．遗传学报，1996，23：(6)439—446
应用 RAPD标记检测与水稻株高和抽穗期有关的 Q11_s．遗传学报，1998，25：(1)34—39
钱惠荣，等．水稻株高及其构成因素数量性状基因座位的分子标记定位．作物学报，1996，22：(3)257～263
RAPD-based Analysis for the QTLs Related to Bolting Time Traits of F2
Population from Brassica oleracea var．capitata×B．oleracea var．alboglabra
Chen Shuxia ， Wang Xiaowu2， Fang Zhiyuan2， Cheng Zhihui ， and Sun Peitian2
( 凸 of Horticulture，Northwest Science and Technology Umvers@ of Agriculture and Forestry，Yangling 712100，China；
Institute of Vegetable Crops，China Academy ofAgricultural Sciences，neq／~ 100081，China)
Abstract：Quantitative trait loci(QTLs)of 19 agronomy traits were identifed using RAPD marker map de—
velopped from an F2 population by crossing Brassica oleracea var． capitata to B．oleracea var． alboglabra． Twen—
ty eight QTLs were mapped on 9 linkage groups．We found bolting time，flowering time and plant height(04—27)
controled by three QTLs respectively；；the plant size，plant height(04—20)and petiole length controled by 2
QTLs respectively；the stem height，leave number and leave width(04—27)controled by one QTL respectively；
there were 5 QTLs controling the trait of leave width (05—11)．
Key words：Bolting time；Flowering time；RAPD molecular；Linkage map；Quantitative trait loci(QTL)；
Brassica oleracea Var． capitata； B．oleracea Var． alboglabra
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