全 文 ：武汉植物学研究 2004，22(6)：482~485
Journal of Wuhan Botanical Research
甘蓝分子连锁图的构建与品质性状的QTL定位
胡学军h ，邹国林
(1．武汉大学生命科学学院，武汉 430072；2．武汉市教育科学研究院，武汉 430030)
摘 要 ：以两个不同生态型甘蓝(Brassica oleracea var．capitata)品种杂交得到的Fz代为作图群体，用 RAPD标记
构建甘 蓝分 子连锁图。通过对 520个随机引物进行筛选 ，236个 引物在两亲本间表现多态性 ，多态性 比例为
47．7 。选取 ii1个引物对群体进行分析，构建了一张含有 135个标记位点 ，9个连锁群 ，覆盖长度为 1 023．7 cM
的分子连锁图。利用该图谱对甘蓝叶球紧实度和中心柱长两性状进行了QTL定位分析。检测到 3个与叶球紧实度
相关的 QTL，总贡献率为 62．5 ；检测到 4个与中心柱长相关的 QTL，总贡献率为 59．1 。
关键词：甘蓝；分子连锁图；RAPD；QTL
中图分类号 ：Q943；$635 文献标识码：A 文章编号 ：1000—470X(2004)06—0482—04
Construction of a High—density M olecular Linkage M ap of Cabbage
and QTLs Mapping of Several Quality Traits
HU Xue—Jun “．ZOU Guo—Lin 。
(1．College D，Life Science，Wuhan University，Wuhan 430072，China，2．Wuhan Institute D，Educational
Science，W uhan 430030，China)
Abstract：A molecular linkage map of cabbage(Brassica oleracea var．capitata)was constructed
with a 130 F2 population from a cross of two cabbage cultivars using RAPD markers．The map
covered a total of 1 023．7 cM with an average interval 7．6 cM ．0n the basis of map．two agrono—
mic traits，leaf head compactness and core length were analysized by using Mapmaker QTL1．1．
Three QTLs for leaf head compactness(qLHC2，qLHC 3，口LHC 6)were located in 2nd，3rd and
6th linkage groups，they can explained about 62．5 of total phenotypic variation；four QTLs for
core length (qCL2a，qCL2b，qCL 3，qCL 7)were located in 2nd，3rd and 7th linkage groups．they
can explained about 59．1 9／5 of total phenotypic variation．
Key words：Cabbage(Brassica oleracea var．capitata)；Molecular linkage map；RAPD；QTL
甘蓝(Brassica oleracea var．capitata)系属十字
花科(Cruciferae)芸薹属(Brasica)的一大宗蔬菜。
甘蓝的适应性及抗逆性强，容易栽培，是我国各地普
遍栽培的一种重要蔬菜作物，分布地区广，栽培面积
大[1]，具有重要的经济价值和食用价值。因此开展对
其遗传学和分子生物学的研究十分必要。其中遗传
图谱的构建是遗传学研究的重要内容，又是作物资
源、育种及分子克隆等相关研究的理论依据和基础。
目前，甘蓝的遗传图谱多用 RFLP标记构建，由于
收稿日期：2004—06—07，修回日期 ：2004—08—16。
作者简介 ：胡学军(1965一)，男，硕士，主要从事生物教学研究。
通讯作者。
RFLP标记技术操作复杂、使用同位素、费用昂贵，
大大限制了其在实际中的应用，而 RAPD标记则无
上述缺点，且具通用性，因此利用 RAPD标记可快
速构建遗传图谱，是一种较为理想的方法。迄今，已
用 RAPD标记构建了多种蔬菜的分子连锁图 引。
利用 RAPD标记构建甘蓝分子连锁图在国内外少
见，且图谱饱和度低，未能覆盖整个基因组。
本研究以两个不同生态型甘蓝品种杂交建立的
Fz群体为基础，用 RAPD标记构建甘蓝高密度分子
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第 6期 胡学军等 ：甘蓝分子连锁图的构建与品质性状的 QTL定位 483
连锁图，并对甘蓝的 2个重要品质性状(叶球紧实度
和中心柱长)进行了QTL定位。
1 材料与方法
作图群体构建 以上海地方品种“黑叶小平头”
作父本(P )和英国的 UK55花药培养得到的纯和单
株作母本(P。)，配制杂交组合 F ，以F。群体为作图
群体。P 、P2、F 各种植 10株，F 代种植 130株。
基因组 DNA提取与模板制备 在生长初期剪
取叶片 1 g，采用CTAB法【7 分别提取亲本、F 及 F
单株总 DNA，琼脂糖凝胶电泳测定其 DNA浓度，
根据测定结果将各样品 DNA浓度调至 30 ng／,uL
做为 PCR扩增模板。
RAPD反应条件 RAPD引物来 自Operon公
司，26套共520个。RAPD反应参考文献E8-1的方法 ，
并进行优化。优化后的反应体系如下：10×bufer
2．5 L，MgC12 2 mmol／L，dNTP 0．2 mmol／L，
RAPD引物1 L(5 m)，Taq酶1U，模板30 ng，加
ddHzO至总体积为25 L，并加灭菌石蜡油15 L覆
盖反应混合物。反应程序为：94℃，1 rain；退火36℃，
1 min；延伸72℃，2 min；40个循环．最后72 C延伸
10 min。PCR产物用1．5 0A琼脂糖凝胶在1×TBE缓
冲 液 中 100 V 电泳 1 h，EB染 色，用 BioRadGel
Docl000进行凝胶分析和照相。
多态性引物和标记位点的筛选 用亲本 P 、P
和 F1基因组 DNA进行 RAPD扩增 ，筛选出具清晰
多态性扩增产物的 RAPD引物。
RAPD数据整理和分子连锁图构建 根据作图
软件处理要求将群体 RAPD扩增分析结果转换为
数字形式，有带赋值为“1”，无带赋值为“0”，对于带
型模糊不清或数据缺失的用“3”表示。使用 Map—
maker／Exp3．0软件 对¨RAPD数据进行分析。先用
Group命令将标记数据分成不同的连锁群(LoD一
3．0)，然后用 Order命令确定每个连锁群中标记排
列顺序(LOD=3．0)，对Conflict的标记使用 Try命
令来确定其最佳位置，然后用 Ripple命令对各连锁
群进行矫正。使用 Kosambi函数将重组值转换成图
距单位(centimorgan，cM)，将标记顺序及图距输入
Drawmap软件画出连锁图，并在 Coreldraw图形编
辑软件中进行编辑。
品质性状测定 在甘蓝成熟期分别调查亲本及
F 群体各单株的叶球紧实度和中心柱长，两性状参
照张 恩慧等 的方法[1]测定 ：叶球紧 实度 用公 式
— — 计算。其 中， 为叶球重，a／b取常数
_
a
． H ．Dz
b
0．523，H 为叶球高度，D为叶球横径。中心柱长：将
叶球中心纵剖，测量叶球基部至中心柱顶端的长度。
品质性状的QTL定位 用Mapmaker QTL1．1
软件分别对叶球紧实度和中心柱长两性状进行区间
作图定位分析，在整个染色体组中每隔 2 cM 进行 1
次基因存在的可能性扫描，当 LODe>3．0时即认定
该位置存在一个QTL。若在 1条染色体上存在 2个
或多个峰影响同一性状时则采用混合模型 ，固定
LoD值较大的QTL，再重新扫描整条染色体，当较
小的LOD值增加到2．O时，认为存在多个QTL位点。
2 结果与分析
2．1 亲本间的多态性分析
用 520个 RAPD引物在两亲本与 F 间进行筛
选，发现 495个引物可扩增出清晰可辨带型 ，其中
236个引物在两亲本间检测出多态性，多态性引物
的比例为 47．7 ，多态性水平较高，这与两亲本在
许多农艺性状上存在很大差异是一致的。
2．2 分子连锁图的构建
选取 ll1个 RAPD引物对 F 代单株进行 PCR
扩增分析，共检测到 135个多态性位点，利用 Map—
maker／Exp3．0软件将 135个多态性位点分成 9个
连锁群，构建的图谱覆盖长度 1 023．7 cM，标记间
平均距离为 7．6 cM(图 1)。
2．3 品质性状 QTL定位
将叶球紧实度和中心柱长数据进行统计分析作
出二维分布图(图 2、图 3)，从图中可以看出，两性状
在 Fz群体内表现为连续变异，且基本呈正态分布，
说明甘蓝叶球紧实度和中心柱长两性状为数量性
状，受多基因控制，适合进行 QTL定位研究。
利用 Mapmaker QTL1．1软件对甘蓝叶球紧实
度和中心柱长分别进行 QTL定位分析。对叶球紧
实度共检测到 3个 QTL位点 (qLHC2，qLHC3，
qLHC6)，分别位于第 2、3、6个连锁群上，3个 QTL
对表型变异的总贡献率为 62 5％．其中qLHC3效
应较大(32．3％)，具有主效基因的特征；对中心柱长
共检测到 4个 QTL(qCL2a，qCL2b，qCL3，qCL 7)，
1)Lincoln S，Daly M，Lander E．Constructing genetic maps with MAPMAKER／EXP3．0．Whitehead Institute Technica JReport．Cam—
bridge，M A．1992．
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484 武 汉 植 物 学 研 究 第 22卷
2
Ql5
P20
P09a
Y0I
Yl7
OIl
M05
Vl0
R08
Ol2
Ll0
Ul5a
V0l
Ul5b
T0l
Tl9
X20
qLHC2
0
7
l9
3l
37
46
59
70
83
97
Il0
l34
l47
l49
qCL2b I55
l6l
l70
l77
l8l
l88
l95
2l0
2l7
24l
3
L20
G03
Ll7
L02
Q2Oa
Q20b
S09
QOI
M 03
qLHC3
M 07
Al9
qCL3
P09b
Qo3
S0l
QI4a
SIl
Q14b
T20
Gl9c
Ql2a
Gl9a
F05
Gl9b
F0l
0
l8
23
29
37
49
67
77
89
95
l05
l09
Il5
l20
l27
l36
l42
l45
l49
l53
6
E0l
D20a
N04b
D20b
U0l a
U0lb
Vl9a
Ul3a
W O9
T03
T02
H20
O03
QI2b
A09
P0l
Pl7b
Z0l
Y03a
Bl4
Y03b
V09
C0la
Kll
X09
Ll2
C0lb
O0l
A03
F20a
F20b
0
6
l3
24
37
40
48
6l
69
73
8l
89
98
qLHC6 ll0
l27
l29
l4l
0．0
3 4
5．5
l3 3
l5 3
l6 6
7
4
图 1 甘蓝 RAPD分子连锁图
Fig．1 RAPD molecular linkage map in cabbage
图 2
Fig．2 Frequency
叶球紧实度 (g／cm。)
Leaf head compactness
叶球紧实度频率分布
distribution of leafhead compactness
>、
=
U
籁
．-
Z
30
25
2O
l 5
l 0
5
O
N09
Ul3b
J07a
V20
J07b
J07c
V l9b
Vl5
Z08
Zl0
Hl4
O20b
O20a
A Il
L07
W 06
M 0l
0
3
9
20
35
46
53
57
59
65
0
8
l2
22
28
3l
39
中心杜 K (cm)
Core length
9
HIl
H09
Nl8
Ill
PIl
Ol2
G20
Ol5a
Ol5b
X0l
DI8
D07
Ql8
M l3
ll5
GOl
Ql9
图 3 中心柱长频率分布
Fig．3 Frequency distribution of core length
● O h O ● 4 9 Ⅵ
8丌扯儿=4=j=={=}==儿 O 3 一 3 o7¨" ¨ "
7
a b ，
g
5 ¨ 2 ¨ O
仆=丰== == 一 5丌#=丰且=丰 O O 4 6 37 3 O O 6 7 57●
Z
C
a l b a b m耋三 啪枷 脚
雷
_|_
置 =：
圈 圈目冒 圉圉圉 褂圄嗣
蛋疆强强曩曩曩圈曩曩曩|_=：
目圈■瞳曩曩啊■■圈圜墨 一■圈■圈日 曩曩■
■墨|_
一=
量
=u 0 _10 Lu：Z
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第 6期 胡学军等 ：甘蓝分子连锁图的构建与品质性状的 QTL定位 485
分别位于第 2、3、7个连锁群上，4个 QTL对表型变
异的总贡献率为 59．1 。(见图 1和表 1、表 2)。
表 1 甘蓝叶球紧实度的QTL位置及效应
Table 1 QTI mapping of the leaf head compactness
trait in cabbage Fz progeny
表 2 甘蓝中心柱长的QTL位置及效应
Table 2 QTI mapping of the core length trait
in cabbage F2 progeny
3 讨论
3．1 RAPD反应条件的优化
由于 RAPD引物序列较短(10个碱基)，PCR
扩增结果往往不稳定，影响实验结果的可靠性和重
复性，因此必须对 RAPD反应条件进行优化。本研
究中通过实验对 PCR反应体 系中的模板浓度、
Mg 离子浓度和 Taq酶用量进行了优化，最终确定
模板 3O ng、Mg 2 mmol／L、Taq酶 1U用于甘蓝
基因组 RAPD扩增，提高了反应的稳定性和重复
性，有利于对群体进行 RAPD分析。
3．2 RAPD标记与遗传图谱构建
由于 RAPD标记为显性标记 ，而非共显性标
记，因此用 RAPD标记进行分析时需注意样品的基
因型类型，这对构建遗传图谱非常重要。
RAPD标记技术操作简单、花费少、多态性高、
引物具通用性，可在对物种没有任何分子生物学研
究的情况下，对其基因组进行研究分析 ，因此利用
RAPD标记能在较短时间内快速构建物种的遗传
图谱。本研究中构建的遗传图谱含 135个标记位点，
覆盖全基因组的 1 023．7 cM，标记分布较均匀，可
用于进行基因定位和分子标记辅助选择。
3．3 甘蓝品质性状 QTL定位与应用
蔬菜作物大多数重要的农艺性状如产量、熟性
和品质等均表现为数量遗传的特点。数量性状是传
统育种的难点，是育种效率的主要制约因素。过去由
于缺乏足够的遗传标记，对数量性状的遗传分析只
能建立在统计学的基础上。近年来，分子标记技术的
迅速发展尤其是大量遗传图谱的建立，使人们能够
将数量性状分解成易为遗传育种工作者操作的单个
的位点即QTL进行研究。作物农艺性状的QTL定位
是分子标记辅助选择育种和基因克隆的重要基础。
本研究中对甘蓝叶球紧实度和中心柱长两品质
性状进行 QTL定位，叶球紧实度检测到 3个 QTL
(qLHC2、qLHC3和 qLHC )，对表 型 变异 的 总 贡
献率为 62．5 9／5，其中qLHC3效应较大(32．3Vo)，具
有主效基因的特征；中心柱长共检测到 4个 QTL
(qCL2a、qCL2b、qCL3和 qCL 7)，4个 QTL对表型
变异的总贡献率为 59．1 ，其中 qCL (22．3 9／5)和
qCL7(17．8 )效应较大。由于本图谱标记尚较少，
未能覆盖甘蓝全部基因组 ，因此还可能存在未检测
到的QTL。此外由于本图谱的标记密度还未饱和，
因此难以对 QTL位点进行精细准确定位。这需要
进一步扩大图谱覆盖长度和增加标记密度解决。
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