全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2011, 37(8): 13421350 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2006CB101603)资助。
* 通讯作者(Corresponding author): 刘忠松, E-mail: zsliu48@sohu.com
第一作者联系方式: E-mail: yeyuyang@yahoo.com.cn
Received(收稿日期): 2011-01-28; Accepted(接受日期): 2011-04-26; Published online(网络出版日期): 2011-06-13.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20110613.1454.013.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2011.01342
无芥酸甘蓝型油菜十八碳不饱和脂肪酸含量的 QTL定位
杨燕宇 杨盛强 陈哲红 官春云 陈社员 刘忠松*
湖南农业大学油料作物研究所 / 国家油料改良中心湖南分中心, 湖南长沙 410128
摘 要: 用无芥酸的高油酸油菜品系 HOP和低油酸油菜品种湘油 15为父母本构建含 189单株的 F2代作图群体。F2
代单粒种子播种前采用半粒取样, F2代单株种子采用混合取样, 进行脂肪酸含量的气相色谱分析。统计检测显示, 这
两种方法测定结果极显著相关, 各种脂肪酸含量之间大部分也呈显著相关。用该群体构建含 342 个 SSR 标记的遗传
连锁图并对 18碳不饱和脂肪酸含量进行了 QTL定位。在 A5和 C5连锁群上各检测到 1个油酸含量主效 QTL, 其中
位于 A5连锁群的 QTL效应值较大, 且与 FAD2基因紧密连锁; 位于 C5连锁群的 QTL为首次报道, 与之紧密连锁的
标记在 A5 连锁群 QTL 区域有同源标记, 说明可能与位于 C5 的 FAD2 基因有关。用两种方法测定性状值都能检测
到这 2 个 QTL, 且效应值比较接近, 共能解释 60%~70%油酸含量变异。由于油酸含量与亚油酸之间高度相关, 定位
在 A5和 C5的油酸含量 QTL也被确认为亚油酸含量主效 QTL, 但利用单株法测定的性状值能在 A4连锁群上再发现
1个 LOD值较低的亚油酸含量 QTL。两种测定法能比较一致地在 A4、A5和 C4连锁群上检测到 3个亚麻酸含量主
效 QTL, 共能解释 72%~80%亚麻酸含量变异。用半粒法能在 A4连锁群还能检测到 1个解释变异度为 12.42%的较小
LOD值的亚麻酸含量 QTL。
关键词: 甘蓝型油菜; 脂肪酸含量; SSR; QTL定位
QTL Analysis of 18-C Unsaturated Fatty Acid Contents in Zero-erucic Rape-
seed (Brassica napus L.)
YANG Yan-Yu, YANG Sheng-Qiang, CHEN Zhe-Hong, GUAN Chun-Yun, CHEN She-Yuan, and LIU
Zhong-Song
Oilseed Crops Institute / National Oil Crops Improvement Center, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China
Abstract: Rapeseed oil is a major edible oil source for human consumption. Its quality depends on its fatty acid composition.
Among fatty acids, 18-C unsaturated fatty acids are most crucial. QTL mapping will pave a way for molecular breeding and clon-
ing genes for fatty acid biosynthesis in rapeseed. In this study, the zero-erucic rapeseed parents HOP (high oleic) and Xiangyou 15
(low oleic) were used to construct a F2 population consisting of 189 individual plants. The construction of a genetic map contain-
ing 342 SSR markers and the mapping of QTLs for the 18-C unsaturated fatty acid contents were carried out. Two sampling
methods, i.e., half-seed sampling from F2 single seeds and bulk-seed sampling from F2 individual plants (F3 seeds), were used to
determine the fatty acid contents by gas chromatography. The correlations of the fatty acid contents between the two sampling
methods as well as most of the correlations between these fatty acids were significant. Totally two major QTLs for oleic acid con-
tent were detected in the linkage groups (LG) of A5 and C5, which could explain 60-70% of the variance for oleic acid content.
The superior one of the two QTLs was mapped in LG A5 and tightly linked to the FAD2 gene. The other one which located in LG
C5 was a major QTL newly found for oleic acid content. The marker closest to this QTL was found to be homologous to the
marker on the LG A5, implying the QTL on C5 was also associated with the FAD2 gene. Consistent effect of the two QTLs was
confirmed using oleic acid contents determined by the two sampling methods. The QTLs for oleic acid content was found to be
the ones for the linoleic acid content, which was consistent with the high significant correlation between the two fatty acids. Ne-
vertheless, one more minor QTL for linoleic acid content with a low LOD value was shown on LG A4 using the bulk-seed method.
For linolenic acid content, three major QTLs on LG A4, A5, and C4, respectively, were detected consistently using the determina-
第 8期 杨燕宇等: 无芥酸甘蓝型油菜十八碳不饱和脂肪酸含量的 QTL定位 1343


tions of the two sampling methods, totally explaining 72-80% of the variance for linolenic acid content. Furthermore, another
QTL with a low LOD value, only accounting for 12.42% of variance was detected on LG A4 using the half-seed method.
Keywords: Brassica napus; Fatty acid content; SSR; QTL mapping
油菜种子油中 18 碳不饱和脂肪酸主要为油酸
(18:1)、亚油酸(18:2)和亚麻酸(18:3)。在高芥酸油菜
种子的脂肪酸合成途径中, 绝大部分碳链会被延长
至 18碳并被减饱和形成油酸, 之后会被延长成为花
生烯酸(20:1)、芥酸(22:1), 或者通过减饱和途径氧化
生成亚油酸、亚麻酸。这两条途径均以油酸作为底
物, 因而二者之间存在激烈的竞争关系。在高芥酸
油菜中, 延长途径占主导地位, 因此芥酸成为含量
最高的脂肪酸(最高约 55%), 且芥酸的含量会强烈
影响其他脂肪酸的含量, 如与油酸含量之间显著负
相关, 相关系数高达–0.9 以上[1-3]。油菜低芥酸育种
后, 油酸延长途径被截断, 油酸得以富集而成为含
量最高的脂肪酸(约 60%)。
在油菜中利用芥酸含量分离的群体进行脂肪酸
含量定位研究, 由于油酸延长途径的主导地位, 所得
到的主效 QTL 大多数与芥酸含量(FAE 基因)有关[3-9],
而与之对应的 18 碳不饱和脂肪酸亚油酸和亚麻酸
分别是 FAD2 酶和 FAD3 酶对油酸和亚油酸进行减
饱和反应的产物, 这意味着使用芥酸含量分离的群
体定位 18 碳不饱和脂肪酸会受到油酸延长途径的
强烈干扰。所以油菜 18 碳脂肪酸含量 QTL 定位研
究最好选用无芥酸材料。Hu等[10]用无芥酸甘蓝型油
菜在 A1、A5 和 A4、C4 连锁群分别定位了 2 个油
酸含量和亚油酸含量 QTL, 并用基因标记证明 A5
和 A4、C4的 QTL分别对应 FAD2和 FAD3基因, 这
与之前 Laga 等[11]、Schierholt 等[12]和 Tanhuanpää
等[13]以及之后 Mikolajczyk 等[14]的研究结果一致。
然而, Scheffler等[15]通过 Southern杂交研究发现, 在
甘蓝型油菜中至少存在 4 个 FAD2 基因拷贝和 6 个
FAD3 基因拷贝, 这些 FAD2 和 FAD3 基因拷贝分别
位于 A1、A5、C1、C5和 A3、A4、A5、C4 (2个)
连锁群上, 说明可能还有一些相关 QTL未被发现。
本研究以无芥酸、油酸含量差异达 25个百分点
的 2 个甘蓝型油菜亲本构建 F2代分离作图群体, 以
SSR标记构建的遗传连锁图作为 QTL分析基础, 旨
在定位甘蓝型油菜 18 碳不饱和脂肪酸含量新的主效
QTL, 为油菜高油酸、低亚麻酸含量育种提供更多信
息和依据。
1 材料与方法
1.1 作图亲本与群体构建
采用甘蓝型油菜零芥酸高油酸亲本 HOP (P1)和
零芥酸低油酸亲本湘油 15 (P2)作父母本(表 1)构建 F2
代分离群体。将双亲种植于人工气候箱并杂交, 收
获的 F1种子盆播育苗, 然后移栽至甘肃省天祝县大
田种植, 收获 F2代种子。F2代种子用半粒法分析脂
肪酸组成后, 以剩余半粒种子育苗、移栽至长沙湖
南农业大学试验基地, 成熟时收获 F2单株自交种子
(即 F3代种子)用于单株种子脂肪酸含量分析。用于
遗传作图的群体为 189株 F2代植株。
1.2 种子脂肪酸组成气相色谱测定及数据分析
用气相色谱法分析脂肪酸含量。为使结果更可
靠, 使用半粒法和单株法两种方法取样测定。
对于单株法, 取约 0.2 g单株自交种子于 10 mL
聚丙烯管中, 用玻璃棒捣碎后加入 2 mL石油醚∶乙
醚(体积 1∶1, 萃取剂), 再加入 1 mL氢氧化钾甲醇
溶液(0.4 mol L–1, 酯化剂), 摇匀后室温静置 2 h进
行酯化。之后加蒸馏水至管口, 静置 10 min, 取 0.5
mL 上清液至样品瓶中, 再加 1.5 mL 萃取剂稀释待
测。对于半粒法, 用手术刀片沿胚轴平行面切下约
1/5至 1/3粒种子(约 0.5~1.0 mg, 余下种子用于播种)
于 300 L特制细长玻璃管中, 先后加入 100 L萃取
剂和 50 L酯化剂, 室温静置 30 min, 再加水约 200
L, 静置分层后取上清液直接进样。

表 1 甘蓝型油菜 P1、P2及 F1代脂肪酸含量(均值±标准差)
Table 1 Fatty acid contents of seeds in P1, P2, and F1 plants (mean±SD)
脂肪酸含量 Fatty acid content (%) 世代
Generation 16:0 18:0 18:1 18:2 18:3 20:1
P1 (n a =8) 3.43 ± 0.49 2.22 ± 0.41 85.21 ± 1.96 4.23 ± 0.67 2.20 ± 0.35 1.50 ± 0.11
P2 (n a =11) 3.94 ± 0.20 1.48 ± 0.06 60.64 ± 1.18 22.68 ± 0.97 9.88 ± 0.29 0.96 ± 0.02
F1 (n a =7) 3.78 ± 0.22 1.82 ± 0.08 71.81 ± 1.00 14.93 ± 0.88 5.55 ± 0.46 1.13 ± 0.05
a: 样本容量; 2009年单株法测定值。
a: sample size. The values were determined by bulk-seed method in 2009.
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气相色谱仪为安捷伦 (Agilent) 6890N, 配备
Agilent DB-23毛细管色谱柱。进样口和检测器温度
分别为 250℃和 260℃; 进样量 1 L, 分流比 50∶1
(单株法)或 5∶1 (半粒法); 载气氮气流速为 1.4 mL
min–1; 采用程序升温, 起始温度 190℃, 停留 1 min,
然后以 5℃ min–1升温至 200℃, 停留 1 min, 再以
10℃ min–1升温至 230℃, 停留 1.5 min至结束。
采用峰面积归一百分比法对脂肪酸定量。用
SPSS17.0软件分析两种方法测定结果之间的相关性
以及脂肪酸含量之间的相关性。
1.3 DNA提取、标记来源和 F2代群体基因型分析
参照 Porebski 等[16]的方法提取双亲、F1 和 F2
代植株 DNA。SSR引物序列主要来源于 Cheng等[17]
(前缀 BnGMS)、Lowe等[18]、Piquemal等[19]、Radoev
等[20] (BRAS、CB、MD、MR、Na、Ni、OL和 Ra)、
Suwabe等[21] (BRMS)、Kim等[22] (CNU和 nia)、Choi
等[23] (EJU、ENA、GOL和 KBRH)、Yu等[24] (CX)、
Smith 等[25] (sORA)、Iniguez-Luy 等[26-27] (FITO)和
Kaur等[28] (无特别的前缀)的报道。前缀为 Au、BN、
CN、ES、niab、SA和 SZ的引物由华中农业大学孟
金陵教授惠赠。 SCAR 引物“ SCAR-H17”和
“SCAR-UBC2830”分别来源于 Tanhuanpää 等[29]和
Javidfar等[30]的报道。此外, 我们根据已公布的白菜
BAC 序列(http://www.brassica.info/BrassEnsembl/ndex.
html)设计了 45对 SSR引物(前缀 Br), 其中 6对用于
A5 连锁群 QTL区域的加密(表 2)。
除孟金陵教授惠赠的引物外, 其他引物由南京
金斯瑞公司合成。参照 Cheng等[17]报道的 PCR和电
泳程序, 稍有改动。直接按引物名称命名标记名称,
若某对引物能获得多个标记, 则在引物名称后加 a、
b、c等字母区分, 例如引物对 BRAS002扩增出的 3
个标记分别命名为“BRAS002-a”、“BRAS002-b”
和“BRAS002-c”。
1.4 连锁图谱构建
采用作图软件 JoinMap 4.0 [31]构建连锁遗传图
谱, 选用 Kosambi’s 作图函数计算标记间遗传距离,
采用软件默认设定其他参数。作图前计算标记的基
因型频率, 先将在 Ρ=0.05 水平上明显偏分离的标记
排除, 然后用 LOD=20 进行连锁群分配并初步作图,
同时与 Piquemal 等[19]、Radoev 等[20]、Cheng 等[17]
和 Kim等[22]报道的图谱以及孟金陵教授提供的连锁
图(未发表)比较以确认和校正连锁群, 所得遗传图
为框架图。在此基础上, 以逐级降低的“强交叉连
锁值(strong cross link, SCL)”自动分配原来被剔除的
偏分离标记和未能进入框架图的其他标记, SCL 最
终值为 3.0, 然后再次计算所有连锁群的标记排序。
1.5 18碳不饱和脂肪酸的 QTL定位
半粒法值 QTL 定位的群体大小为 189 粒 F2代
种子(即图谱构建群体), 这 189粒种子长成的植株中
最终只有 156株收到自交种子(F3代种子), 故用于单
株法值 QTL 定位的群体为 156 株 F2代植株。选用
QTL定位软件 QTL Cartographer 2.5 [32]。由于在油
菜种子中脂肪酸含量主要受加性效应控制 [1,33], 故
选择复合区间作图法(CIM)定位。选择 CIM 定位模
型 “Standard model (model 6)”, 选择回归方式
“backward regression method”; 扫描步移速率为 1.0
cM; 定义QTL的 LOD阈值由 500次的“排列(permu-
tation)”在 P=0.01水平上确定。

表 2 定位于 A5连锁群的 6个新 SSR标记信息
Table 2 Six SSR primer pairs developed and mapped on A5 in this study
引物名称
Primer name
引物序列
Primer sequence
退火温度
Tm (℃)
产物大小
Expected fragment size (bp)
对应 BAC
Corresponding BAC
F: 5-AAGCGAAACGAAACACGA-3 54.7 BrA19Y03
R: 5-CAAACCCAACAGCCTAAGAG-3 55.1
392 KBrB039A19
F: 5-TCAAATCAGTTTCGTGGGA-3 54.0 BrA19Y05
R: 5-GGTGCGTTTGACTCCAGG-3 56.4
499 KBrB039A19
F: 5-GTTGTTATTGCGGTGGTT-3 51.0 BrG23Y12
R: 5-TGGTGTTGTCGAGGCTTT-3 53.9
370 KBrB063G23
F: 5-TTTTTACACAGACCTTCACCG-3 55.5 BrG23Y13
R: 5-ATTTCTTTACAATGACGGCA-3 53.4
243 KBrB063G23
F: 5-TGAACCCATCAACAACACAA-3 54.7 BrG15Y06
R: 5-AACTCTGGTTGGATTGACGA-3 55.0
347 KBrB069G15
F: 5-TTCGTGATTCATCGTCTCTACC-3 56.9 BrP06Y06
R: 5-TCTCATCTATTCGTGCCAGC-3 56.0
412 KBrB087P06
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为方便QTL的识别, 所得QTL将以如下方式命
名, 所有 QTL 使用同一前缀“qBn”(表示甘蓝型油菜
QTL); 接下来就是 1个或 2个字母代表该 QTL的性
状, “O”表示油酸, “L”表示亚油酸, “Ln”表示亚麻酸;
紧接着就是 QTL所在的连锁群名称, 若该连锁群有
同一性状的 2 个 QTL, 则在连锁群名称后加小写字
母区别; 用半粒法获得的 QTL将在最后加上大写字
母“H”, 单株法则用“B”。例如, QTL qBnLn-A4a.H 表
示的是用半粒法在甘蓝型油菜 A4 连锁群上检测到
的亚麻酸 QTL a。半粒法和单株法能重复检测到的
QTL在文中为方便表述将省去“H”或“B”。
2 结果与分析
2.1 零芥酸甘蓝型油菜脂肪酸含量之间的相关性
相关性分析(表 3)表明, 除半粒法测定的硬脂酸
含量与棕榈酸含量、油酸含量与硬脂酸含量的相关
性不显著外, 其他所有用半粒法和单株法所得脂肪
酸含量之间都呈现显著相关。其中油酸含量与亚油
酸含量之间相关性最高(r < –0.922**), 油酸含量与
亚麻酸含量之间负相关, 而亚油酸含量与亚麻酸含
量之间正相关。说明在零芥酸甘蓝型油菜中油酸含
量影响亚油酸和亚麻酸含量, 亚油酸含量降低会引
起亚麻酸含量减少。
2.2 两种方法测定 F2群体脂肪酸含量的相关性
从脂肪酸含量分布上来看, 用半粒法测定的油
酸含量均值和亚麻酸含量均值明显高, 而亚油酸含
量均值明显低。在变异度方面, 半粒法测定的油酸
含量和亚油酸含量较大, 而亚麻酸含量较小。这两种
方法测定结果之间存在显著的系统差异(表 4和图 1)。
半粒法和单株法所测定的所有 6 种主要的脂肪
酸含量极显著相关。其中油酸含量相关性最高
(r=0.881**), 说明油酸含量受到非遗传因素影响较
少。值得注意的是, 亚麻酸和花生烯酸的含量远远
低于亚油酸含量, 但是前二者两种分析方法测定结
果间的相关性却高出后者许多。这说明亚油酸含量
受到的非遗传因素影响相对要高出许多。而这种低
含量脂肪酸的高相关性也说明了这两种方法可以作
为可靠的脂肪酸含量测定的相互验证手段。
2.3 SSR标记遗传图谱的构建
总共用 1 090对 SSR标记引物进行多态性筛选,

表 3 两种方法测定 F2群体脂肪酸含量之间的相关系数
Table 3 Correlation coefficients among fatty acid contents and between two methods in the F2 population
脂肪酸 Fatty acid 脂肪酸
Fatty acid 16:0 18:0 18:1 18:2 18:3 20:1
16:0 0.610** –0.285** –0.714** 0.666** 0.413** –0.362**
18:0 –0.028 0.285** 0.233** –0.218** –0.255** –0.255**
18:1 –0.575** 0.123 0.881** –0.950** –0.524** 0.336**
18:2 0.508** –0.177* –0.922** 0.474** 0.307** –0.346**
18:3 0.208** –0.143* –0.485** 0.215** 0.794** –0.234**
20:1 –0.424** –0.282** 0.275** –0.262** –0.211** 0.742**
上半部: 2009年单株法测定的脂肪酸含量之间的相关性, 群体大小 156株; 下半部: 2008年半粒法测定的脂肪酸含量之间的相关
性, 群体大小 189粒; 对角线(黑体部分): 两种方法测定结果间的相关性, 群体大小 156株/粒。*和**分别代表 P=0.05和 0.01的显著水平。
Upper part: correlation among fatty acids contents determined by the bulk-seed method in 2009, n=156; lower part: correlation among
fatty acids contents determined by the half-seed method in 2008, n=189; diagonal (in bold): correlation of fatty acid contents between two
methods, n=156. * and ** mean the significance at P=0.05 and 0.01, respectively.

表 4 两种方法测定 F2代分离群体 18碳脂肪酸含量值的变异
Table 4 Variance of 18-C unsaturated fatty acids determined by two methods in the F2 population
均值
Mean (%)
方差
Variance (%)
最小值
Minimum (%)
最大值
Maximum (%)
偏度
Skewness
峰度
Kurtosis 性状
Trait
HS BS HS BS HS BS HS BS HS BS HS BS
18:1 73.83** 72.96** 23.4 35.7 62.2 53.6 86.5 86.6 0.16 –0.12 –0.32 0.37
18:2 11.27** 13.92** 16.9 26.7 1.65 2.13 20.5 30.1 –0.05 0.12 –0.54 0.08
18:3 6.83** 5.26** 2.05 1.67 3.73 2.73 10.9 9.3 0.10 0.47 –0.19 –0.03
HS: 半粒法测定值; BS: 单株法测定值。半粒法 n=189, 单株法 n=156。**代表两种方法均值间存在 P=0.01的显著性差异(t测验)。
HS: values determined by half-seed method; BS: values determined by bulk-seed method. The population number for half-seed method
and bulk-seed method are 189 and 156, respectively. ** represents significant difference between the mean values of two methods at the 1%
probability level.
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图 1 F2群体 18碳不饱和脂肪酸含量频率分布
Fig. 1 Distribution of the 18-C unsaturated fatty acid content
in the F2 population of Brassica napus
半粒法测定的 F2群体大小为 189粒, 单株法测定的群体大小为
156株。图中指示的双亲及 F1油酸含量为单株法测定值。
The sample size was 189 F2 single seeds for the half-seed method
while 156 F2 individual plants for the bulk-seed method. The fatty
acid content of parents and F1 shown in this Figure was determined
by the bulk-seed method.

其中 320对引物的扩增产物在双亲间表现出多态性。
有多态性扩增的引物中, 18对可扩增出 2个位点, 4
对能扩增出 3 个位点, 共得到 342 个标记, 分布在
19 个连锁群中, 总图长 1 692.1 cM, 平均每个连锁
群 84.86 cM, 标记平均间距 5.25 cM。
2.4 18碳脂肪酸含量 QTL定位
检测到 2个油酸含量 QTL (表 5和图 2), 它们分
别位于 A5和 C5连锁群。A5连锁群的 QTL qBnO-A5
位于标记 CNU446和 CNU260之间, 最高 LOD值为
56.29/34.85 (半粒法/单株法), 解释油酸含量 59.12%/
49.70%的变异。BrG23Y12 标记位于该 QTL峰顶所
在的位置, 其引物来自白菜 BAC 克隆 KBrB06G23,
该 BAC的 3末端存在 1个 FAD2基因, 说明零芥酸
油菜油酸含量主要受到 A5染色体上 FAD2基因的控
制。位于 C5连锁群上的油酸含量 QTL, 置信区间为
OL12-F12~BrP06Y06-a, 最高 LOD 值 13.98/23.42,
变异贡献率为 13.36%/16.41%。离峰值最近的标记为
BrP06Y06-a, 而 BrP06Y06-a 与位于 A5 连锁群的标
记 BrP06Y06-b (其与 FAD2基因距离约 6 cM)由同一
引物扩增产生 , 说明油菜 A5、C5 连锁群之间在
KBrB087P06所在区域具有同源性。
由于亚油酸含量与油酸含量极显著负相关, 所
以在 A5 和 C5 连锁群上发现的油酸含量 QTL 所在
区域同时也是亚油酸含量主效 QTL所在区域。另外,
利用单株法在 A4连锁群 Na12-E05~OL11-H02标记
之间发现了 1个 LOD值为 5.45、贡献率为 11.5%的
亚油酸含量 QTL。
共检测到 4 个亚麻酸含量 QTL, 其中 3 个用两
种方法都可以检测到。这 3个之中, 位于 C4连锁群
的 qBnLn-C4效应最大, 解释了约 50%的亚麻酸含量
变异 ; 位于 A5 连锁群的 qBnLn-A5 贡献率为
10%~20%, 但在两种测定方法间 LOD值、贡献率以
及峰值位置上存在微弱差异, 说明该 QTL易受环境
因素的影响。在 A4连锁群上, 用半粒法可以检测出
2个相邻的亚麻酸含量 QTL qBnLn-A4a.H和 qBnLn-
A4b.H, 贡献率分别为 12.42%和 8.46%, 其中 qBnLn-
A4b 也被单株法检出 , 位置完全相同 , 贡献率达
14.78%。
3 讨论
控制脂肪酸之间的互相干扰对油菜脂肪酸含量
QTL 定位研究非常重要。长期以来, 人们一直忽视
油菜中芥酸的存在对其他脂肪酸含量QTL检测的掩
盖作用。在最近的报道中, Jagannath等[8]和 Smooker
等[9]提出并分别用不同的试验方案证明了在芥菜型
油菜和甘蓝型油菜中芥酸存在对其他脂肪酸含量
QTL检测有明显的掩盖现象。排除芥酸的这种干扰,
第 8期 杨燕宇等: 无芥酸甘蓝型油菜十八碳不饱和脂肪酸含量的 QTL定位 1347


表 5 零芥酸甘蓝型油菜 18碳不饱和脂肪酸含量 QTL定位结果
Table 5 QTLs for 18-C fatty acid contents detected in zero-erucic rapeseed
脂肪酸
Fatty acid
数量性状位点
QTL
位置
Position
(cM)
标记区间
Interval
最近标记
Marker closest to the
peak of QTL
对数
优势比
LOD
加性效应
Additive
effect
显性效应
Dominant
effect
贡献率
Var.
(%)
qBnO-A5.H 83.2 CNU446–CNU260 BrG23Y12 56.29 5.5198 0.0321 59.12
qBnO-C5.H 107.2 OL12-F02–BrP06Y06-a BrP06Y06-a 23.42 3.0585 0.3259 16.41
qBnO-A5.B 84.0 CNU446–CNU260 BrG23Y12 34.85 6.4801 –0.6440 49.70
18:1
qBnO-C5.B 108.2 OL12-F02–BrP06Y06-a BrP06Y06-a 13.98 3.4783 0.7412 13.36

qBnL-A5.H 83.2 CNU446–CNU260 BrG23Y12 52.65 –4.4935 –0.0260 45.15
qBnL-C5.H 105.2 OL12-F02–BrP06Y06-a BrP06Y06-a 29.33 –2.9255 –0.3315 19.67
qBnL-A4.B 4.0 Na12-E05–OL11-H02 CNU254-a 5.45 3.1323 –1.5092 11.10
qBnL-A5.B 84.0 CNU446–CNU260 BrG23Y12 41.10 –5.6626 0.4085 55.45
18:2
qBnL-C5.B 107.2 OL12-F02–BrP06Y06-a BrP06Y06-a 19.29 –3.3673 –1.2642 13.15

qBnLn-A4a.H 44.2 BRMS105–CNU246 nia048 7.72 –0.7002 0.1226 12.42
qBnLn-A4b.H 60.6 BRMS105–CNU246 BnGMS169 5.69 –0.8387 –0.1698 8.46
qBnLn -A5.H 80.0 BnGMS293–CN54 MR095 11.80 –0.8276 0.4396 21.57
qBnLn-C4.H 36.4 BnGMS681–OL13-D02 OL10-B06 26.18 –1.1799 0.4564 49.15
qBnLn-A4.B 60.6 CNU246–BnGMS169 BnGMS169 13.12 –0.8387 –0.1698 14.78
qBnLn-A5.B 80.5 CNU396–BnGMS159 BrG15Y06 8.40 –0.7609 0.0506 10.97
18:3
qBnLn-C4.B 37.2 BnGMS160–OL10-B06 OL10-B06 24.45 –1.0487 –0.0544 51.53
定义油酸、亚油酸和亚麻酸含量 QTL的 LOD阈值分别为 4.7、4.6和 4.7 (半粒法)和 4.4、5.0和 4.8 (单株法)。所有 QTL定义的
显著水平为 1%。
LOD threshold scores for defining a QTL for content of oleic, linoleic or linolenic acid were 4.7, 4.6, and 4.7 for the half-seed method,
respectively, while correspondingly 4.4, 5.0, and 4.8 for the bulk-seed method. All the QTLs were defined significance at 1% level.

最简单的办法就是如同本研究一样, 采用零芥酸含
量的定位群体。不过, 去除芥酸之后其他脂肪酸仍
然是相互影响的。例如油酸含量与亚麻酸含量就存
在较高的相关性, 因而肯定会对亚麻酸含量的 QTL
定位造成影响。这就要求试验设计时按照 QTL定位
目标脂肪酸来选择具有恰当遗传背景的亲本构建群
体来降低这种干扰, 例如本研究选用亚麻酸含量极
低(2.2%)材料作为亲本之一, 以求增大作图群体亚
麻酸含量的变异幅度而“抵消”油酸的影响。另外,
采用类似于 Smooker 等[9]在芥酸含量分离群体中挑
选出低芥酸单株重建群体以排除芥酸对其他脂肪酸
的干扰也是一种很好的办法。
FAD2基因和 FAD3基因分别是控制油酸减饱和
及亚油酸减饱和的关键基因。在甘蓝型油菜基因组
中, 估测 FAD2基因和 FAD3基因分别有 4~6和 6~8
个拷贝[15]。目前被定位的 FAD2 和 FAD3 基因拷贝
中[8-9,15], 只有位于 A5连锁群的 FAD2基因和位于 A4
及 C4连锁群的 FAD3基因被证明分别控制油酸和亚
麻酸含量 [10,12-13], 而其他拷贝是否有功能以及是否
还有更多的拷贝存在均值得研究。本研究在 C5连锁
群发现了 1 个新的油酸含量主效 QTL, 该油酸含量
QTL 与标记 BrP06Y06-a 紧密连锁, 而该标记在 A5
连锁群离 FAD2基因约 8 cM的位置上有一同源标记,
表明该 QTL很可能与位于 C5的 FAD2基因有关, 但
确定这个推论仍需开发出位于 C5 的 FAD2 基因标
记。本研究还在 A5连锁群发现了 1个新的亚麻酸含
量主效 QTL, 该 QTL与 A5的油酸含量 QTL相距约
4 cM, 这与 Jagannath等[8]和 Panjabi等[34]报道的 A5
连锁群线性排列着 FAD2和 FAD3基因吻合, 但 2个
QTL之间的遗传距离没有 Panjabi等[34]报道的 FAD2
基因和 FAD3基因遗传距离(约 25 cM)大。这可能是
因为群体、物种的不同, 也可能是因为这个 QTL是
油酸含量对亚麻酸含量的影响。前人报道在 A1 和
C1 连锁群上各有一个 FAD2 基因拷贝[9,15], 但本研
究未能在这 2 个连锁群上检测到油酸含量 QTL, 这
可能是因为位于这两个连锁群的 FAD2 基因是假基
因[35]、不影响油酸含量, 也可能是由这 2 个位点在
双亲中没有差异。同样, 没有更多的新的亚麻酸含量
QTL被检测到, 也可能是因为位于A3和 C4连锁群的
FAD3基因是假基因或者是它们在双亲中缺乏差异。
选择脂肪酸含量更极端的油菜亲本对发现新的
脂肪酸含量 QTL可能也是至关重要的。油菜脂肪酸
1348 作 物 学 报 第 37卷



图 2 无芥酸甘蓝型油菜种子中 18碳不饱和脂肪酸含量 QTL定位图
Fig. 2 QTLs for the 18-C unsaturated fatty acid contents of zero-erucic B. napus in the genetic linkage map
连锁群右边的线段代表 QTL的置信区间; 线段中粗横杠表示 QTL峰所在位置; 斜体字标记为油酸含量和亚油酸含量共有的 QTL。
Vertical lines on the right of the chromosome represent the confidential intervals of QTLs, horizontal lines in the vertical lines stand for the
peak positions of the QTLs, the italics mean QTLs shared for both oleic and linoleic acids contents.

含量遗传中加性效应占有非常高的比重, 这意味着
更极端的脂肪酸含量, 亦即有更多的基因拷贝在起
作用或者是失去作用。本研究采用与 Hu 等 [10]和
Schierholt等[12]类似的试验方案, 但发现新的油酸含
量和亚麻酸含量主效QTL就可能缘于本研究使用亲
本的这两种脂肪酸含量更极端。在今后的研究中 ,
若能采用更高油酸含量和更低亚麻酸含量的种质构
建定位群体, 或者采用 A5 和 C5 连锁群的 FAD2 基
因以及 A4 和 C4 的 FAD3 基因无多态性, 但油酸含
量和亚麻酸有明显差异的双亲构建群体, 消除这些
效应较大的 QTL的干扰, 或许能发现新的 QTL。
4 结论
利用双亲无芥酸的高油酸分离群体构建了包含
342 个 SSR 标记的甘蓝型油菜新遗传图谱, 利用该
图谱在 C5和 A5连锁群分别新发现 1个油酸含量主
效 QTL和亚麻酸含量主效 QTL, 同时验证了之前报
道过的相关主效 QTL。新开发并定位了 6个位于 A5
连锁群的与油酸含量紧密连锁的 SSR标记。这些研
究结果为油菜脂肪酸含量分子标记辅助育种提供了
更多信息和依据。

致谢: 华中农业大学孟金陵教授惠赠了 200 对 SSR
引物和甘蓝型油菜遗传图, 在此表示感谢。
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