黃瓜果把長度的遺傳分析及QTL定位.pdf

1、黃瓜（Cucumis sativus L.2n=2x=14）為葫蘆科一年生草本攀援植物，起源于喜馬拉雅山南麓的熱帶雨林地區(qū)。黃瓜是世界上主要的蔬菜作物之一。隨著生活水平的提高，消費(fèi)者對黃瓜的品質(zhì)要求日漸增長。果把長短是構(gòu)成黃瓜品質(zhì)性狀的重要組成部分，同時也是影響黃瓜商品性的重要性狀之一，無論是外觀、可食率，果把越短其利用價值越高。目前為止，關(guān)于黃瓜果把長度的相關(guān)研究及報道較少且不夠深入，針對黃瓜果把性狀的遺傳改良進(jìn)展緩慢。因此，開展黃瓜

2、果把的遺傳機(jī)制及關(guān)鍵基因挖掘具有重要的理論與應(yīng)用價值。
　　本研究選擇黃瓜果把長度具有明顯差異的親本(短果把親本D8與長果把親本JIN5-508)配置6個世代群體，利用植物數(shù)量性狀遺傳體系的分離分析方法研究果把長度性狀的遺傳效應(yīng)。以F2群體為作圖群體，利用SSR分子標(biāo)記構(gòu)建遺傳連鎖圖譜，并對黃瓜果把長度進(jìn)行QTL初步定位。在此基礎(chǔ)上，對雙親進(jìn)行重測序并擴(kuò)大F2群體，利用雙親重測序結(jié)果在主效QTL區(qū)域內(nèi)挖掘SNPs位點，將上述SNP

3、轉(zhuǎn)換為dCAPS標(biāo)記，構(gòu)建精細(xì)圖譜，獲得與黃瓜果把長度基因相關(guān)的連鎖標(biāo)記，完成黃瓜果把長度主效QTL的精細(xì)定位。主要研究結(jié)果如下:
　　1、黃瓜果把長度性狀由1對加性-顯性（相同）主基因+加性-顯性多基因模型(D-3)控制，F(xiàn)2代主基因遺傳率為14.99％，多基因遺傳率為37.84％，環(huán)境及其他效應(yīng)為47.17％。黃瓜果把長度性狀的選擇適于在高世代進(jìn)行。
　　2、以121株F2分離群體為試驗材料，構(gòu)建了含160個SSR標(biāo)記的

4、7個連鎖群的遺傳圖譜，圖譜總長640cM。根據(jù)構(gòu)建的連鎖群，采用復(fù)合區(qū)間作圖法對果把長度進(jìn)行QTL定位分析。共檢測到2個與果把長度相關(guān)的QTLs，分別命名為Fsl4-1，F(xiàn)sl7-1。其中，F(xiàn)sl4-1位于4號染色體上，介于SSR29712與SSR10368之間，LOD值為6.4，兩標(biāo)記遺傳距離為7cM，可解釋14.58％表型變異，為主效QTL; Fsl7-1位于7號染色體上，介于SSR15322與SSR21743之間，LOD值為3.8

5、，兩標(biāo)記遺傳距離為8cM，可解釋5.6％表型變異，為微效QTL。
　　3、分別對D8和JIN5-508進(jìn)行重測序，在主效QTL Fsl4-1所在的SSR29712與SSR10368區(qū)間內(nèi)共獲得115個SNP位點，將上述SNP轉(zhuǎn)換為dCAPS標(biāo)記，利用1273株F2群體對黃瓜果把長度主效QTL Fsl4-1進(jìn)行精細(xì)定位，最終將Fsl4-1定位在SNP16179817和SNP16527325標(biāo)記間，物理距離為347.5 kbp，在此區(qū)

6、間共有22個候選基因。
　　4、以D8和JIN5-508人工授粉0、6、12天黃瓜果實的果把為材料，運(yùn)用qRT-PCR方法分析候選基因的表達(dá)特性，結(jié)果顯示:Csa4M431890.1基因在短果把親本D8果把中的相對表達(dá)量高于長果把親本JIN5-508，Csa4M436980.1和Csa4M430880.1基因在短果把親本D8果把中的相對表達(dá)量顯著高于長果把親本JIN5-508，Csa4M432460.1基因在長果把親本JIN5-5

7、08果把中的相對表達(dá)量顯著高于短果把親本D8，這四個基因的預(yù)測功能分別為參與微管結(jié)合蛋白合成基因（Csa4M431890.1）、細(xì)胞分裂素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)基因（Csa4M436980.1）、α-葡萄糖苷酶基因（Csa4M430880.1）和控制磷脂酰肌醇4-磷酸5-激酶合成基因(Csa4M432460.1、)。因此，Csa4M431890.1、Csa4M436980.1、Csa4M430880.1和Csa4M432460.1可能是決定黃瓜果把長