源于多毛番茄控制果實顏色等性狀的QTL定位及相關基因的研究.pdf

1、本研究擬在前人研究的基礎上，為野生多毛番茄TA517第4染色體上的外源片段建立更飽和的分子標記圖譜，對該片段上調(diào)控果實顏色等性狀的基因(QTL)進行定位，對GGPS基因進行精細定位，并分析該基因與果實顏色之間的關系。目的是為利用分子標記輔助選擇獲得外源染色體片段更短、不良連鎖累贅效應更小的高番茄紅素優(yōu)異種質(zhì)材料，為豐富人們對番茄紅素合成途徑調(diào)控機制的進一步了解提供技術支撐和理論依據(jù)。主要研究結果如下： 1.利用RAPD、AFLP

2、、SSR、CAPS等標記，構建了番茄第4染色體末端長50cM染色體片段精密分子遺傳圖譜，該圖譜由33個標記構成。兩個標記之間的平均距離為1.52cM。其中17個標記，包括3個RAPD標記、2個SSR標記、1個EST-BY-CLONE標記、1個GGPS基因標記、2個COS標記、1個RFLP標記和7個AFLP標記，是本研究新發(fā)展的標記。 2.利用Codominant-SCAR標記T0974與TG22、CAPS標記T1546和T120

3、3分別對TA1527與E6203以及TA517與E6203的共2000個F2單株進行篩選，得到含目的染色體片段的重組單株31個。對31個重組單株進行遺傳分析表明這些材料含有的外源基因片段在不同程度上都比TA517短，處于標記T0974與RAPDM5間的材料果實顏色深，色素含量高，可以應用到育種中。 3.利用單標記分析法對TA517內(nèi)的果實顏色等性狀進行QTL定位，在標記T974與RAPDM5之間，檢測到一個控制番茄紅素含量的QT

4、L，將其命名為qlyc；在標記TG443與RAPDM5之間，檢測到12個控制果實顏色系數(shù)L(亮度)、A(紅色度)、B(黃色度)、CHROMA(色度)、HUE(色調(diào))、A/B、(A/B)2等的QTL，其中5個控制外部果實顏色系數(shù)的QTL，分別是qwb、qwchroma、qwhue、qwA/B、qw(A/B)2，7個控制勻漿果實顏色系數(shù)的QTL，分別是qyl、qyb、qyhue、qyA/B、qy(A/B)2、qya、qychroma；此外，

5、還檢測到兩個控制果實平均重的QTLqfw1和qfw2，一個控制可溶性固形物含量的QTLqssc，兩個控制果形指數(shù)的QTLqfs1和qfs2。番茄紅素含量QTL與影響果實顏色系數(shù)QTL共同定位在標記TG443與RAPDM5之間，并與基因GGPS在同一標記區(qū)間內(nèi)，初步推測作為類胡蘿卜素上游的GGPS基因對于調(diào)控番茄紅素含量和增強番茄果實顏色可能具有重要作用。 4.對TA517與E6203的兩個材料的GGPS部分基因序列分析表明有5處

6、堿基存在差異，通過設計特異引物GGPSF1R1-1F2-GGPSF1R1-1R1，對TA517的12個近等基因系進行遺傳鑒定，結果將GGPS基因定位在TA1467、TA1465、TA1473、TA1474、TA1527共有的染色體片段內(nèi)，在標記T0974與TG22之間。利用TA517的31個重組單株對GGPS基因特異標記進一步驗證，將此基因定位在標記P23/M59和RAPDM5之間。通過相關性分析表明該標記與番茄紅素及果實顏色系數(shù)之間存

7、在極顯著或顯著的關聯(lián)，進一步從分子水平證明GGPS基因內(nèi)堿基的差異有可能是導致兩個材料果實顏色之間存在差異的原因。進化樹分析結果表明本實驗得到的GGPS與擬南芥中的ATGGPS1、ATGGPS3聚類關系最近，表明該酶可能存在于質(zhì)體中為質(zhì)體中葉綠素、類胡蘿卜素以及貝殼杉烯和赤霉素等提供前體物質(zhì)GGPP。 5.基于SCAR標記的原理和多引物PCR技術，建立了一種共顯性標記技術Codominant-SCAR，Codominant-SC

8、AR標記對12份番茄近等基因系進行遺傳鑒定和1000個F2群體的篩選結果表明該技術十分穩(wěn)定并且具有重復性好、迅速、簡便、成本低的特點，可用于番茄和其它作物的分子育種。同時在鑒定雜交種子的純度，以及農(nóng)作物新品種審定、保護品種的知識產(chǎn)權等方面也提供了方法和技術借鑒。 6.為了建立簡單、快速、準確的評價果實顏色和番茄紅素的方法，本研究采用CIELAB顏色評價體系利用色差儀對果實外部顏色、囊果皮、果膠、胎座以及勻漿的果實顏色進行評價。通

9、過對番茄紅素含量與果實顏色系數(shù)L、A、B、CHROMA、HUE、A/B、(A/B)2等的相關分析結果表明，番茄紅素含量與囊果皮、果膠、勻漿的果實顏色系數(shù)HUE值之間相關水平顯著，表明果實內(nèi)的番茄紅素含量主要與番茄果實的果肉和果膠有關。同時建立了果實顏色系數(shù)與番茄紅素的回歸方程，結果表明YHUE、YA/B、Y(A/B)2三個果實顏色系數(shù)的回歸方程對番茄紅素含量的預測值與實際測定值之間的符和程度較高。說明可以用色差儀對番茄紅素含量進行預測，