黃瓜嫩果皮白色基因的精細(xì)定位及果實(shí)硬度的遺傳研究.pdf

1、黃瓜嫩果皮顏色已經(jīng)成為影響其商品價(jià)值的最重要外觀性狀之一。本試驗(yàn)所用材料為黃瓜果皮墨綠色高代自交系Q1為父本(P1），乳白色高代自交系H4為母本(P2)，兩者顏色差異明顯，用其配置雜交組合，所得F1代自交、回交分別得到分離世代F2、BCP1(F1×P1)和BCP2(F1×P2)。本課題組前期在探究綠-白顏色差異時(shí)，利用色差儀測(cè)量以及目測(cè)分級(jí)兩種方法探究了黃瓜嫩果皮顏色的遺傳規(guī)律，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，分離世代F2綠皮與白皮符合3∶1的分離比，回交群

2、體BCP2分離比符合1∶1，BCP1植株果皮顏色全為綠色，由此分離比認(rèn)為黃瓜果皮顏色綠色(w)顯性于白色(GY)，兩者受1對(duì)基因的控制，并篩得共顯性分子標(biāo)記SSR15312將控制黃瓜嫩果皮顏色的基因初步定位于黃瓜第3號(hào)染色體上。本研究在上述科研結(jié)果基礎(chǔ)上，進(jìn)一步利用特定的分子標(biāo)記將控制其嫩果皮白色的基因做精細(xì)定位，并通過硬度計(jì)對(duì)黃瓜嫩果果肉硬度進(jìn)行測(cè)量，通過P1、P2、F1、BCP1、BCP2和F2六世代聯(lián)合分離分析的方法，探究了黃瓜硬

3、度的遺傳規(guī)律。主要研究結(jié)果如下:
　　1.以H4×Q1的F2代分離大群體（3916株）中所有白色純合植株（882株）為材料，通過現(xiàn)有黃瓜基因組3號(hào)染色體末端共顯性標(biāo)記SSR15312左右8對(duì)SSR標(biāo)記以及新開發(fā)的39對(duì)CAPS分子標(biāo)記，利用BSA法，首先得到2對(duì)與目的基因緊密連鎖的多態(tài)性標(biāo)記H2-2和Q4-2，Q4-2在SSR15312左端，表現(xiàn)為與目的基因共分離，H2-2在SSR15312右端。
　　2.在SSR15312

4、左端1300kb范圍內(nèi)由遠(yuǎn)及近依次開發(fā)CAPS標(biāo)記128對(duì)，陸續(xù)得到3對(duì)多態(tài)性標(biāo)記Q88、Q400-31和Q138，其中，Q400-31是通過對(duì)模糊多態(tài)性標(biāo)記的PCR產(chǎn)物測(cè)序獲得的SNP位點(diǎn)酶切所得，Q138表現(xiàn)與目的基因共分離。最終將控制黃瓜嫩果皮白色的基因定位在黃瓜第3號(hào)染色體末端兩個(gè)側(cè)翼標(biāo)記Q400-31與SSR15312之間0.5cM范圍內(nèi)，其遺傳距離分別為0.3cM和0.2cM，兩側(cè)翼標(biāo)記之間物理距離為467kb，并在此區(qū)間距

5、離SSR15312左端150kb以及206kb處，獲得與目的基因共分離的標(biāo)記Q4-2與Q138。
　　3.根據(jù)黃瓜基因組計(jì)劃(GUGI)對(duì)現(xiàn)有基因所做的預(yù)測(cè)以及注釋結(jié)果，并用Softberry的FGENESH結(jié)合NCBI的BLAST功能，將目標(biāo)基因定位的區(qū)域進(jìn)行了候選基因的預(yù)測(cè)以及序列分析，最終在兩側(cè)翼標(biāo)記之間的目標(biāo)區(qū)域內(nèi)預(yù)測(cè)得到66個(gè)候選基因，其中包括4個(gè)與葉綠體結(jié)構(gòu)組成以及轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)的基因。
　　4.分別在這4個(gè)候選基因序

6、列中開發(fā)引物驗(yàn)證多態(tài)性并對(duì)其進(jìn)行堿基序列測(cè)定，發(fā)現(xiàn)在Q4-2與Q138之間的候選基因Csa3G904080區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)共分離標(biāo)記Q139，測(cè)序結(jié)果顯示該基因內(nèi)存在3個(gè)堿基的替換導(dǎo)致相應(yīng)3個(gè)氨基酸的變化，候選基因Csa3G904080與丙酮酸激酶同工酶G合成有關(guān)，且Q-PCR表達(dá)量結(jié)果顯示該基因在綠皮親本的表達(dá)量明顯高于白皮親本。
　　5.黃瓜果實(shí)果肉硬度性狀是符合一對(duì)主基因加性模型(A-2模型)的數(shù)量性狀遺傳模式，不存在顯性以及上位