黃瓜-酸黃瓜漸滲系抗霜霉病QTLs定位及其與霜霉菌早期互作的表達(dá)譜分析.pdf

1、黃瓜霜霉病是由古巴假霜霉菌[Pseudoperonosporacubensis(Berk.&M.A.Curtis)Rostovzev]引起的黃瓜世界性主要病害之一。培育和推廣抗病品種是減少霜霉病損失最經(jīng)濟(jì)、有效的方法。通過種間漸滲途徑，發(fā)掘和利用野生種中的優(yōu)異基因，可以豐富黃瓜的抗病基因資源。明確抗病的遺傳規(guī)律，QTL定位，有助于抗病基因的轉(zhuǎn)移、累加和抗病品種的選育;研究其抗病分子機(jī)理是實(shí)現(xiàn)作物抗病性改良的理論基礎(chǔ)，對(duì)實(shí)現(xiàn)黃瓜持久抗病性

2、具有重要的理論意義和實(shí)踐價(jià)值。本文以高抗霜霉病黃瓜/酸黃瓜漸滲系IL52為試材，對(duì)漸滲系霜霉病抗性的遺傳模式和QTLs定位進(jìn)行研究;并利用黃瓜基因芯片，分析了IL52在霜霉菌早期脅迫下的表達(dá)譜，主要研究結(jié)果如下:
　　1.黃瓜/酸黃瓜漸滲系抗霜霉病的遺傳分析
　　通過高抗霜霉病漸滲系IL52和高感霜霉病品種‘長春密刺’雜交組合構(gòu)建的4世代群體，應(yīng)用植物數(shù)量性狀主基因+多基因聯(lián)合分離分析方法，分析了IL52霜霉病抗性的遺傳機(jī)制

3、。
　　結(jié)果表明:種植在不同地點(diǎn)的2個(gè)組合的遺傳均符合E-1-1模型，受2對(duì)加性-顯性-上位性主基因+加性-顯性多基因控制。但是，不同地點(diǎn)的F1的遺傳傾向和遺傳參數(shù)不同，種植在荷蘭的F2群體的主基因遺傳率為91.78％,多基因遺傳率為3.16％;種植在南京的F2群體的主基因遺傳率為94.11％，多基因遺傳率為0。
　　2.黃瓜/酸黃瓜漸滲系抗霜霉病QTLs的定位分析
　　以抗霜霉病漸滲系IL52與感病品種‘長春密刺’為

4、親本的276個(gè)F2單株為作圖群體，構(gòu)建了基于種間雜交的遺傳圖譜。該圖譜共包括104個(gè)標(biāo)記，分布于7個(gè)連鎖群，全長642.5cM，標(biāo)記間平均距離6.2cM。在荷蘭田間自然發(fā)病，進(jìn)行霜霉病抗性、黃化和壞死斑鑒定，在第5號(hào)染色體上檢測(cè)到2個(gè)與霜霉病抗性相關(guān)的QTLs(DM_5.1和DM_5.2)，貢獻(xiàn)率分別為17.9％和14.2％，位于SNP標(biāo)記mCU102和mCU1011處;與黃化相關(guān)的2個(gè)QTLs與霜霉病抗性相關(guān)的QTLs區(qū)域一致;與壞死

5、相關(guān)的2個(gè)QTLs分別位于第5和第6號(hào)染色體上（Necr_5.1和Necr_6.1），貢獻(xiàn)率分別為18.3％和13.9％。
　　3.黃瓜/酸黃瓜漸滲系抗霜霉病的QTLs驗(yàn)證及候選基因功能預(yù)測(cè)
　　利用抗霜霉病漸滲系IL52與感病品種‘長春密刺’為親本構(gòu)建的含有140個(gè)單株的F2群體，在南京江浦進(jìn)行成株期霜霉病鑒定，進(jìn)行QTLs的驗(yàn)證。在第5號(hào)染色體上檢測(cè)到2個(gè)QTLs區(qū)段，分別位于SSR15321-SSR13495和SSR0

6、7100-NJ50076。對(duì)這2.65Mbp和3.73Mbp目標(biāo)區(qū)段進(jìn)行基因注釋和功能分析，找到72個(gè)對(duì)生物脅迫響應(yīng)基因。
　　4.黃瓜/酸黃瓜漸滲系與霜霉菌早期互作的表達(dá)譜分析
　　利用黃瓜基因芯片技術(shù)，對(duì)高抗霜霉病漸滲系IL52接種霜霉菌后4h、12h、24h、48h和72h的基因表達(dá)譜進(jìn)行分析。在設(shè)計(jì)的26，146個(gè)探針，我們共找到5，141個(gè)差異表達(dá)基因，其中有預(yù)測(cè)功能的基因1，041個(gè)。利用GO分類分析，這些差異表

7、達(dá)基因主要涉及細(xì)胞過程、生理過程、催化活性、代謝過程和對(duì)刺激響應(yīng)等。利用KEGGpathway分析，這些差異表達(dá)基因主要為光合作用、淀粉和蔗糖代謝、糖酵解/糖異生等75個(gè)代謝途徑。隨機(jī)選取信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、轉(zhuǎn)錄調(diào)控和蛋白質(zhì)代謝等相關(guān)的10個(gè)差異表達(dá)基因，分別在抗感霜霉病材料中進(jìn)行qRT-PCR分析與驗(yàn)證。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，其中9個(gè)基因在抗感材料中的表達(dá)趨勢(shì)大體一致;而另1個(gè)UDP-葡聚糖基轉(zhuǎn)移酶基因在抗病材料中上調(diào)表達(dá)，而在感病材料中下調(diào)表達(dá)。黃瓜/酸