【摘要】：甜瓜(Cucumis melo L.)為葫蘆科一年生草本植物,具有廣泛的遺傳多樣性和表型多樣性。我國(guó)是世界上最早栽培甜瓜的國(guó)家之一,也是甜瓜栽培面積最大、產(chǎn)量最高的國(guó)家。與目前市場(chǎng)上長(zhǎng)蔓品種不同,短蔓甜瓜具有株型緊湊、無(wú)須整枝、通風(fēng)透光的優(yōu)點(diǎn),適用于簡(jiǎn)易覆蓋設(shè)施栽培和機(jī)械化采收,可以達(dá)到在各類(lèi)栽培條件下提高種植密度、節(jié)省人力物力和輕簡(jiǎn)化栽培的目的,因此短蔓性狀在育種中常被作為理想株型的關(guān)鍵性狀,越來(lái)越受到育種家的關(guān)注。本研究以短蔓甜瓜M406和長(zhǎng)蔓甜瓜M323為研究對(duì)象,明確了M406短蔓性狀的遺傳規(guī)律,并對(duì)其短蔓基因(short-internode,si)進(jìn)行了精細(xì)定位和候選基因篩選,為闡明甜瓜短蔓性狀形成的分子機(jī)理、解析短蔓基因的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),主要研究結(jié)果如下:1、甜瓜短蔓性狀的遺傳規(guī)律分析于定植45天后,測(cè)定M406、M323、F_1和F_2群體單株株高,數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明,F_2群體中長(zhǎng)蔓和短蔓的分離比例符合3:1(χ~2=0.8588χ~2 _(0.05)=3.84),說(shuō)明短蔓性狀由一對(duì)隱性基因控制,將其命名為short-internode(si)。2、甜瓜遺傳圖譜的構(gòu)建與短蔓基因si的初步定位以雙親M323和M406對(duì)本課題組的1205個(gè)SSR引物進(jìn)行多態(tài)性篩選,獲得在雙親間具備多態(tài)性的SSR引物共411個(gè),多態(tài)性比率34.11%。利用353個(gè)多態(tài)性引物對(duì)92個(gè)F_2單株進(jìn)行分析,構(gòu)建遺傳圖譜。該圖譜包含353個(gè)SSR標(biāo)記和1個(gè)短蔓性狀表型標(biāo)記,12個(gè)連鎖群,覆蓋基因組長(zhǎng)度為1565.49cM,連鎖群長(zhǎng)度在86.98cM-186.68cM,標(biāo)記間的平均距離為4.42cM。通過(guò)對(duì)353個(gè)SSR分子標(biāo)記基因型的χ~2檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)有34個(gè)分子標(biāo)記在0.05水平上表現(xiàn)偏分離,占總標(biāo)記位點(diǎn)的9.63%。在34個(gè)偏分離標(biāo)記中,16個(gè)達(dá)到極顯著水平,分別位于LGII、LGIII、LGIV、LGV、LGVI、LGVII連鎖群上,占偏分離標(biāo)記的47.06%。通過(guò)甜瓜短節(jié)間基因的連鎖分析發(fā)現(xiàn),si定位在第7染色體上,位于標(biāo)記CmSSR17144和CmSSR17293之間,與si基因的遺傳距離分別為21.7cM和5.21cM。3、甜瓜短蔓基因si的精細(xì)定位在初步定位的基礎(chǔ)上,對(duì)候選區(qū)段選用了65對(duì)SSR引物進(jìn)一步利用BSA篩選新的差異引物;此外,本研究對(duì)親本M323和M406進(jìn)行了基因組重測(cè)序,根據(jù)測(cè)序和序列比對(duì)結(jié)果,開(kāi)發(fā)了14對(duì)Indel引物,最終獲得了差異顯著且條帶清晰的4對(duì)SSR標(biāo)記和7對(duì)Indel標(biāo)記。在擴(kuò)大作圖群體的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步將si基因定位在Indel14和Indel3之間,遺傳距離分別為1.4cM和0.3cM。在此候選區(qū)段根據(jù)兩個(gè)親本間的SNP差異,開(kāi)發(fā)了4對(duì)dCAPS標(biāo)記,最終將si基因定位在標(biāo)記dCAPS1和dCAPS4之間,物理距離為110 kb。經(jīng)甜瓜基因組注釋,發(fā)現(xiàn)其12個(gè)ORF,根據(jù)兩個(gè)親本重測(cè)序的比對(duì)結(jié)果顯示,在候選區(qū)段共有2個(gè)SNP,其中一個(gè)位于基因間隔區(qū),另一個(gè)位于MELO3C016916的外顯子上。本研究根據(jù)該SNP位點(diǎn)設(shè)計(jì)的dCAPS2標(biāo)記,對(duì)重組單株的基因型分析結(jié)果顯示dCAPS2與si基因表現(xiàn)為共分離,說(shuō)明該基因?yàn)榭刂贫搪誀畹暮蜻x基因。經(jīng)BLAST比對(duì)顯示該基因編碼LRR receptor-like serine/threonine-protein kinase ERECTA isoform X1,即ERECTA基因。
【圖文】：

擴(kuò)大 F2群體，利用新開(kāi)發(fā)的引物進(jìn)一步縮小甜瓜短蔓基因（si）定位區(qū)段，然后分析該區(qū)段內(nèi)包含的基因及其功能，結(jié)合親本間序列比對(duì)結(jié)果，開(kāi)發(fā)候選基因差異位點(diǎn)的特異標(biāo)記引物，，最終確認(rèn)候選基因。2、結(jié)果與分析2.1 甜瓜短蔓的表型特征短蔓甜瓜材料 M406，該材料節(jié)間縮短，株型緊湊，主蔓較短。長(zhǎng)蔓甜瓜材料 M323，該該材料節(jié)間正常，株型正常，主蔓較長(zhǎng)。

圖 2-2 M323、M406 和 F1在定植后 2-10 周的株高柱形圖Fig. 2-2 M323M406 and F1height columns at 2-10 weeks after p對(duì) F2群體的株高進(jìn)行測(cè)量，并用 SPSS 對(duì)其進(jìn)行作圖代株高的分布表現(xiàn)為雙峰，說(shuō)明該性狀由質(zhì)量性狀控3, F1和 M406 各株系中分別隨機(jī)選取 5 個(gè)單株對(duì)其M406的株高分別為292.10±12.45cm, 329.90±27.84分析結(jié)果表明，親本 M406 與親本 M323 和 F1的406 植株約為 147.4 的株高遠(yuǎn)小于 M323 和 F1株高性狀對(duì)長(zhǎng)蔓性狀為隱性性狀。2周 第3周 第4周 第5周 第6周 第7周 第8周 第9時(shí)間（date）M323 M406 F1
【學(xué)位授予單位】：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：S652

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2704328