辣椒早熟性狀遺傳分析、相關(guān)基因分子標(biāo)記及辣椒屬栽培種遺傳多樣性研究.pdf

1、早熟性狀是辣椒(Capsicum spp.)重要的農(nóng)藝性狀，早熟是辣椒保護地專用品種主要育種目標(biāo)之一，正確了解和掌握辣椒早熟性狀遺傳規(guī)律以及辣椒栽培種種間和種內(nèi)遺傳多樣性，是辣椒熟性育種的基礎(chǔ)。為此，本文從早熟性狀遺傳分析、目標(biāo)基因分子標(biāo)記以及辣椒屬栽培種分子標(biāo)記聚類和表型聚類等多個方面進行了研究，以期為辣椒熟性遺傳改良提供理論參考。主要研究如下： 1、辣椒早熟性狀遺傳研究應(yīng)用植物數(shù)量性狀主基因+多基因混合遺傳模型對辣椒(Cap

2、sicum annuum L.)特早熟自交系B<,9431>與晚熟自交系吉林長椒雜交組合P<,1>、F<,1>、P<,2>、B<,1>、B<,2>和F<,2>6個世代群體始花節(jié)位進行了多世代聯(lián)合分析，同時對該組合分離世代B<,1>和F<,2>始花節(jié)位進行了經(jīng)典遺傳學(xué)分析。結(jié)果表明：B<,9431>始花節(jié)位受1對隱性等位主基因控制，B<,9431>×吉林長椒始花節(jié)位遺傳符合1對主基因+多基因混合遺傳模型。該雜交組合的B<,1>、B<,2>

3、和F<,2>群體主基因遺傳率分別為83.72％、76.56％和86.63％，多基因遺傳率分別為10.96％、18.58％和7.94％。 為深入探討辣椒始花節(jié)位遺傳規(guī)律，應(yīng)用植物數(shù)量性狀主基因+多基因混合遺傳模型對B<,9431>與早熟自交系雞爪椒正、反交組合P<,1>、F<,1>、P<,2>、B<,1>、B<,2>和F<,2> 6世代群體始花節(jié)位分別進行了多世代、多茬聯(lián)合分析。不論是正交組合秋茬、春茬，還是反交組合春茬，結(jié)果均表

4、明辣椒始花節(jié)位為2對加性-顯性-上位性主基因+加性-顯性多基因混合遺傳模式，但正反交之間及同一組合不同栽培季節(jié)之間，其一階遺傳參數(shù)和二階遺傳參數(shù)都存在一定差異。進一步對成組始花節(jié)位數(shù)據(jù)進行T測驗，證實了辣椒始花節(jié)位遺傳存在基因型與環(huán)境互作效應(yīng)，但母體效應(yīng)只在春茬表現(xiàn)。應(yīng)用方差分析法估測的辣椒始花節(jié)位母體效應(yīng)值及基因型與環(huán)境互作效應(yīng)值分別為8.3％和8.1％。 對辣椒雜交組合B<,9431>×吉林長椒回交一代B<,1>和F<,2>

5、世代的7個早熟性狀進行了相關(guān)和回歸分析，估算了這7個性狀的皮爾遜相關(guān)系數(shù)，并以單株早期產(chǎn)量為因變量，其他6個性狀為自變量，計算了兩者之間的線性方程式。結(jié)果表明：單果重、果長和果徑是影響單株產(chǎn)量的主要性狀，其次是株高；始花節(jié)位和采收始期與單株產(chǎn)量存在一定的負(fù)向相關(guān)。應(yīng)用植物數(shù)量性狀主基因+多基因混合遺傳模型對辣椒矮稈特早自交系B<,9431>與高稈自交系吉林長椒雜交組合P<,1>、F<,1>、P<,2>、B<,1>、B<,2>和F<,2>

6、 6個家系世代群體株高進行多世代聯(lián)合分析表明：B<,9431>×吉林長椒株高受1對主基因+多基因控制遺傳，高稈對矮稈表現(xiàn)為不完全顯性，F(xiàn)<,1>代株高的勢能比值為0.39，顯性程度為0.91。該雜交組合的B<,1>、B<,2>和F<,2>群體主基因遺傳率分別為20.35％、17.20％和35.29％，多基因遺傳率分別為5.08％、19.75％和0。 2、辣椒早熟基因分子標(biāo)記研究以特早熟自交系B<,9431>(P<,1>)和晚熟自

7、交系吉林長椒(P<,2>)為親本建立F<,2>熟性分離群體，用BSA法構(gòu)建特早和特晚近等基因池。用兩池DNA篩選了360個隨機RAPD引物，其中有效引物312條，共擴增出1736條譜帶。但僅BA-10引物在兩池DNA中擴增出一條分子量約為2000bp的多態(tài)性片段，記為BA10<,2000>。用F<,2>特早和特晚各5個單株DNA進行擴增，驗證了BA10<,2000>的存在，表明BA10<,2000>是與辣椒早熟位點相關(guān)的特異片段。

8、 基于BSA-AFLP技術(shù)，在辣椒特早和特晚基因池間篩選了64對AFLP引物組合，共擴增出4679條譜帶，平均每個引物組合73.11條帶。在特早基因池中擴增出1條AFLP特異條帶(EAA/MCAA<,271>)，對EAA/MCAA<,271>片斷進行回收和序列分析，結(jié)果顯示EAA/MCAA<,271>序列與擬南芥一個未知蛋白的編碼序列具有40.2％的同源性。 利用BSA-ISSR技術(shù)，篩選了76個ISSR引物，其中有效引物55

9、條，這55條引物共產(chǎn)生297條帶，平均每個引物5.40條，DNA擴增片段大小在250～3000bp之間。但僅引物I-53在特早基因池中擴增出一條分子量約為1700bp的特異帶。經(jīng)F<,2>代單株驗證，該特異帶能在大多數(shù)特早單株中穩(wěn)定出現(xiàn)。用MAPMAKER(Version 3.0)軟件進行連鎖分析表明，該特異帶與辣椒早熟基因存在連鎖關(guān)系，遺傳距離為20.1 cM，將該連鎖標(biāo)記命名為153<,1700>。 3、辣椒屬栽培種遺傳多樣

10、性研究采用31個10 bp隨機RAPD引物對辣椒屬(Capsicum)5個栽培種31份材料進行PCR擴增，共擴增出276條帶，其中多態(tài)性帶244條，占88.41％。C.annuum多態(tài)性位點比例(PPB)和Shnnon多樣性指數(shù)(I)分別為32.97％和0.1599，表明其遺傳多態(tài)性較低。31份材料兩兩不同種質(zhì)間Jaccard相似系數(shù)在0.349～0.952之間，平均為0.29。聚類分析結(jié)果顯示：C.annuum與其它四個栽培種的親緣關(guān)

11、系由近至遠分別是C.chinense、C.frutescens、C.pubescens和C.baccatum。對C.annuum 24份不同類型材料聚類分析的結(jié)果與形態(tài)分類不能完全對應(yīng)，說明我國現(xiàn)行主要基于果實形態(tài)的變種分類體系不能準(zhǔn)確反映C.annuum種質(zhì)的遺傳差異。本研究還發(fā)現(xiàn)中國云南西雙版納C.frutescens種質(zhì)與美洲C.frutescens種質(zhì)具有較大的擴增片段差異，為進一步考證我國云南西雙版納地區(qū)是否也是辣椒起源地之一

12、提供了新的證據(jù)。為了準(zhǔn)確評價辣椒屬栽墻種的遺傳多樣性， RAPD、ISSR分子標(biāo)記及28個表型性狀數(shù)據(jù)對辣椒屬5個栽培種的13份材料進行了分析。23條RAPD引物共擴增出209條帶，平均每個引物擴增出9.09條，多態(tài)性位點比率為83.73％；16條ISSR引物共擴增出94條帶，平均每個引物擴增出5.88條，多態(tài)性位點比率為79.79％。與RAPD相比，ISSR標(biāo)記檢測到的有效等位基因數(shù)(Ne)及Shannon多樣性指數(shù)(I)、遺傳離散度