黃瓜嫩果皮白色基因的精細定位及果實硬度的遺傳研究.pdf

1、黃瓜嫩果皮顏色已經(jīng)成為影響其商品價值的最重要外觀性狀之一。本試驗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，利用色差儀測量以及目測分級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，由此分離比認為黃瓜果皮顏色綠色(w)顯性于白色(GY)，兩者受1對基因的控制，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號染色體上。本研究在上述科研結(jié)果基礎(chǔ)上，進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定位，并通過硬度計對黃瓜嫩果果肉硬度進行測量，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號染色體末端共顯性標(biāo)記SSR15312左右8對SSR標(biāo)記以及新開發(fā)的39對CAPS分子標(biāo)記，利用BSA法，首先得到2對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)由遠及近依次開發(fā)CAPS標(biāo)記128對，陸續(xù)得到3對多態(tài)性標(biāo)記Q88、Q400-31和Q138，其中，Q400-31是通過對模糊多態(tài)性標(biāo)記的PCR產(chǎn)物測序獲得的SNP位點酶切所得，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號染色體末端兩個側(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)黃瓜基因組計劃(GUGI)對現(xiàn)有基因所做的預(yù)測以及注釋結(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)域進行了候選基因的預(yù)測以及序列分析，最終在兩側(cè)翼標(biāo)記之間的目標(biāo)區(qū)域內(nèi)預(yù)測得到66個候選基因，其中包括4個與葉綠體結(jié)構(gòu)組成以及轉(zhuǎn)運相關(guān)的基因。
　　4.分別在這4個候選基因序

6、列中開發(fā)引物驗證多態(tài)性并對其進行堿基序列測定，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，測序結(jié)果顯示該基因內(nèi)存在3個堿基的替換導(dǎo)致相應(yīng)3個氨基酸的變化，候選基因Csa3G904080與丙酮酸激酶同工酶G合成有關(guān)，且Q-PCR表達量結(jié)果顯示該基因在綠皮親本的表達量明顯高于白皮親本。
　　5.黃瓜果實果肉硬度性狀是符合一對主基因加性模型(A-2模型)的數(shù)量性狀遺傳模式，不存在顯性以及上位