醋栗番茄(Solanum pimpinellifolium)RIL群體苗期耐鹽耐旱QTL定位.pdf

1、隨著全球淡水資源日趨減少和土壤鹽漬化程度的不斷加劇，干旱和鹽害已成為影響作物可持續(xù)生產(chǎn)的主要非生物脅迫因子。蔬菜作物喜肥水，其產(chǎn)量和品質(zhì)易受干旱和鹽脅迫的影響，其中僅次于馬鈴薯的第二大蔬菜作物番茄（Solanum lycopersicum）對(duì)鹽脅迫中度敏感，對(duì)干旱敏感。而鑒于現(xiàn)有栽培種番茄遺傳背景狹窄，其耐鹽和耐旱遺傳改良一直較為緩慢。相反，一些番茄的野生或野生近緣種生長(zhǎng)在環(huán)境條件極度惡劣的安第斯山脈或太平洋沿岸，通過漫長(zhǎng)演化，適應(yīng)了干

2、旱和鹽堿環(huán)境條件，蘊(yùn)含優(yōu)異的抗逆基因，為未來番茄耐旱和耐鹽堿遺傳改良提供了可能。
　　本論文以耐鹽、耐旱性較強(qiáng)的醋栗番茄（S. pimpinellifolium）PI365967（PI）和普通栽培種番茄Moneymaker（MM）為親本，構(gòu)建了一個(gè)F10代重組自交系（Recombinant Inbred Line，RIL）群體，并對(duì)其進(jìn)行了苗期耐鹽、耐旱性鑒定，采用全基因組低倍重測(cè)序（1.5×）策略，定位了番茄苗期耐鹽和耐旱相關(guān)的

3、QTL，并預(yù)測(cè)了候選基因，從基因組水平探討了其耐鹽和耐旱機(jī)制，主要研究結(jié)果概括如下：
　　(1)以栽培種Moneymaker為母本，野生醋栗番茄PI365967為父本，采用單粒傳法，構(gòu)建了包含211個(gè)株系的F10代重組自交系群體，利用全基因組低倍重測(cè)序挖掘了海量SNP，構(gòu)建了一張包含22,570個(gè)bin的重組區(qū)段圖（bin-map）。
　　(2)基于構(gòu)建好的醋栗番茄RIL群體和重組bin，在染色體上均勻選取其中1800個(gè)bi

4、n作為分子標(biāo)記，用JoinMap構(gòu)建了一個(gè)總圖距為1194.08 cM的遺傳連鎖圖譜，標(biāo)記間平均遺傳距離為0.66 cM。
　　(3)在400 mmol·L-1 NaCl鹽濃度條件下，對(duì)RIL群體進(jìn)行兩年獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)篩選，年度間群體成活率相關(guān)系數(shù)為0.687，達(dá)極顯著水平。利用構(gòu)建好的遺傳連鎖圖譜和22,570個(gè)重組 bin，結(jié)合表型鑒定結(jié)果，采用MapQTL和GWAS兩種方法分別鑒定出21和22個(gè)QTLs，其中10個(gè)QTLs相同

5、。在兩年試驗(yàn)中均可檢測(cè)到Qst1-3、Qst5-4和Qst7-1位點(diǎn)，貢獻(xiàn)率分別為8.3％、10.3%、8.4%，該些QTLs所在區(qū)域共包含15個(gè)基因，分別屬類動(dòng)蛋白（Solyc01g108670.2）、病程相關(guān)蛋白（Solyc07g062010.1， Solyc07g062020.1）、激酶（Solyc07g062040.2， Solyc07g062070.2， Solyc07g062080.2）、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)子與轉(zhuǎn)錄激活子（Solyc0

6、7g062050.2）、鋅指蛋白（Solyc07g062100.2）、代謝相關(guān)酶類（Solyc07g061990.2，Solyc07g062000.1，Solyc07g062030.2）等。通過耐鹽候選基因分析，預(yù)測(cè)野生資源S. pimpinellifolium PI365967有可能通過MAPKs等途徑響應(yīng)鹽脅迫信號(hào)。
　　(4)采用盆栽法對(duì)RIL群體進(jìn)行干旱復(fù)水處理，兩年獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)結(jié)果表明年度間群體的成活率相關(guān)系數(shù)為0.45

7、3，達(dá)極顯著水平。利用已構(gòu)建的遺傳連鎖圖譜和22,570個(gè)重組 bin，結(jié)合表型鑒定結(jié)果，采用MapQTL和GWAS兩種方法，均分別檢測(cè)到21個(gè)耐旱相關(guān)的QTLs，其中7個(gè)QTLs相同。在兩年獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中兩種不同方法均可檢測(cè)到Qdt1-4和Qdt1-10位點(diǎn)，貢獻(xiàn)率分別為15.0%和9.8%。在其Peakbin中預(yù)測(cè)到兩個(gè)耐旱候選基因，分別是三角狀五肽重復(fù)區(qū)蛋白基因（PPR）（Solyc01g100450.1）和Cys2/His2型鋅