黃瓜單性結(jié)實性狀的QTL定位及候選基因篩選.pdf

1、單性結(jié)實對于以果實為商品的植物來說，是一個與產(chǎn)量和品質(zhì)相關(guān)的重要經(jīng)濟性狀，也是品種選育的目標性狀。黃瓜（Cucumis sativus L.）是我國大面積栽培的主要蔬菜之一，單性結(jié)實現(xiàn)象在黃瓜種質(zhì)資源中普遍存在，因此黃瓜具有開展單性結(jié)實研究的優(yōu)勢。目前，關(guān)于黃瓜單性結(jié)實遺傳規(guī)律的研究有不同觀點，對黃瓜單性結(jié)實性狀的QTL定位雖已有報道，但由于構(gòu)建連鎖圖譜的標記都不是基于測序開發(fā)的，使得控制單性結(jié)實性狀的QTL位點并未定位到染色體上，與其

2、連鎖的標記都為AFLP標記，利用率低且未得到驗證。因此，挖掘新的且有效的QTL位點對于理解黃瓜單性結(jié)實的遺傳機制非常重要。本研究利用單性結(jié)實自交系‘EC1’和非單性結(jié)實自交系‘8419s-1’，‘14519’構(gòu)建的兩個F2群體進行黃瓜單性結(jié)實性狀的遺傳分析;根據(jù)黃瓜基因組測序的信息，利用‘EC1’和‘8419s-1’構(gòu)建的F2∶3群體進行黃瓜單性結(jié)實性狀的QTL定位;利用剩余雜合體群體(RHL97-5)進行主效QTL位點的驗證;利用F3

3、∶4群體及21份黃瓜自交系材料進行連鎖標記的檢驗，并利用重測序和轉(zhuǎn)錄組測序的手段輔助篩選候選基因，主要結(jié)果如下:
　　1.黃瓜單性結(jié)實性狀的QTL定位
　　對兩個F2群體進行遺傳分析表明，黃瓜單性結(jié)實性狀遺傳符合數(shù)量性狀的特征，但與不同材料配組的后代群體分離偏向不同。利用F2（EC1×8419s-1）群體構(gòu)建了一張含有7條個連鎖群、133個SSR標記和9個InDel標記的連鎖圖譜，圖譜總長度為808.1cM，標記間平均距離5

4、.7cM。在2013年春、秋兩季共檢測到7個與單性結(jié)實相關(guān)的QTL，分布在1、2、3、5、7號染色體上。其中位于2號染色體上SSR00684-SSR22083之間的Parthenocarpy2.1(Parth2.1)在兩季中均被檢測到，且貢獻率均高于10％，被認為是控制黃瓜單性結(jié)實性狀的主效QTL位點，其他位點都為微效位點。
　　2.主效QTL Parth2.1及連鎖標記的驗證
　　利用重測序開發(fā)的InDel標記，加密了Pa

5、rth2.1區(qū)域的遺傳圖譜，該圖譜長度為13.5cM，含有6個SSR標記和7個InDel標記。利用剩余雜合體群體(RHL97-5)進行Parth2.1的驗證，結(jié)果證實該位點存在1個QTL位點，且該區(qū)域被縮短到InDel標記Indel-T-8和Indel-T-32之間，LOD值達到9.1，貢獻率為24.4％，物理距離674kb。Indel-T-47為該位點的峰值標記，與該位點緊密連鎖。本研究進一步利用F3∶4群體和21份黃瓜種質(zhì)材料對該標

6、記進行了驗證，結(jié)果表明該標記與單性結(jié)實顯著相關(guān)，可用于黃瓜單性結(jié)實分子標記輔助選擇育種。
　　3.基因重測序和轉(zhuǎn)錄組測序的候選基因篩選
　　利用雙親重測序和轉(zhuǎn)錄組測序信息，對主效QTL Parth2.1674kb范圍內(nèi)所有的基因進行分析。結(jié)果表明該區(qū)域包含59個基因，其中‘EC1’和‘8419s-1’之間有24個基因在編碼區(qū)內(nèi)含有非同義的SNPs/InDels突變。其中Csa2M068680(CsARF19)為生長素響應因子

7、的同源基因、Csa2M070230(CsWD40)為細胞分裂素響應基因的同源基因、Csa2M070880(CsEIN1)為乙烯不敏感基因的同源基因。轉(zhuǎn)錄組測序的結(jié)果在該區(qū)域內(nèi)有7個差異表達基因，qRT-PCR驗證的結(jié)果表明Csa2M070230(CsWD40)、Csa2M070330（CsPPR）和Csa2M073000（CsHEXO3）在單性結(jié)實坐果過程中上調(diào)表達。兩種測序數(shù)據(jù)聯(lián)合分析預測Csa2M068680(CsARF19)、Cs