南瓜遺傳多樣性及裸仁、矮生基因分子標(biāo)記.pdf

1、南瓜（Cucurbita moschata Duchesne）是一種富含營養(yǎng)價值，易貯藏與運輸，具有重要經(jīng)濟(jì)價值的蔬菜。不僅可以食用其果實、種子，而且可以藥用、觀賞以及對其進(jìn)行深加工。南瓜也是形態(tài)多樣性的蔬菜作物，在果實性狀等方面有廣泛的變異。墨西哥和南美洲的北部被認(rèn)為是南瓜兩個起源中心，最近的考古發(fā)現(xiàn)可以追溯到公元前7660年的秘魯北部的安第斯山脈西坡。但至今不清楚南瓜來源于何種野生種。16世紀(jì)后期李時珍撰寫的《本草綱目》可能是中國首

2、次對南瓜的歷史記載。目前，中國是南瓜屬（南瓜、西葫蘆、筍瓜等）產(chǎn)量第一大國。而且國家蔬菜種質(zhì)中期庫也保存有1000多份南瓜材料，多于美國國家植物資源系統(tǒng)的777份或西班牙農(nóng)業(yè)多樣性保護(hù)和育種中心的272份。南瓜的裸仁性狀和矮生性狀也是在中國山西省發(fā)現(xiàn)。盡管中國南瓜種質(zhì)資源豐富，但對不同南瓜類型、不同資源材料歷史、發(fā)展的認(rèn)識和研究極少，缺乏準(zhǔn)確揭示南瓜間遺傳變異的手段。很少在國際刊物上看到來源于中國的南瓜資源利用的報道。南瓜遺傳多樣性的研

3、究多集中在與其他南瓜屬的種類之間的關(guān)系建立上。未有中國的南瓜資源材料與來源于其他國家南瓜資源材料的系統(tǒng)研究，缺乏涉及南瓜農(nóng)藝特征特性，資源的來源或育種需求的研究。南瓜裸仁性狀和矮生性狀的分子研究也尚處起步。盡管其他一些國家已利用分子標(biāo)記進(jìn)行了一些南瓜種質(zhì)資源研究，但分子標(biāo)記的數(shù)量有限。特異種質(zhì)資源的發(fā)掘與利用研究相對薄弱。
　　本論文依據(jù)分子標(biāo)記、形態(tài)學(xué)等方法，以南瓜農(nóng)藝特征特性、種質(zhì)資源的地理來源及育種目的等為基礎(chǔ)，系統(tǒng)探討了中

4、國的南瓜種質(zhì)資源與南瓜起源地國家的種質(zhì)資源的關(guān)系。通過分子標(biāo)記揭示了中國的南瓜種質(zhì)資源的變異性和利用的潛在性。揭示了南瓜屬其他種類如筍瓜與南瓜的關(guān)系。為南瓜遺傳改良和資源利用提供了廣泛的背景材料。數(shù)據(jù)具有國際通用性和可比性。利用AFLP標(biāo)記和SSR標(biāo)記對裸仁性狀、矮生性狀進(jìn)行了研究初探，獲得了可靠性數(shù)據(jù)，為南瓜裸仁基因、矮生基因的精細(xì)定位提供了良好的技術(shù)支撐。
　　獲得的主要結(jié)果如下:
　　1.對不同瓜形和地理來源的74份中

5、國的南瓜種質(zhì)資源和15份其他國家的南瓜資源進(jìn)行AFLP標(biāo)記分析。結(jié)果表明:南瓜種質(zhì)資源具有豐富的遺傳多樣性。9對EcoRI/MseI聯(lián)合引物擴(kuò)增出500條條帶，75.57％具有多態(tài)性，表明高度的多態(tài)性。來源于中國的南瓜資源材料被劃分成2個類群?？梢院芮宄匕阎袊哪瞎腺Y源材料與來源于墨西哥、危地馬拉、洪都拉斯和厄瓦多爾等國家的材料區(qū)分開。中國的南瓜地理組群與來源于其他亞洲國家（印度和日本）的南瓜地理組群較為接近。來源于美洲的南瓜資源材料

6、比來源于中國的南瓜資源材料有較多的單獨條帶。這些差異可能由于有限度的引種和遺傳遷移。美洲是南瓜起源中心，因此，具有豐富的遺傳多樣性。利用AFLP標(biāo)記分析，根據(jù)南瓜資源材料的瓜的形狀，不能很好的把相同瓜形的資源材料聚在一起，盡管在中國的南瓜資源材料中，如心形和啞鈴形南瓜材料可分別聚在一起。10種瓜形可分為較大的2組。扁圓形、圓形最近。長棒形與其他的瓜形的距離較遠(yuǎn)。對南瓜種質(zhì)資源的不同基因型之間的遺傳距離和一些特殊性狀的研究，為進(jìn)一步南瓜遺

7、傳研究和育種項目中的南瓜資源材料選擇提供了理論基礎(chǔ)。
　　2.對不同瓜形和地理來源的52份筍瓜種質(zhì)資源進(jìn)行AFLP標(biāo)記分析。10對EcoRI/MseI聯(lián)合引物擴(kuò)增出274條AFLP條帶，多態(tài)性百分率為55.54％。供試的材料的遺傳相似系數(shù)范圍為0.961到0.819之間。基因多樣性范圍在0.1187（EcoRI-ACT× MseI-CAT）到0.2192(EcoRI-ACA×MseI-CC)之間，平均為0.1586。Shannon

8、指數(shù)(I)的范圍從0.3220(EcoRI-ACA×MseI-CC)到0.1896(EcoRI-ACT× MseI-CA)，之間，平均為0.2409。通過AFLP標(biāo)記分析結(jié)果表明，筍瓜種質(zhì)資源材料依據(jù)瓜肉顏色有一定聚類，如白色瓜肉材料或厚橙色瓜肉材料。來源于山西省晉南和忻州地區(qū)的筍瓜資源材料的組群比山西省的晉北地區(qū)、太原地區(qū)、晉東南地區(qū)的筍瓜材料的組群表現(xiàn)出豐富的遺傳多樣性。組群內(nèi)的變異貢獻(xiàn)率為94％，不同地理來源的組群之間變異貢獻(xiàn)率6

9、％(P＜0.01)。表明來源于山西省的不同地域的筍瓜資源材料受地理氣候條件等的影響不大。筍瓜表現(xiàn)出遺傳多樣性。多態(tài)性百分率低于南瓜。
　　3.完善了AFLP標(biāo)記、SSR標(biāo)記的南瓜分子標(biāo)記技術(shù)體系，構(gòu)建出南瓜矮生F2群體、南瓜裸仁F2群體4個。采用加入PVP和β-巰基乙醇后的改良CTAB提取法獲得的南瓜基因組DNA質(zhì)量較好;5.5h可以滿足酶切和連接反應(yīng);酶切連接產(chǎn)物稀釋5倍，預(yù)擴(kuò)增產(chǎn)物稀釋30倍，可以滿足AFLP實驗要求。對96對

10、AFLP聯(lián)合引物進(jìn)行篩選，獲得了在南瓜矮生和長蔓自交系間擴(kuò)增出重復(fù)性好、清晰的多態(tài)性條帶的引物。以24對SSR標(biāo)記對青皮（長蔓），矮生14-1，太谷南瓜（長蔓），矮生13-1進(jìn)行分析。結(jié)果顯示，青皮與矮生13-1聚在一起，矮生14-1與太谷南瓜聚在一起。其中m-26(ATCATGGGGTGAACAGAAGG，GTGACCTATTCCATTGGTTCC)在青皮，矮生14-1上擴(kuò)增出差異性條帶。利用青皮與矮生14-1所建立起的F2群體的植株

11、進(jìn)行檢測。初步分析認(rèn)為，可對此標(biāo)記進(jìn)行進(jìn)一步研究。
　　以育成的兩個裸仁南瓜自交系的種子與10個南瓜、筍瓜和西葫蘆有殼種子對比并對裸仁性狀進(jìn)行遺傳分析，結(jié)果表明，南瓜的裸仁性狀由隱性基因控制;兩份試材種子長度介于16.75-19.01mm，寬度介于9.11-9.62mm，百粒質(zhì)量介于20.73-23.90g;比相同大小的有殼南瓜出仁率多20％左右，略少于大板筍瓜的種仁質(zhì)量。以2008年Gong等獲得的南瓜裸仁SSR標(biāo)記(TGAGG