黄瓜成熟瓜网纹基因H遗传定位及候选基因分析

【目的】有无网纹是黄瓜果实生理成熟后的重要表型性状之一,对其控制基因进行遗传定位和候选基因分析,为黄瓜果实性状改良提供理论依据和技术支撑,同时也可为网纹基因的精细定位及克隆奠定基础。【方法】利用成熟瓜无网纹黄瓜自交系 PI205996（P1）和成熟瓜有网纹自交系 PI263079（P2）为亲本构建不同遗传群体,进行网纹性状遗传分析。以包含230个单株的F2分离群体为试材,应用分离群体分组分析（BSA）法和2 112对SSR引物进行SSR分析,采用 JoinMap 4.0 作图软件和 MapInspect 软件构建成熟瓜网纹基因的SSR连锁群,并完成其染色体的初步定位。结合9 930黄瓜全基因组序列信息和115份核心种质重测序结果,利用Primer6.0 软件开发设计新标记,对初步定位区域进行标记加密,利用生物信息学的相关信息对定位区域进行候选基因分析。【结果】研究表明,黄瓜成熟瓜有网纹自交系 PI263079的有网纹性状是由显性单基因（H）控制的,有网纹对无网纹为显性。从2 112对SSR引物中筛选出255对在亲本间表现出多态性的引物,多态率为12.1%。利用亲本间具有多态性的引物对有网纹和无网纹各7个单株DNA进行分析,筛选获得了9对与H基因连锁的SSR标记,将H初步定位在黄瓜5号染色体（Chr.5）上,侧翼标记分别为SSR13006和CSWCT-17,遗传距离分别为3.6 cM 和8.2 cM。根据初步定位区域的序列信息,设计合成了97对新的SSR引物,其中4对引物在亲本间表现出多态,多态率为4.1%。利用这4对新的多态性SSR引物对亲本和F2群体的DNA 进行分析,最终构建了一张包含13个SSR标记的H分子标记连锁群,获得了与H最近的侧翼标记SSR13006和SSRH-90,遗传距离分别为3.6 cM 和1.7 cM。利用黄瓜全基因组测序提供的基因预测和注释结果,发现基因H所在区段的物理距离为297.7 kb,存在29个候选基因。根据前人研究结果,推测Csa5G591790是与成熟瓜网纹形成相关性较大的候选基因。【结论】黄瓜自交系PI263079的成熟瓜有网纹性状由显性单基因H控制,该基因位于黄瓜第5号染色体长臂的297.7 kb区段内,侧翼标记分别为SSR13006 和SSRH-90,遗传距离分别为3.6 cM 和1.7 cM。本研究为H 基因的精细定位和克隆奠定了良好基础,也为黄瓜成熟瓜网纹性状的分子标记辅助选择育种提供了理论参考。     

桃肉色、果皮茸毛性状的SSR标记筛选

[目的]研究与桃果肉颜色和果皮茸毛性状相关的SSR标记,为桃早期分子标记辅助育种提供参考依据.[方法]以油蟠桃98-5-8与普通桃91-42-51杂交的F1分离群体74个单株为材料,对其果实白肉/黄肉、有毛/无毛两个性状进行SSR分子标记.[结果]在66对引物中,引物UDP96-005和pchgms3、UDP97-401和CPSCT030分别在白肉/黄肉单株、有毛/无毛单株及混合基因池间扩增出差异条带.表型性状与标记连锁结果表明,SSR标记UDP96-005（164 bp）与白肉性状连锁,遗传距离为4.06 cM; SSR标记CPSCT030（191 bp）与有毛性状连锁,遗传距离为8.2 cM.对20个桃栽培品种进行验证,UDP96-005标记对白、黄肉品种的检测符合率为85％,CPSCT030标记对有无茸毛品种的检测符合率为50％.[结论]筛选获得分别与桃白肉、有毛性状连锁的SSR标记UDP96-005与CPSCT030,可用于桃分子标记辅助育种,并为发掘与桃果肉颜色和茸毛性状相关基因奠定基础.     

利用陆海杂种BC1群体构建棉花遗传连锁图谱并初步定位产量性状相关的QTL

利用陆地棉推广品种中棉所36和海1配制杂交组合,并用中棉所36为轮回亲本构建回交群体(BC1F1,BC2F1和BC1S1).用亲本和F1对新开发的2102对SSR引物进行多态性筛选,共筛选到317对含有海1显性带的引物,占筛选引物总数的15.08%;最终对其中的275对引物进行了BC1F1群体扩增,获得306个SSR标记差异位点.连锁分析表明(LOD=6.5),有254个标记位点连锁,分布在42个连锁群中,覆盖2252.36 cM,约占棉花基因组的50.05%;平均每个连锁群有6.08个标记,覆盖53.63 cM;标记间平均间距为8.87 cM.利用BC1F1、BC2F1和BC1S1三个不同世代分离群体产量性状数据,共定位16个产量性状QTL,解释表型变异5.77%/～19.86%.其中,衣分6个,铃重6个,籽指4个.有9个增效基因来自陆地棉亲本中棉所36,7个增效基因来自海岛棉亲本海1,说明了表型性状较差的品种同样可能含有可用于性状改良的增效基因.控制衣分的3个QTL可在不同的世代稳定检测到,效应稳定,增效基因均来自高值亲本陆地棉,为进一步分子标记辅助选择奠定了基础.     

黄瓜黑色果刺基因染色体定位及候选基因分析

【目的】黄瓜作为重要的果菜类蔬菜,果实品质一直是黄瓜育种研究的重点。果实品质包括内在品质和外观品质,其中外观品质对黄瓜的商品性具有重要影响。果刺颜色作为黄瓜重要的品质性状之一,对其进行遗传分析和基因定位将有助于了解果刺颜色遗传的分子机理,为黄瓜果实性状改良提供理论依据和技术支撑,同时也可为刺色基因的精细定位及克隆奠定基础。【方法】研究利用黄瓜白色果刺自交系GY14（P1）和黑色果刺自交系NC76（P2）为亲本构建遗传群体,进行黄瓜果刺颜色的遗传分析。以F2分离群体为试材,应用分离群体分组分析法（BSA）和 2 112 对SSR引物进行 SSR 分析,结合9 930黄瓜全基因组序列信息和100份核心种质重测序结果开发新标记,对初定位区域进行标记加密。采用 JoinMap 4.0 作图软件和 MapInspect 软件构建连锁群并完成连锁群与染色体的对应,实现黄瓜黑色果刺性状的基因定位。运用生物信息学,在定位区域进行候选基因分析。利用包含156个株系的重组自交系（RILs）群体,对黑色果刺基因紧密连锁的两侧翼分子标记进行验证,确定标记用于分子标记辅助选择(MAS)育种的准确性。【结果】研究表明,黄瓜自交系NC76的黑色果刺符合质量性状遗传特点,由显性单基因B控制,黑色对白色为显性。初步定位筛选获得了与B基因连锁的8对SSR引物,将B定位于黄瓜4号染色体（Chr.4）上,最近的连锁标记为SSR22231,遗传距离为10.8 cM;根据初定位区域的序列信息,设计合成了新的SSR引物212对和Indel引物25对,利用这些引物对双亲和F2群体DNA进行分析,最终构建了一个包含14个SSR标记和1个InDel标记的分子标记连锁群,获得与B连锁的两侧翼标记SSRB-181和SSRB-130,遗传距离分别为2.0 cM和1.6 cM,该区段物理距离为422.1 kb,有60个预测候选基因,推测Csa4G003095和Csa4G001690是与黑色果刺形成相关性较大的候选基因。与B紧密连锁的两侧翼标记用于MAS育种的准确率分别为96.8%和96.2%,其中SSRB-181对黑色果刺植株鉴定的准确率达到100%,将在MAS育种发挥重要作用。【结论】黄瓜自交系NC76的黑色果刺性状由显性单基因控制,该基因位于Chr.4上422.1 kb范围内, 两侧翼标记为SSRB-181和SSRB-130,遗传距离为3.6 cM。本研究结果为黑色果刺基因的精细定位和克隆及MAS育种奠定了良好基础。     

利用陆海杂种BC1群体构建遗传连锁图谱并初步定位产量性状相关的QTL

摘要：本研究利用中棉所36和海1配制杂交组合,并用中棉所36为轮回亲本构建回交群体(BC1F1, BC2F1和 BC1S1)。用亲本和F1对新开发的2102对SSR引物进行多态性筛选,共筛选到317对含有海1显性带的引物,占筛选引物总数的15.08%;最终对其中的275对引物进行了BC1F1群体扩增,获得306个SSR标记差异位点。连锁分析表明（LOD=6.5）,有254个标记位点连锁,分布在42个连锁群中,覆盖2252.36cM,约占棉花基因组的50.05%;平均每个连锁群有6.08个标记,覆盖53.63 cM;标记间平均间距为8.87cM。利用BC1F1、BC2F1和BC1S1三个不同世代分离群体产量性状数据,共定位16个产量性状QTL,解释表型变异5.77%～19.86%。其中,衣分6个,铃重6个,籽指4个。有9个增效基因来自陆地棉亲本中棉所36,7个增效基因来自海岛棉亲本海1,说明了表型性状较差的品种同样可能含有可用于性状改良的增效基因。控制衣分的3个QTL可在不同的世代稳定检测到,效应稳定,增效基因均来自高值亲本陆地棉,为进一步分子标记辅助选择奠定了基础。     

黑米种皮色素的遗传分析和分子标记

为明确黑米种皮色素的遗传基础,利用籼稻黑米黑B和无色东北粳稻杂交,获得F1和F2分离群体。F1种皮表现黑色,说明种皮中的黑色性状受显性基因控制。同时,其F2代后代表现3:1的孟德尔分离比,表明黑色性状基因是受一对显性基因控制,暂定名为BP(black pericarp)。利用F2分离群体作为定位群体,用均匀分布在水稻12条染色体上的128对SSR引物和45对indel引物进行BSA和分子标记分析,利用MAPMAKER3.0软件进行连锁分析,将控制黑色性状基因定位在第4染色体上。目的基因BP位于引物R4M23和R4M43之间,遗传距离分别为10.2c M和14.6c M。     

黄瓜白粉病抗性序列相关扩增多态性的分子标记研究

以高抗和高感白粉病的黄瓜亲本及其杂交后代F2分离群体为材料,应用序列相关扩增多态性(sequence-related amplified polymorphism,SRAP)技术开展与黄瓜白粉病抗性基因连锁的SRAP分子标记研究.结果表明:从437对SRAP引物组合中筛选出62对能够在2个亲本抗、感池间扩增出稳定多态性条带的引物组合,进一步用这些引物分析F2群体,发现有1对引物组合Mel/Em9扩增出的SRAP标记(Mel/Em9-284 bp)能与黄瓜抗白粉病基因连锁,遗传距离为9.8 cM.获得的分子标记对克隆抗病基因和利用分子标记辅助选择提高育种效率具有重要意义.     

黄瓜瓜刺颜色与性型遗传规律的研究

为探索黄瓜瓜刺颜色与性型的遗传规律,以含有上述基因的2个黄瓜纯合亲本为试材,对F1、F2、BC1分离性状进行调查分析,结果表明:黄瓜瓜刺颜色的遗传受1对等位基因控制,黑刺对白刺为显性.黄瓜全雌性状由一对不完全显性基因控制,且雌性性状相对雌雄同株为显性性状.黄瓜瓜刺颜色基因(B)的遗传与控制雌性的基凶(F)之间属独立遗传.     

黄瓜果肉颜色遗传分析及SSR分子标记

选用3个绿色果肉品种649、129-1、津研4号和2个白色果肉品种HL-3、D0351为亲本,按照完全双列杂交方法(Ⅱ)配制10个组合,并构建以绿色果肉649和白色果肉D0351为亲本的F2分离群体,采用加性-显性(AD)模型进行遗传分析。结果表明,黄瓜果肉颜色性状是由多基因控制的数量性状,以显性效应为主,存在一定的加性效应,广义遗传力较高,达到84.112%。采用SSR分子标记构建遗传连锁图谱,利用复合区间定位方法进行QTL定位。结果表明,共构建了两个连锁群,连锁群(Ⅰ)包括标记CSWCT13B、CSWCT17,连锁距离是3.5 cM;连锁群(Ⅱ)包括标记CSWCT29、CSWGCA01,连锁距离是14.6 cM,检测出1个与黄瓜果肉颜色有关的QTL,与最近标记的距离为6.01 cM,且贡献率为11.86%。     

黄瓜(Cucumis sativus L.)果瘤基因Tu的精细定位

黄瓜果实果瘤性状是非常重要的农艺性状,以黄瓜(Cucumis sativus L.)华北有瘤品系S52(P1)和欧洲无瘤品系S06(P2)为亲本,构建826株F2(S06×S52)群体为试验材料,对黄瓜果瘤基因Tu进行精细定位研究。田间调查和遗传分析发现F2群体的果实表现型为有果瘤与无果瘤,卡方值(χ2=0.5833.84)检验表明其分离比符合3∶1,表明黄瓜果瘤性状是单基因控制的显性性状。早期研究中Tu基因被初步位于第5染色体的标记SSR16203和C_SC933之间,本研究利用公布的黄瓜基因组序列在这两标记之间设计了100对SSR引物,通过分析在两亲本的多态性,最后筛选得到4对SSR多态性标记。然后利用SSR16203和C_SC933标记和这4个多态性引物对826株F2群体进行进一步交换单株分析,最后将Tu基因定位于两翼标记SSR7和SSR18之间,剩余的交换单株分别为11株、16株,物理距离为263kb。经过FGENESH基因预测软件(http:∥www.softberry.com)分析,该区间仅含有候选基因31个。本研究为进一步果瘤基因Tu的最后克隆提供良好的研究基础。