基于SNP标记的黄瓜抗白粉病染色体单片段代换系鉴定及抗病基因功能分析

来源 :中国农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:d327315409
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黄瓜(Cucumis sativus L.)是一种重要的果菜类蔬菜,世界蔬菜产量中排名第四。白粉病是危害黄瓜生产的主要病害之一,发病严重时会导致黄瓜叶片枯萎或死亡,影响黄瓜产量及果实品质。黄瓜白粉病抗性育种进展缓慢,主要因为黄瓜白粉病的抗性机制特别是分子机制至今无突破性进展。本实验室前期以黄瓜高抗白粉病品系Jin5-508(长蔓)和易感品系D8(短蔓)为亲本,通过杂交、连续回交(12代,2004-2009)并利用分子标记辅助选择,获得长度0.7 cM来自抗病亲本的单片段导入系(SSSL0.7).本研究在此基础上利用SSSL0.7与高感白粉病D8为亲本构建次级F2分离群体,并对其进行抗性表型鉴定及抗病重组鉴定;依据双亲重测序结果开发SNP-dCAPs标记,利用在亲本中表现特异性的SNP-dCAPs对重组株进行基因型鉴定,缩小候选区域并进行候选基因预测;利用qRT-PCR表达分析对候选基因进行表达验证;通过亚细胞定位进一步验证候选基因的作用部位。为今后创新黄瓜抗白粉病种质以及选育黄瓜高抗白粉病新品种奠定基础。主要研究结果如下:1.以SSSL0.7与高感白粉病品系D8为亲本构建次级F2分离群体,共计3,600个单株,人工接种白粉菌后进行表型鉴定;利用SSSL0.7两侧翼标记SSR16472、SSR16881,结合表型分析对次级F2大群体进行重组植株鉴定,共鉴定出7个重组株,分别命名为SD1、SD2、 SD3、SD4、SD5、SD6和SD7,其中SD1、SD6表现为高感,其余为高抗。2.分别对D8和Jin5-508进行全基因组重测序。依据重测序结果,在两侧翼标记SSR16472、SSR16881之间开发了20对SNP-dCAPs,在SSSL0.7与D8亲本间验证,其中3对呈现多态性,分别命名为:SNP01,SNP09,SNP20。3.利用上述3对SNP-dCAPs对7个重组株(SD1-SD7)进行重组基因型鉴定,结合重组株的抗白粉病表型,最终将目标区域的物理距离缩短至为41.1 Kb,两端的标记分别为SNP09和SNP20。依据黄瓜基因组信息,在该区域中共含有8个候选基因,分别是Csa1M064720.1,Csa1M064730.1,Csa1M064740.1,Csa1M064750.1,Csa1M064760.1, Csa1M064770.1,Csa1M064780.1,Csa1M064790.1、4.运用qRT-PCR技术分析D8、SSSL0.7、Jin5-508接种白粉菌后上述8个候选基因的表达模式,Csa1M064780.1和Csa1M064790.1在D8中的相对表达量显著低于抗白粉病亲本Jin5-508和SSSL0.7,接种12h后Csa1M064780.1和Csa1M064790.1在SSSL0.7和Jin5-508中的相对表达量均明显上调,其余6个基因的相对表达量则呈现不规律表达。结果表明:Csa1M064780.1和Csa1M064790.1可能是黄瓜抗白粉病的关键基因。5.对Csa1M064780.1和Csa1M064790.1两个基因进行亚细胞定位分析。将上述两个候选基因连接至含有绿色荧光蛋白GFP的载体中,利用基因枪法将基因转化到洋葱表皮细胞中,通过荧光显微镜在498 nm蓝光激发下观察绿色荧光蛋白的表达,发现Csa1M064780.1位于细胞核和细胞膜上,Csa1M064790.1仅位于细胞膜上。
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