野生醋栗番茄耐冷基因的渗入及遗传定位

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番茄(Solanum lycopersicum L.)是喜温作物,低温是我国番茄生产中经常遇到的逆境胁迫,尤其在北方冬春季日光温室生产中最为常见。培育耐低温性强的品种是当前番茄育种的重要目标之一。野生番茄含有主要的耐冷基因,因此,对野生番茄中的耐冷基因进行定位分析,研究建立相应的高效分子标记辅助选择技术,对于创新优良的耐冷育种材料,提高番茄的产量和品质具有重要的意义。本研究利用耐冷性较强的野生醋栗番茄LA722和农艺性状优良的栽培番茄9706为材料,结合发芽期大规模的耐冷性选择方法和AB-QTL方法对野生醋栗番茄发芽期和幼苗期的耐冷性进行了QTL定位分析和耐冷QTL的转育。主要研究结果如下:1.利用亲本9706和LA722对408个SSR标记和573个CAPS标记进行多态性筛选,有160个SSR标记,97个CAPS标记在亲本间产生多态性,从中挑选差异条带较明显,带型较清晰的标记对BC2、BC3、F4 3个混合群体进一步筛选,最终得到61个SSR标记和35个CAPS标记用于连锁图谱的构建。2.利用连续回交和发芽期大规模的耐冷性选择方法构建了包含273个BC3S1单株的群体。对亲本和BC3S1群体进行遗传分析,利用Joinmap4.0软件构建了一张由11个染色体组成的番茄分子连锁图谱,该图谱包括22个CAPS标记和46个SSR标记,单个染色体上的标记数在4-9之间,每个染色体长度为38.30-72.47 cM,图谱覆盖总长度为616.78 cM,标记间平均图距为9.07 cM。3. BC3S2株系间耐冷性差异明显,表现出数量遗传特征。相关性分析结果表明番茄发芽期和幼苗期的耐冷性存在一定的相关性(r=0.15)。4.利用MapQTL4.0软件通过MQM作图法对番茄耐冷性状进行QTL定位和遗传效应分析,检测到6个控制低温25 d发芽率的QTLs,分别位于第1、2、8、9、11、12染色体上,贡献率分别为2.1-12.1%,增效基因均来自LA722;5个控制相对发芽指数的QTLs,位于第1、2、5、11染色体上,贡献率为3.2-32.9%,除qRGI-11-1外,增效基因均来自LA722;2个控制幼苗期冷害指数的QTLs,位于第2和第8染色体上,贡献率分别为3.3%和4.9%,增效基因均来自LA722。5.利用MapQTL4.0软件通过MQM作图法对BC3S1群体的株高(四穗时)、最大叶长、最大叶宽、单个果实质量、果皮厚度、心室数、果肉可溶性固形物含量、种子百粒重进行分析,共检测到23个QTLs,分布在第2、5、6、8、9、11、12染色体上。不同性状间的QTLs存在共定位现象。6.从273个BC3S1单株中筛选到6份在发芽期和幼苗期耐冷性均高于LA722水平且农艺性状优良的单株,分别为162-4、164-2、164-4、169-2、169-6、171-2,其中164-2和164-4同时含有2个主效QTLs qRGI-2-1和qRGI-5-1,可作为优异的耐冷番茄育种资源材料。
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