论文部分内容阅读
印度南瓜(Cucurbita maxima Duch.),为葫芦科南瓜属重要的蔬菜作物,世界范围内广泛栽植,我国的南瓜种植面积及产量均居世界前列。强雌性状的利用可以显著增加南瓜田间产量,有效提高制种效率和种子的纯度,降低生产成本,提高种植效益,是南瓜作物中重要的育种目标之一。而目前,由于印度南瓜强雌性状为隐形基因控制,利用较为困难,且其产生的分子机理也不清楚。而对印度南瓜强雌性状控制基因的精细定位,进而克隆目标基因,并通过分子标记辅助选择进行利用,是提高南瓜育种效率的有效手段,也是解析强雌性状分子机理的必要途径。目前,对印度南瓜强雌性状基因定位的报道仅有两篇,存在定位区间较大,分子标记与目标基因连锁不够紧密等问题,而且候选基因尚未被克隆分析。所以我们在已有研究基础上进一步利用重测序等技术手段对印度南瓜强雌基因进行精细定位,预测候选基因,并对候选基因进行表达分析,同时将基因定位结果应用于南瓜育种中的强雌单株筛查与优良自交系的创制。本论文取得的主要结果如下:1、利用重测序技术分别获得强雌性状定位群体双亲各8G左右的序列数据对印度南瓜强雌性状定位群体双亲“强雌无杈150”与“小粒日母162-2”进行高通量重测序,以印度南瓜基因组序列作为参考基因组,分别获得8.6G和8.4G的测序数据。在本实验室前期该性状初定位的基础上,对初定位附近3 Mb区域内的序列进行了高质量拼接,并筛查获得了双亲间分布于该区域的1015个InDel标记位点和3258个SNP标记位点。2、印度南瓜强雌基因精细定位在第二染色的48 Kb区域内利用获得的InDel分子标记,对包含177株F2群体及97株BC1群体的强雌性状分离群体进行分析,将强雌性状控制基因定位在印度南瓜第二染色体48Kb的区域内,两侧标记为Cma0205和Cma0209。3、定位区域包内有29个编码基因,Cma30000021基因可能为控制印度南瓜强雌性状的候选基因利用印度南瓜全基因组注释结果对定位区域内的基因进行分析,该区域包含29个编码基因,其中基因Cma30000021与赤霉素调控相关,可能为控制强雌性状的候选基因。该基因序列在强雌与正常植株中存在2个SNP位点,导致蛋白编码提前终止。4、候选基因Cma30000021的表达谱分析对候选基因Cma30000021进行了表达谱分析,结果表明,该基因在植株雌花中表达丰度最高。在茎叶中也有少量表达,在根中不表达。5、利用与强雌性状共分离的分子标记Cma02-08进行标记辅助选择育种利用与强雌性状共分离的分子标记Cma02-08进行印度南瓜强雌性状的苗期筛查,辅助选育强雌自交系。根据对近1500株材料的筛查种植结果分析,筛选植株田间强雌性状表型一致。这种鉴定方法快速、可靠,大大节约了育种工作量。