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植物的性型是由多基因协作控制的,是长期进化的结果。黄瓜的性型表达是一个复杂的过程。研究发现,黄瓜的性型表达主要由3个基因(M/m, F/f 和 A/a)决定,F/f基因控制植株的雌性化程度,M/m基因决定该植株所开的花是否单性花(M_) 或者两性花(mm);当F基因是隐性纯合的时候,性型表达受A基因影响,MMffA_基因型的表现型为雌雄异花同株,mmffA_基因型的表现型为雄全同株;M_ffaa与mmffaa基因型的表现型均为全雄株。为了进一步了解黄瓜的性型表达的分子机制,以及分子标记辅助育种的需要,本研究旨在寻找与M基因连锁的分子标记。
本文使用的黄瓜材料为S52和H34及其F1代和F2群体。母本S52来源于国内大别山农家品种,是基因型为ffMMAA的雌雄异花同株自交系;父本H34是基因型为FFmmAA的两性花自交系。F2分离群体的167个单株中,有46个两性花单株和121个雌雄异花同株单株,符合3:1分离比例,说明黄瓜单性花性型对两性花性型为完全显性,由一对核基因控制。
本实验采用分离体分组混合分析法(BSA)来寻找与黄瓜M基因连锁的分子标记,选取群体中的雌雄异花单株和两性花单株各10株,分别等量混合各株DNA,建成DNA单性花池和两性花池。从352对随机合成的SRAP引物组合中筛选出123对能在两亲本S52和H34间揭示出多态性的引物组合,多态性引物比例为34.9%;选择由本实验室自己开发的80对SCAR引物进行筛选,得到5对SCAR引物在亲本间具有多态性。用单性花池和两性花池进一步筛选,得到SRAP标记ME23SA4和SCAR标记S_E09在两池间也具有多态性;用F2 分离群体的167个单株检测后,分别用Mapmaker3.0 软件作图分析,得出SRAP标记ME23SA4与M基因的图距为17.8cM, SCAR标记S_E09与M基因的图距为10.3cM。
本研究将找到的与M基因连锁的SRAP标记ME23SA4进行克隆、测序,根据所测序列设计了一对SCAR引物S_ME23SA4。该引物在两亲本及两个池中均能揭示出多态性,并且得到预期大小的扩增片段。进一步用F2群体的167个单株进行分析,验证了其所扩增位点的数据与原来的SRAP随机标记所扩增的数据一致。由此证明该SCAR标记所扩增的位点即为原来的SRAP标记所扩增的位点。把两个SCAR标记一起用Mapmaker3.0 软件作图分析,S_ME23SA4与M基因的遗传距离为24.8cM, S_E09与M基因的遗传距离为9.9cM,两者都在M基因的同侧。