论文部分内容阅读
单性结实对于以果实为商品的植物来说,是一个与产量和品质相关的重要经济性状,也是品种选育的目标性状。黄瓜(Cucumis sativus L.)是我国大面积栽培的主要蔬菜之一,单性结实现象在黄瓜种质资源中普遍存在,因此黄瓜具有开展单性结实研究的优势。目前,关于黄瓜单性结实遗传规律的研究有不同观点,对黄瓜单性结实性状的QTL定位虽已有报道,但由于构建连锁图谱的标记都不是基于测序开发的,使得控制单性结实性状的QTL位点并未定位到染色体上,与其连锁的标记都为AFLP标记,利用率低且未得到验证。因此,挖掘新的且有效的QTL位点对于理解黄瓜单性结实的遗传机制非常重要。本研究利用单性结实自交系‘EC1’和非单性结实自交系‘8419s-1’,’14519’构建的两个F2群体进行黄瓜单性结实性状的遗传分析;根据黄瓜基因组测序的信息,利用‘EC1’和‘8419s-1’构建的F2:3群体进行黄瓜单性结实性状的QTL定位;利用剩余杂合体群体(RHL97-5)进行主效QTL位点的验证;利用F3:4群体及21份黄瓜自交系材料进行连锁标记的检验,并利用重测序和转录组测序的手段辅助筛选候选基因,主要结果如下:1.黄瓜单性结实性状的QTL定位对两个F2群体进行遗传分析表明,黄瓜单性结实性状遗传符合数量性状的特征,但与不同材料配组的后代群体分离偏向不同。利用F2(EC1×8419s-1)群体构建了一张含有7条个连锁群、133个SSR标记和9个InDel标记的连锁图谱,图谱总长度为808.1 cM,标记间平均距离5.7 cM。在2013年春、秋两季共检测到7个与单性结实相关的QTL,分布在1、2、3、5、7号染色体上。其中位于2号染色体上SSR00684-SSR22083之间的Parthenocarpy 2.1(Parth2.1)在两季中均被检测到,且贡献率均高于10%,被认为是控制黄瓜单性结实性状的主效QTL位点,其他位点都为微效位点。2.主效QTL Parth2.1及连锁标记的验证利用重测序开发的InDel标记,加密了Parth2.1区域的遗传图谱,该图谱长度为13.5cM,含有6个SSR标记和7个InDel标记。利用剩余杂合体群体(RHL97-5)进行Parth2.1的验证,结果证实该位点存在1个QTL位点,且该区域被缩短到InDel标记Indel-T-8和Indel-T-32之间,LOD值达到9.1,贡献率为24.4%,物理距离674kb。Indel-T-47为该位点的峰值标记,与该位点紧密连锁。本研究进一步利用F3:4群体和21份黄瓜种质材料对该标记进行了验证,结果表明该标记与单性结实显著相关,可用于黄瓜单性结实分子标记辅助选择育种。3.基因重测序和转录组测序的候选基因筛选利用双亲重测序和转录组测序信息,对主效QTL Parth2.1 674kb范围内所有的基因进行分析。结果表明该区域包含59个基因,其中‘EC1’和‘8419s-1’之间有24个基因在编码区内含有非同义的SNPs/InDels突变。其中Csa2M068680(CsARF19)为生长素响应因子的同源基因、Csa2M070230(CsWD40)为细胞分裂素响应基因的同源基因、Csa2M070880(CsEIN1)为乙烯不敏感基因的同源基因。转录组测序的结果在该区域内有7个差异表达基因,qRT-PCR验证的结果表明Csa2M070230(CsWD40)、Csa2M070330(CsPPR)和Csa2M073000(CsHEXO3)在单性结实坐果过程中上调表达。两种测序数据联合分析预测Csa2M068680(CsARF19)、Csa2M070230(CsWD40)、Csa2M070880(CsEIN1)、Csa2M070330(CsPPR)和Csa2M073000(CsHEXO3)为控制黄瓜单性结实性状的候选基因。