甜瓜扁圆形果实主效QTL分析

作     者：边远 

作者单位：东北农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：栾非时;王喜庆

授予年度：2023年

学科分类：09[农学] 0902[农学-园艺学] 090201[农学-果树学] 

主      题：甜瓜 果实形状 BSA-seq InDel标记 基因定位 

摘      要：甜瓜(Cucumis melo L.)作为重要的葫芦科经济作物,在世界范围内广泛栽培。因其香气独特、鲜嫩多汁、营养丰富而受到广大消费者的喜爱,甜瓜果实形状是影响消费者选择的重要因素,也是影响果实品质的重要性状。甜瓜果实形状多样,有蛇形、卵圆形、扁圆形等,其中扁圆形甜瓜果实横径大于果实纵径,性状较为独特,有一定的市场占有率。明确甜瓜扁圆形果实遗传规律,发掘与之相关的基因,可以为今后甜瓜扁圆形果实关键基因的精细定位、分子机制研究及果型多样性育种提供重要的数据支撑。本研究以扁圆形甜瓜材料M4-16为母本(P),长果形甜瓜材料M4-101为父本(P),配制F代,F代自交获得F代分离群体,播种两亲本、F及F代群体,待果实成熟后,调查成熟果实的长度、宽度并计算果形指数,明确甜瓜长果形和扁圆形性状的显隐性关系以及果形指数在F代群体的分离情况。在F代分离群体中挑选长果形和扁圆形单株各20株,构建长果形果和扁圆形果两个极端混池,对双亲及极端池进行BSA-seq测序分析。获得控制甜瓜扁圆形果实性状基因所在的染色体区段,在目标区段内开发In Del标记,利用筛选出的多态性引物对F代分离群体进行基因分型,利用Rqtl(Version 4.2.2)进行QTL分析,获得调控甜瓜扁圆形果实基因的主效QTL,主要研究内容和结果如下:(1)父本M4-101果形指数为1.84±0.11,母本M4-16果形指数为0.94±0.03,F代果形指数在1.29±0.09这一范围内,偏向于父本为长果形甜瓜,初步判定长形甜瓜对扁圆形甜瓜为显性性状。对F代果形指数、果实长度、果实宽度田间统计数据进行分析,各性状在分离群体中均呈现正态分布,表现为数量性状遗传特征。(2)F代群体中,甜瓜果实长度与甜瓜果实宽度,果形指数呈显著正相关,相关系数分别是0.435**和0.770**。果实宽度与果形指数呈显著负相关相关系数为-0.231**。(3)在172株F代群体中挑选出扁圆形果实20株,长果形果实20株,构建长果形-扁圆形极端混池。BSA-seq分析结果显示在甜瓜基因组的3号(22,836,883-25,573,518 bp区间,约3.0 Mb)、6号(8,123,728-28,480,009 bp区间,约20.0 Mb)和9号(19,022,366-21,289,897bp,约为3.0 Mb)染色体上均检测到了可能与扁圆形果实连锁的染色体区段。根据两亲本重测序数据,分别在上述区间内共开发32个多态性In Del分子标记,对F代群体进行基因分型,并结合表型数据开展遗传连锁分析。利用QTL Ici Mapping V3.3软件绘制甜瓜遗传连锁图谱。该图谱包含3个连锁群,各自对应甜瓜3、6、9号染色体,该图谱包括32个标记,覆盖72.72 c M遗传距离,标记间平均距离为2.27 c M。在6号染色体18.215,807-21,080,671 bp区间内检测到了一个主效QTL位点,LOD值为7.37,贡献率为17.9%。结合已经发表的甜瓜果实形状整合图谱,将该位点命名为Cm FS6.3,3号和9号染色体均未检测到果实形状相关QTL位点。