番茄封顶花序节位基因精细定位与候选基因功能分析

作     者：师海林 

作者单位：河北科技师范学院 

学位级别：硕士

导师姓名：王帅

授予年度：2024年

学科分类：09[农学] 0902[农学-园艺学] 090202[农学-蔬菜学] 

主      题：番茄 封顶花序节位 基因定位 BSA-seq dCAPS 

摘      要：番茄（Solanum lycopersicum L.）是设施栽培的重要蔬菜作物之一,在生产及科学研究中占有重要地位。主茎花序数是制约自封顶番茄产量的重要因素,培育高节位花序自封顶品种对番茄高效栽培、增加产量具有重要意义,本实验通过两个封顶花序节位有显著差异的番茄高代自交系AXF（低节位自封顶品系）和GXF（高节位自封顶品系）为试验材料,通过构建F分离群体,利用BSA-seq技术、分子标记、qRT-PCR分析、基因克隆和生物信息学分析研究,主要结果如下: 1.构建亲本和F极端混池,利用BSA-seq技术进行高通量测序,共获得94.48 Gb Clean Data。在2号染色体47.56 Mb-47.59 Mb,大小约为25 497 bp的区间内检测出3个候选基因,分别为:TST18（GenBank ***＿004232452.4）、MLO4（GenBank ***＿019212390.2）和PSMD4（GenBank ***＿010318126.3）,根据通路注释、同源分析表明候选基因主要参与植物体内活性氧的降解清除运作机制、植株免疫反应和泛素调控细胞发育等。推测这三个候选基因可能对番茄封顶节位的形成有重要调控作用。 2.进一步设计dCAPS、CAPS、InDel分子标记引物118对,进行连锁分析,结果表明2号染色体47.56 Mb-47.59 Mb区段47 567 568处存在dCAPS14变异位点,其T碱基位点突变为C碱基,并与候选基因PSMD4紧密连锁,推断该基因可能主要调控番茄的封顶花序节位形成。 3.对PSMD4基因序列进行克隆和表达模式分析,发现该基因在GXF中出现两处突变并编码一个含412个氨基酸的蛋白质,位于细胞核中;蛋白二级结构显示,α螺旋结构占比46.26%、无规则卷曲39.12%、β转角折叠4.21%、延伸链10.40%;同源性比对发现该蛋白与番茄基因XP＿010316428.1同源关系最近。时空表达结果显示,PSMD4在AXF和GXF不同组织部位中均有差异性表达,且在GXF不同组织部位的表达量均显著高于AXF。在番茄GXF品系叶组织中有的表达量,茎中的表达量最低。