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黄瓜核心种质的性型鉴定及复雌性型的遗传分析

作　者: 窦欣欣
导　师: 李锡香
学　校: 中国农业科学院
专　业: 蔬菜学
关键词: 黄瓜核心种质性型稳定性复雌遗传规律遗传图谱 QTL
分类号: S642.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 55次
引　用: 1次
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内容摘要

黄瓜是我国的主要蔬菜之一,也是世界性的重要蔬菜。黄瓜作为葫芦科家族的主要成员之一,以其丰富的性别表达形式,成为性别研究的模式作物。同时,黄瓜的性别分化与性别表现直接与果实产量和质量有关。由于利用黄瓜全雌性品系能简化杂交种的配制工作,目前国外引进的设施高产栽培黄瓜品种主要为结成性好的全雌性品种;性型稳定、结成性好的强雌型、复雌型和普通型加工或鲜食品种在生产中广受欢迎。但是,黄瓜性别表现复杂多变,现有研究尚未涉及黄瓜种质资源性型及其稳定性的系统评价,也不能完全解释所有黄瓜性型的遗传机制,利用传统的方法进行性型育种效率低,因此开展黄瓜资源性型评价、典型性型的遗传分析及其性别决定基因的分子机理研究对深入认识黄瓜性型调控机理,加快黄瓜性型育种具有重要的理论和实践意义。本论文在开展黄瓜种质资源性型及其稳定性鉴定评价的基础上,对复雌/单雌性状进行了表型遗传分析;利用复雌亲本(‘1613EF’)和单雌亲本(‘YX05-3-10’)所构建的F2群体,采用SSR分子标记方法,构建黄瓜分子遗传图谱,并对复雌性状进行了QTL分析,主要结论如下:1.对322份黄瓜核心种质在春季和秋季的性型鉴定显示,就单节花型而言,有单雌花、复雌花、完全花和雄花之分。就单株雌性花(单雌花、复雌花或完全花)节率而言,春季雌性花节率的分布范围为2.43%～100%,88.82%的种质雌性花节率分布在10%～60%;秋季雌性花节率分布范围在0～100%,91.93%的种质雌性花节率分布在10%～30%之间。根据核心种质在春秋两季的性型表现,对谭其猛的性型分类进行了修订,即分为全雌型、强雌型、普通型、强雄型、全雄型、复雌型、完全型、雌全型、雌雄全型、雄全型十类。供试材料在春季有94.41%表现为普通型和强雄型,仅有10份种质表现为全雌型,无全雄型存在;在秋季,有93.48%的种质表现为强雄型,于春季表现为全雌型的10份种质中有8份在秋季有少量雄花出现,且有4份全雄型种质。本试验还鉴定出2份复雌型材料和2份雄全型材料,其完全花和复雌花的表现无论在春季还是秋季均能表达,但其雌性花节率在秋季同样表现下降趋势。对黄瓜核心种质性型稳定性的鉴定表明,同一种质单株上花的种类是稳定的;而同一种质雌性花节率在春、秋两季相差最多可达63.07%(DF280),最少的为0(DF301、DF308),多数种质秋季的雌性花节率相比于春季会降低10%～40%。根据同一种质雌性花节率在不同季节的差异的显著性测验,所有核心种质被分为三类,即稳定型、敏感型和高度敏感型,其中稳定型种质25份,敏感型61份,高度敏感型236份。通过分析比较春、秋两季气象因子变化及其与黄瓜性型变化的关系,发现供试材料单株上花的种类是不受温度、日照长短的影响,表现遗传上的稳定性。但无论是单雌花、复雌花,还是完全花,大多数种质的雌性花节率变化在不同程度上受与季节有关的温光因素的影响。2.对黄瓜高代自交系‘1613EF’(复雌)×‘YX05-3-10’的六世代群体(P1、P2、F1、BC1P1,、BC1P2、F2)采用主基因+多基因六世代混合遗传模型分析法分析黄瓜复雌花性状的遗传规律。结果表明:该性状的最佳遗传模型为两对主基因+多基因混合遗传模型(E-0-0),即该性状是由2对主基因控制,并存在多基因效应,且高复雌花节率对低复雌花节率为隐性或部分隐性。两对主基因的加性效应及加性互作效应均为正值,对复雌花节位具有增效作用,但两对主基因间的显性互作效应为负向,且高达-43.73,这就导致了复雌花节位的降低。在F2群体,主基因遗传率为90.44%; BC1P1和BC1P2的主基因遗传率分别为90.16%和58.42%。在BC1P1和F2中的多基因遗传率分别为5.87%和4.91%,在BC1P2中的多基因遗传率为0。此外,环境作用对复雌花节率有一定影响,环境方差占总方差的3.97%~41.58%。3.利用复雌亲本和单雌亲本(‘1613EF’×‘YX05-3-10’)构建了包含287个单株的F2分离群体。从基于黄瓜全基因组测序开发的1632对SSR引物及前人报道的47对SSR引物中筛选到多态性引物129对。利用JoinMap4.0软件对129对SSR标记进行遗传连锁分析,共有128个标记进入连锁群,偏分离标记3个。最终得到一张包含7个连锁群的黄瓜分子遗传图谱,覆盖遗传距离775.8cM,平均图距为6.06cM。4.应用构建的黄瓜分子遗传图谱,采用完备区间作图方法(QTL IciMaping)对黄瓜复雌性状进行QTL定位与遗传效应分析,共检测到5个与标记间距离较近的QTLs,分别为qMP-1-1、qMP-3-1、qMP-6-1、qMP-6-2和qMP-6-3。其中,贡献率最大的为27.71%(qMP-6-1),位于第6染色体,两侧标记为SSR16020和SSR07198,加性效应为19.06,显性效应为-6.53;另一个主效QTL(qMP-6-2)同样位于第6染色体,两侧标记为SSR02763-SSR20852,加性效应为4.36,显性效应为-17.9,贡献率为10.26%。另外3个QTLs的加性效应也都为正值,但只有qMP-3-1的显性效应为正,对复雌节位具有增效作用,其贡献率为9.59%。本研究所定位的5个QTLs区间距离最大为4.5cM,最小的仅为1.5cM,与侧翼标记距离均小于5cM其中,qMP-3-1和qMP-6-3距左侧标记SSR06210和SSR07248的距离均小至0.2cM。这些标记可以用于分子标记辅助育种。

全文目录

摘要  6-8
Abstract  8-14
第一章文献综述  14-26
  1.1 黄瓜育种研究简史和进展  14
  1.2 黄瓜与其他雌雄异花植物的性型及其研究进展  14-19
    1.2.1 黄瓜的性别分化及其表型类别  14-15
    1.2.2 黄瓜与其他雌雄异花植物性别分化的生理生化基础及其影响因素  15-16
    1.2.3 黄瓜及其他雌雄异花植物性别决定的遗传机制和分子基础  16-19
  1.3 分子标记技术及其应用  19-21
    1.3.1 分子标记技术的发展  20
    1.3.2 分子标记技术  20-21
  1.4 黄瓜遗传图谱研究进展  21-22
    1.4.1 黄瓜基因组的遗传特点  21-22
    1.4.2 黄瓜遗传图谱的研究现状  22
  1.5 植物数量性状QTL 定位  22-25
    1.5.1 数量性状定位方法  22-23
    1.5.2 黄瓜相关基因的定位  23-25
  1.6 本研究的目的和意义  25-26
第二章黄瓜核心种质性型及其稳定性评价  26-35
  2.1 材料与方法  27-28
    2.1.1 试验材料  27
    2.1.2 试验地点和设计  27
    2.1.3 性型鉴定方法  27
    2.1.4 性型稳定性评价方法  27-28
    2.1.5 温度、日照等气象因素观测  28
  2.2 结果与分析  28-33
    2.2.1 黄瓜核心种质的性型表现及特点  28-30
    2.2.2 黄瓜核心种质性型稳定性  30-33
    2.2.3 黄瓜核心种质性型及其稳定性与温度和光照的关系  33
  2.3 讨论  33-35
第三章黄瓜复雌性状的遗传规律研究  35-41
  3.1 材料与方法  35-36
    3.1.1 亲本选择与群体构建  35
    3.1.2 试验方法  35
    3.1.3 田间调查方法  35-36
    3.1.4 数据统计与分析方法  36
  3.2 结果与分析  36-40
    3.2.1 六世代复雌花节率次数分布  36-37
    3.2.2 数量性状混合遗传模型主基因＋多基因六世代联合分析  37-40
  3.3 讨论  40-41
第四章黄瓜遗传图谱构建及复雌性状QTL 定位  41-53
  4.1 材料与方法  42-44
    4.1.1 亲本的选择与群体构建  42-43
    4.1.2 复雌性状统计  43
    4.1.3 遗传图谱构建  43-44
    4.1.4 黄瓜复雌性状QTL 定位  44
  4.2 结果与分析  44-51
    4.2.1 遗传图谱构建  44-49
    4.2.2 黄瓜复雌性状QTL 定位  49-51
  4.3 讨论  51-53
    4.3.1 黄瓜SSR 标记遗传图谱的构建和比较  51
    4.3.2 黄瓜复雌性状QTL 定位  51-53
第五章全文结论  53-56
参考文献  56-65
致谢  65-66
作者简历  66

黄瓜核心种质的性型鉴定及复雌性型的遗传分析

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