黄瓜圆形果的QTL定位及无表皮毛（果刺）基因csgl3的图位克隆
本文选题：黄瓜 切入点：果实大小/形状 出处：《西北农林科技大学》2016年博士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：果实大小/形状和果刺密度是黄瓜果实品质优劣的两个重要评价标准。了解果实大小/形状和果刺的遗传调控机制对黄瓜果实品质的遗传改良及分子辅助选择育种具有重要意义。野生型黄瓜的果实通常为圆形或球形且较小,而栽培黄瓜则通常大很多且其果实大小、重量和形状具有丰富的多样性。葫芦科的其它栽培作物,如甜瓜、西瓜和南瓜等,其圆形果实较为常见,而栽培黄瓜中圆形果实则比较稀少。目前,黄瓜圆形果实生长发育的遗传调控机制仍然不清楚。本研究以特异的地方品种WI7239和半野生的版纳黄瓜WI7167为材料,通过QTL定位等方法揭示黄瓜圆形果形态建成的遗传调控机制,以期为黄瓜果形多样化的品质育种奠定基础。作为黄瓜果实的重要品质性状,果刺的生长发育内在调控机制仍不明了。本研究以课题组在田间发现的黄瓜无表皮毛突变体为材料,对其内在调控基因进行图位克隆,以期为黄瓜果刺的分子辅助选择育种提供相应的目标基因。主要研究结果如下:1.为阐明地方品种WI7239中圆形果的遗传调控机制,以长果形亲本WI7238同WI7239杂交获得F2以及F2:3家系的分离群体。基于123个F2植株,构建了一张含有249个标记的遗传图谱,该图谱总长721.3 cM,具有7个连锁群分别对应黄瓜的7条染色体。果实大小相关的表型数据在3年中美两地的4次试验中进行采集。QTL定位分析表明,6个果实大小相关的性状共检测到10个与之相关的主效QTL位点。QTL位点的综合分析表明,分离群体中的果实大小/形状的遗传变异,实际是由两个互作的共有QTL位点FS1.2和FS2.1所调控。候选基因分析表明,番茄果形基因SUN的一个同源基因CsSUN是QTL位点FS1.2的最优候选基因。圆果形亲本WI7239中,基因CsSUN在第1号外显子上有一个161-bp的大片段缺失,导致该基因的表达量明显低于长果形亲本WI7238。由该缺失设计的标记与QTL位点FS1.2的峰值位置相一致。同甜瓜间的比较分析表明,基因CsSUN在甜瓜中的同源基因CmSUN-14很可能是甜瓜QTL位点fl2/fd2/fw2的候选基因。2.为揭示版纳黄瓜WI7167中圆形果的遗传机制,利用由亲本WI7167和WI7200所构建的F2分离群体,构建另一张遗传图谱。该图谱包含267个标记,7个连锁群的总长度为745.8 cM。经3年试验进行采集138个F2和F2:3家系的表型数据,QTL定位分析表明,该分离群体中成熟果实大小的遗传变异由12个QTL位点所调控,果实长度和横径分别有6个QTL位点。QTL位点的综合分析表明,该分离群体中的成熟果实大小/形状的遗传变异,由8个共有QTL位点FS1.1、FS1.2、FS2.1、FS3.2、FS4.1、FS5.2、FS6.3和FS7.1所调控。3.黄瓜表皮毛(果刺)突变体RIL-46M,在其地上的所有部位均无表皮毛附着。遗传分析表明RIL-46M的无表皮毛性状由隐性单基因csgl3所调控。精细定位将位点csgl3锚定在68.4 kb的区域内,该区间含有12个基因。自然群体中遗传分析、序列比对和基因位点差异分析表明基因Csa6G514870是位点CsGL3的唯一候选基因。该基因编码一个HD-ZIP亚家族IV的转录因子,全长为5188 bp并含有10个外显子。基因表达分析表明,在突变体RIL-46M中,基因CsGL3的4号外显子上有一个5-kb的LTR逆转座子插入,该插入突变导致了CsGL3的功能缺失。分离群体中相关的表型分析和不同遗传突变背景中的转录表达分析表明基因CsGL1和CsGL3间具有互作关系。
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【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S642.2
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6 缪e，
本文编号：1599432
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