紫色辣椒光合特性及相关基因初步定位研究

发布时间：2020-06-07 16:44

【摘要】：本研究将紫色辣椒CS3(叶色浓紫、果实朝上、株型高、晚熟)与绿色辣椒LS1(叶色,果实朝下,株型中等,中熟)杂交构建遗传群体,对F_2群体7个不同紫色程度辣椒(Z-1、Z-2、Z-3、Z-4、Z-5、Z-6、Z-7)的叶片色素含量、光合特性及最适光响应模型进行了分析,结合亲本、F_1和F_2群体分离情况对紫叶性状相关基因进行了遗传分析和初步定位,主要研究结果如下:1.与纯绿色辣椒相比,紫色辣椒的花青素、叶绿素b和总色素含量高,叶绿素a/b值小。当光合有效辐射达到2000μmol·m~(-2)·s~(-1)时,除Z-6外,紫色辣椒的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)仍保持着增长趋势,没有出现光饱和或光抑制现象,其中Z-4的P_n值最高,为20.16±0.58μmol·m~(-2)·s~(-1),Z-5的水分利用效率(WUE)最高,为2.02μmol·mmol~(-1)。2.在拟合不同紫色程度辣椒光响应过程时,直角双曲线修正模型的拟合精度更高(拟合优度决定系数R~2"g0.995),拟合值与实测值更为接近,获得了更多的光合参数信息,更适于拟合紫色辣椒的光响应曲线。3.F_1植株叶片全部为紫色,F_2植株叶片紫色381株,绿色132株,经卡平方(χ~2)检验,颜色分离比例为3紫色:1绿色(χ~2=0.146),符合孟德尔遗传规律。采用Bulked segregant RNA-Seq(BSR-Seq)技术,初步将目标基因定位在第10号染色体上的3个区域,即1.28cM?1.9cM、4.0cM?6.8cM、15.6cM?20.1cM,并在这三个区域筛选出了6个候选基因,进一步利用生物信息学手段分析发现Capana10g001785仅在叶中表达。综上所述,紫色辣椒花青素含量高,对强光适应能力强,不同紫色程度辣椒水分利用效率以Z-5最高,该类型有利于筛选节水型材料,直角双曲线修正模型是拟合其光响应过程的最佳模型,辣椒叶片紫色性状由1对显性基因控制,该基因位于第10号染色上,仅在叶片中表达的Capana10g001785是6个候选基因中的研究重点。
【图文】：

紫色,辣椒,植株,类型

光响应曲线等，研究光合作用主要参数对光强变化的规律，分析叶片中色素与光合特性的关系，并运用 4 种较为典型的光响应模型对光响应曲线进行拟合，分析模型拟合的特征参数与实测值的差异，筛选最适合紫色辣椒的光响应曲线拟合模型，以期为辣椒生产上进一步开发利用紫色辣椒资源提供理论基础。2.1 材料与方法2.1.1 试验材料以紫色辣椒 CS3 与绿色辣椒 LS1（湖南省蔬菜研究所提供）杂交 F2代群体为试验材料，定植后 25 d，根据由生长点往下数第 5 叶颜色的不同选择 7 个具有代表性的紫色类型，按照紫色逐渐变浅，，绿色逐渐增加依次命名为 Z-1、Z-2、Z-3、Z-4、Z-5、Z-6 和 Z-7（图 2.1），其中 Z-1 与 CS3 相同，叶片为紫黑色；Z-2 叶片紫色程度略低于 Z-1，可见绿色；Z-3 叶片紫色程度低于 Z-2 且叶脉呈现绿色；Z-4 叶片紫色程度低于 Z-3 且叶脉呈现紫色，Z-5 叶脉全部呈紫色，Z-6 叶脉一半呈紫色，Z-7 叶片全绿。常规水肥管理。

辣椒色素,紫色,辣椒,叶绿素

紫色辣椒光合特性及相关基因初步定位研究Z-4 辣椒植株叶片花青素比叶绿素 a 的值、叶绿素 b 比类胡萝卜素的值和花青素比总色素的值均显著高于 Z-5、Z-6、Z-7，而叶绿素 a 比叶绿素 b 的值和叶绿素 b比类胡萝卜素的值均显著小于 Z-5、Z-6、Z-7。辣椒 Z-1 花青素比叶绿素 b 的值和花青素比叶绿素的值显著地高于 Z-3、Z-4、Z-7。辣椒 Z-5 叶绿素 a 比类胡萝卜素的值最高，并显著地高于其他紫色辣椒，辣椒 Z-1 叶绿素比总色素的值最低，并显著低于辣椒 Z-4、Z-7。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S641.3

【参考文献】