柑橘果肉色泽的遗传研究及类胡萝卜素含量的QTL定位

发布时间：2020-04-29 18:07

【摘要】：柑橘果肉中含有丰富的类胡萝卜素,其种类和含量不仅影响果实外观品质,也影响着柑橘果实的营养价值和保健功能。作为多年生木本植物,其受到童期长、多胚性等的限制,目前关于柑橘果肉色泽的遗传机理分析以及柑橘果肉中营养物质类胡萝卜素含量和种类的QTL研究都很少。本课题组10多年前以红橘为母本,枳壳为父本,经胚抢救和分子标记鉴定获得红橘(C.reticulata)×枳壳(Poncirus trifoliata)杂交F_1群体,而且该群体已构建好高密度遗传图谱,为后续的遗传研究和QTL定位奠定了基础。本研究通过对杂交群体果肉进行色差值测定和高效液相色谱分析,初步探索柑橘果肉色泽差异形成的生理基础以及柑橘果肉遗传特征,并利用高密度遗传连锁图谱对类胡萝卜素进行代谢QTL分析,得到了一些与色泽或类胡萝卜素性状较关联的遗传位点。主要研究结果如下:1红橘×枳壳杂交群体果肉色泽多样性形成的生理基础及其遗传特征分析通过对红橘(C.reticulata)×枳壳(Poncirus trifoliata)杂交F_1群体进行果肉色差值测量,发现群体子代的果肉色泽属于数量性状。对红橘、枳壳及79份杂交子代果肉进行高效液相色谱分析,发现不同类胡萝卜素间含量差异很大,同一色素在不同子代中差异也较大。对所检测到的类胡萝卜素及总类胡萝卜素含量进行正态检验,发现所有色素均为正态或偏正态分布,即每一种色素的调控都受到多个基因的控制。利用色差值与不同类胡萝卜素和总类胡萝卜素含量进行相关分析,发现异堇黄质、叶黄素、玉米黄质、β-隐黄质、未知-3、未知-4这6种色素与色差值表现为正相关关系;总类胡萝卜素含量与色差值也为正相关。根据色差值与各类胡萝卜素在总类胡萝卜素中所占比例相关分析发现,玉米黄质、未知-4、叶黄素占比与色差值为正相关,八氢番茄红素、六氢番茄红素占比与色差值为负相关。对类胡萝卜素代谢途径基因进行表达分析,结果显示DXS、IPI基因在两个极端池间有显著性差异,这两个基因参与类胡萝卜素前体物质GGPP的合成。PSY、LCYB1、HYD基因在深色果肉中表达水平高于浅色果肉。2 QTL分析本研究共检测到8个类胡萝卜素的QTLs,分布在5条染色体上。在检测到的QTL位点中,有7种类胡萝卜素及总类胡萝卜素均定位在2号染色体的同一区间,3号和9号染色体也有定位区间重叠的现象,表明有共同的遗传因子决定多种类胡萝卜素的含量差异。根据基因表达结果,本实验共找到不同极端表型池间差异表达的7个基因,并且这些基因都在前面的遗传定位的区间中。通过进一步对这7个基因进行发育时期表达模式验证,从中筛选出2个与色泽高度相关的候选基因,其基因编号分别为:Ciclev10019730m、Ciclev10021268m。对Ciclev10019730m、Ciclev10021268m基因启动子区、编码区进行克隆。在红橘中,Ciclev10019730m基因编码区存在等位多态性现象,其中一条等位基因从ATG开始第1475个碱基处有14bp缺失,而另一条等位基因在此处无缺失。枳壳两个等位基因均无碱基缺失。基因Ciclev10021268m启动子区在枳壳中存在等位多态性现象,其中一条等位基因在-1842bp到-1686bp之间有一段156bp缺失,在-1373bp到-737bp之间有一段636bp的插入,另一条等位基因无缺失,且序列基本与红橘一致。
【图文】：

论文（叶俊丽 2011）。2.2.11 数据处理将色差值、类胡萝卜素含量等数据录入 Excel 中，统计各组数据最大值、最小值、平均值、标准差、方差、变异系数。利用 SPSS 软件对色素进行正态检验，显著性差异比较使用 Pearson 相关性分析。将实时荧光定量数据拷贝至 Excel 中，基因表达计算方法参照（Livak and Schmittgen 2001）。用 SPSS 软件进行独立样本 t检验。3. 结果与分析3.1 红橘×枳壳杂交群体果肉色泽差异形成的生理基础3.1.1 红橘、枳壳果肉色泽差异分析母本红橘果肉呈现出深红色，枳壳父本果肉则为淡黄色，通过测量亲本果肉色差值（CCI），发现红橘色差值显著高于枳壳，两年测量结果表现出高度一致。

华中农业大学 2018 届硕士研究生学位论文3.1.2.1 红橘×枳壳杂交群体果肉色差值分析本研究对杂交群体进行两年色差值测量（2014、2015），色差数据由郑雄杰提供。从图 2 可以看出，两年测量数据重复性较高，均呈现出正态分布，进一步分析各子代色差数据，发现极端表型子代两年统计数据基本一致，中间表型的后代数据稍有变动。根据色差值正态分布图，，可以初步推断，红橘×枳壳杂交群体果肉颜色变化为典型数量性状。
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S666

【参考文献】

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本文编号：2644854