西瓜重要农艺性状的全基因组关联分析

发布时间：2020-07-09 07:25

【摘要】：西瓜是全球重要的水果之一,也是我国重要的瓜类作物。西瓜属于葫芦科西瓜属是一年生草本植物,中国西瓜产量占世界总产量的60%以上。本研究选用173份西瓜种质材料,其中158份有美国农业部提供,15份由课题组收集,利用246个SSR标记对这些种质资源进行了分子指纹图谱分析,在对26个表型性状(分布于子叶、蔓、花、果实、种子)进行两年调查分析的基础上,利用混合线性模型(MLM)对表型性状和基因型数据进行关联分析,鉴定出与目标性状呈显著关联的SSR标记,研究结果将为进一步挖掘西瓜重要农艺性状的优异基因,加速西瓜分子育种进程奠定基础。具体结果如下:1.采用Popgen32对246个SSR标记所得到多样性条带进行分析,计算出每个位点的观测等位基因数变化范围为2-11,平均4.32;有效等位基因数变化范围为1.05-5.99,平均2.08;观测杂合度变化范围为0.01-1.00,平均0.88,Shannon信息指数变化范围0.11-1.98,平均0.86;多态性信息指数变化范围为0.04-0.81,平均0.42。2.采用246对SSR标记对173份西瓜种质材料进行遗传多样性和群体结构分析,MEGA结果表明,173份西瓜种质材料可分为两大类群,类群Ⅰ(PopⅠ)包括PI 432337和PI 537300两个材料,类群Ⅱ包括171份西瓜种质材料;PCA结果表明,主成分累积贡献率为14.40%,将173份西瓜种质材料分为2类,A区包括10份西瓜种质材料,B区包括163份材西瓜种质材料;运用STRUCTURE软件对173份西瓜种质材料进行群体划分,在ΔK随K值变化图中可知,在K=4时,ΔK有一个最大值,即173份西瓜种质材料可分为4个类群。3.利用SPSS等软件对173份西瓜种质材料的26个西瓜表型性状的统计描述和方差分析结果可以看出:这26个表型性状的频率分布都符合正态分布;相关性分析结果表明26个数量性状两两之间都存在极显著的正相关和负相关,其中与果柄长度存在极显著正相关的性状最多,为17个,存在极显著负相关的性状有2个。主成分分析结果表明,26个表型性状可转化为8个主成分,累积贡献率达71.97%。变异分析结果表明,26个表型性状中近皮果肉可溶性固形物含量的变异系数最大,为70%,种形指数的变异系数最小,为0.08%;香浓-维纳指数变化范围为1.32-1.67。广义遗传力分析结果表明,种子长度和种子宽度的广义遗传力最大,受环境影响较小。4.通过全基因组关联分析共检测到与西瓜26个表型性状的SSR标记262个,2016年与2017年全基因组关联分析分别检测到与西瓜表型性状相关联的SSR标记111个和151个。其中有11个标记在2016、2017两个环境中均能检测到,这11个标记中,检测到与果实长度、果实宽度、果肉厚度、近皮果肉可溶性固形物含量、种子宽度、坐瓜节位、第一雄花开放节位各1个,检测到与种子长度相关联的标记4个。
【学位授予单位】：河南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S651
【图文】：

图 3 基于 246 对 SSR 分子标记在 173 份西瓜种质材料中的主成分分析Fig.3 Principal coordinates analysis of the 173 watermelon accessions based on 246 SSR makers5 群体结构分析由图 4 可知，当 K=4 时，ΔK 和 LnP（D）出现明显的峰值，即将 173 份西瓜种质 4 四大类群，P1（红色）、P2（绿色），P3（蓝色），P4（黄色）。P1 包括 54 份种（C. lanatus var.lanatus）、32 份西瓜种（C. lanatus）、2 份 breeding line 和 1 份

图 4 173 份西瓜西瓜种质材料的ΔK 和 LnP（D）随 K 值变化图（图 4A）和群体结构图（图 4B）Fig.4 ΔK and LnP（D）with change of K values(fig.4A) and the population structure (fig.4B) in 173 watermelonaccessions讨论在遗传多样性分析方面，由于 SSR 标记多态性高、共显性、易于 PCR 技术分析、重复2.5

图 5 26 个西瓜表型性状频次直方图Fig. 5 Histogram for the 26 watermelon phenotypic traits要反映某一性状的范围大小[59]。果实、种子、节间、叶片 4 可知，近皮果肉可溶性固形物含量的变异系数最大，为，为 0.08 %。按变异系数大小可将西瓜的 26 个表型性状中（25 %< CV< 50 %）、大（CV>50 %）3 个等级[60]。果溶性固形物含量、近皮果肉可溶性固形物含量的变异系数在丰富的表型变异；果实宽度、果形指数、果肉厚度、种子厚度、叶片长度、叶片宽度、叶形指数、子叶叶形指数、播数小于 25 %，表明这 12 个表型性状的遗传特性比较稳定。数（Shannon Wiener index, H’）反映了群体的遗传程度。1性状的遗传多样性见表 4，其中果实宽度和果肉厚度的香浓的香浓-维纳指数指数最低为 1.32。表 4 173 份西瓜种质材料 26 个表型性状的变异统计分析ble 4 Analysis of variation of 26 phenotypic traits in 173 watermelon acces最大值 最小值 平均值 标准偏差 变异系25.00 0.00 12.33 5.96 0.4825.00 0.00 7.12 3.67 0.52

【参考文献】

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5 王志强;郭松;刘声锋;郭守金;于蓉;田梅;;西瓜种质资源11个数量性状的分级评价指标探讨[J];河北农业大学学报;2014年03期

6 赵胜杰;朱红菊;路绪强;何楠;刘文革;;无籽西瓜品种SSR指纹图谱构建及遗传多样性分析[J];植物遗传资源学报;2013年06期

7 范建光;张海英;宫国义;肖菁;郭绍贵;任毅;张洁;王秀峰;马艳明;许勇;;西瓜DUS测试标准品种SSR指纹图谱构建及应用[J];植物遗传资源学报;2013年05期

8 羊杏平;刘广;侯喜林;徐锦华;张曼;;西瓜核心种质枯萎病抗性与SRAP分子标记的关联分析[J];园艺学报;2013年07期

9 王兆吉;高鹏;栾非时;刘识;;西瓜遗传图谱的构建及果形指数QTL分析[J];中国蔬菜;2013年14期

10 刘识;王学征;栾非时;朱子成;;西瓜果实总糖含量QTL分析[J];果树学报;2013年01期

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本文编号：2747145