黄瓜染色体片段替换系构建及果形相关QTL定位
发布时间：2021-08-06 03:41
黄瓜（Cucumis sativus L.,2n=14）作为一种重要的经济作物在我国被广泛种植。果形是影响黄瓜商品性的重要因素,受多个数量性状位点（QTL）调控且易受环境条件的影响。本研究通过构建染色体片段替换系（CSSLs）将控制果形的基因分离到不同株系中,使多基因控制的数量性状变成单基因控制的质量性状,然后对黄瓜果形相关QTL/基因进行定位,进而深入解析黄瓜果形调控机制。首先对黄瓜自交系CNS21（长果）和RNS7（圆果）进行表型鉴定。通过在温室中两季种植发现,RNS7子房长度在1 cm左右,果形指数在1.11.3之间;商品瓜长度在5 cm左右,果形指数约为1;成熟瓜长度810 cm,果形指数在0.71.0之间。CNS21子房长度56 cm（果形指数1112）;商品瓜时期果实细长,长度3540 cm（果形指数约为10）;成熟瓜长度5060 cm（果形指数约为10）。关于果刺性状,CNS21为白色,果刺密度稀;RNS7为黑色,刺的密...
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
染色体片段替换系构建（CSSLs）流程
CNS21 RNS7 状子房长度在 1 cm 左右，果形指数在 1.1 ~ 1.3 之间；商品瓜长度在 5 cm 左右，果形指数约为 1；成熟瓜长度 8 ~ 10 cm，果形指数在 0.7 ~ 1.0 之间。CNS21 子房长度 5 ~ 6 cm，果形指数 11 ~ 12；商品瓜果实长度 35 ~ 40 cm，果形指数约为 10；成熟瓜果实长度 50 ~ 60 cm，果形指数约为 10。对于果实刺瘤性状，CNS21 在开花当天、商品瓜时期、成熟瓜时期果刺均为白色，果刺密度稀，有瘤；RNS7 在果实发育整个时期果刺均为黑色，无瘤，刺的密度比 CNS21 更稀。在果皮颜色方面，CNS21 和 RNS7 在开花当天均为翠绿色；在商品瓜时期，CNS21 为深绿色，RNS7 果皮颜色为淡绿色；到成熟瓜时，CNS21果皮颜色变成黄色，而 RNS7 变成棕色（图 2）。
16花瓣数为6~7瓣，花瓣较圆；CNS21叶片较平整，叶面积较大，RNS7叶片较为皱缩，叶面积相对较校以上表型在本课题组前期研究中已有描述（高智慧，2017；葛倩，2018），本试验研究中对已有表型再次观察统计。此外，本研究还对两个亲本的种子大小进行观察，发现两个亲本在种子形状上存在明显差异：CNS21的种子细长，长度为9.4±0.3mm，宽度为3.1±0.1mm，RNS7种子为椭圆形，长度为7.5±0.2mm，宽度为4.6±0.1mm。对两个亲本的幼叶（刚展开的叶子）和功能叶（从顶端向下数第3片叶）的叶面积、初花期到盛花期的植株高度进行测定（图3）。结果表明CNS21幼叶的叶面积（63±5cm2）要明显大于RNS7（42±4cm2），到功能叶时CNS21的叶面积达到了225±17cm2，而RNS7功能叶的叶面积仅为136±13cm2，叶面积差异更大。对于植株高度，初花期CNS21的高度要大于RNS7，到盛花期差异变得更大，说明在此阶段CNS21的生长速度要大于RNS7，并且随着植株生长，株高差异越来越大。图3两亲本叶面积和植株生长速度比较Fig.3Comparisonofleafareaandplantgrowthratefortwoparents3.2遗传图谱的构建3.2.1InDel标记开发本试验所用InDel标记中有81个为本课题组前期开发，但标记间距离较远，标记在各染色体上分布不均匀，因此还需要继续开发新的InDel标记来增加密度。根据2.2.3.1中的引物设计原则，选择序列差异大于25bp的位点，设计了48对InDel标记引物，扩增片段大小在150~300bp范围内（少数大于300bp或小于150bp）。3.2.2InDel标记多态性验证根据2.2.3.2的标记引物PCR扩增体系，分别以CNS21和RNS7的基因组DNA为模板进行扩增，根据2.2.3.3的琼脂糖凝胶电泳方法对PCR扩增产物进行验证。设计的48对InDel标记引物中有41对引物扩增出了条带，其中33对标记引物在两个亲本间有多?
【参考文献】：
期刊论文
[1]携带主效落粒基因的水稻染色体片段代换系Z481的鉴定及和SH6（t）定位[J]. 郑丽媛,魏霞,周可,向佳,李燕,刘宝玉,何光华,凌英华,赵芳明. 科学通报. 2016(07)
[2]InDel标记的研究和应用进展[J]. 杨洁,赫佳,王丹碧,施恩,杨文宇,耿其芳,王中生. 生物多样性. 2016(02)
[3]野生大豆染色体片段代换系百粒重的选择牵连效应及响应分析[J]. 王久镇,王丹华,马占洲,谷月,曾庆力,刘春燕,蒋洪蔚,陈庆山. 大豆科学. 2015(06)
[4]基于基因组重测序信息构建玉米第5染色体的片段代换系[J]. 林峰,葛敏,宝华宾,赵涵. 玉米科学. 2015(06)
[5]黄瓜RIL群体瓜长和把长的QTL定位分析[J]. 王敏,刘书林,张圣平,苗晗,王烨,田桂丽,鲁宏伟,顾兴芳. 西北植物学报. 2014(09)
[6]利用野生大豆染色体片段代换系定位百粒重QTL[J]. 陈庆山,蒋洪蔚,孙殿君,刘春燕,辛大伟,曾庆力,马占洲,胡国华. 大豆科学. 2014(02)
[7]黄瓜果实品质性状遗传及相关基因分子标记研究进展[J]. 王敏,董邵云,张圣平,苗晗,王烨,顾兴芳. 园艺学报. 2013(09)
[8]陆地棉染色体片段代换系(BC5F3和BC5F3∶4)产量和纤维品质性状表现的评价[J]. 张金凤,石玉真,梁燕,贾玉娟,张保才,李俊文,龚举武,刘爱英,商海红,王涛,巩万奎,袁有禄. 植物遗传资源学报. 2012(05)
[9]黄瓜-酸黄瓜染色体片段导入系群体的构建及果实相关数量性状基因的定位[J]. 孟佳丽,娄群峰,周晓慧,史建磊,陈劲枫. 中国农业科学. 2012(08)
[10]黄瓜果实相关性状QTL定位分析[J]. 苗晗,顾兴芳,张圣平,张忠华,黄三文,王烨,程周超,张若纬,穆生奇,李曼,张振贤,方智远. 中国农业科学. 2011(24)
博士论文
[1]黄瓜圆形果的QTL定位及无表皮毛（果刺）基因csgl3的图位克隆[D]. 潘玉朋.西北农林科技大学 2016
[2]黄瓜稀刺基因的定位、克隆及功能分析[D]. 张海洋.山东农业大学 2016
[3]“C418/9311”染色体片段置换系群体的构建及产量相关性状的研究[D]. 边建民.南京农业大学 2010
硕士论文
[1]水稻染色体片段代换系的构建与种子耐储藏QTL定位[D]. 费月新.浙江农林大学 2018
[2]黄瓜两个不同果形自交系全基因组多态性检测及果形相关QTLs定位[D]. 高智慧.山东农业大学 2017
[3]基于SNP标记的黄瓜抗白粉病染色体单片段代换系鉴定及抗病基因功能分析[D]. 俞婷.扬州大学 2015
本文编号：3324996
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
染色体片段替换系构建（CSSLs）流程
CNS21 RNS7 状子房长度在 1 cm 左右，果形指数在 1.1 ~ 1.3 之间；商品瓜长度在 5 cm 左右，果形指数约为 1；成熟瓜长度 8 ~ 10 cm，果形指数在 0.7 ~ 1.0 之间。CNS21 子房长度 5 ~ 6 cm，果形指数 11 ~ 12；商品瓜果实长度 35 ~ 40 cm，果形指数约为 10；成熟瓜果实长度 50 ~ 60 cm，果形指数约为 10。对于果实刺瘤性状，CNS21 在开花当天、商品瓜时期、成熟瓜时期果刺均为白色，果刺密度稀，有瘤；RNS7 在果实发育整个时期果刺均为黑色，无瘤，刺的密度比 CNS21 更稀。在果皮颜色方面，CNS21 和 RNS7 在开花当天均为翠绿色；在商品瓜时期，CNS21 为深绿色，RNS7 果皮颜色为淡绿色；到成熟瓜时，CNS21果皮颜色变成黄色，而 RNS7 变成棕色（图 2）。
16花瓣数为6~7瓣，花瓣较圆；CNS21叶片较平整，叶面积较大，RNS7叶片较为皱缩，叶面积相对较校以上表型在本课题组前期研究中已有描述（高智慧，2017；葛倩，2018），本试验研究中对已有表型再次观察统计。此外，本研究还对两个亲本的种子大小进行观察，发现两个亲本在种子形状上存在明显差异：CNS21的种子细长，长度为9.4±0.3mm，宽度为3.1±0.1mm，RNS7种子为椭圆形，长度为7.5±0.2mm，宽度为4.6±0.1mm。对两个亲本的幼叶（刚展开的叶子）和功能叶（从顶端向下数第3片叶）的叶面积、初花期到盛花期的植株高度进行测定（图3）。结果表明CNS21幼叶的叶面积（63±5cm2）要明显大于RNS7（42±4cm2），到功能叶时CNS21的叶面积达到了225±17cm2，而RNS7功能叶的叶面积仅为136±13cm2，叶面积差异更大。对于植株高度，初花期CNS21的高度要大于RNS7，到盛花期差异变得更大，说明在此阶段CNS21的生长速度要大于RNS7，并且随着植株生长，株高差异越来越大。图3两亲本叶面积和植株生长速度比较Fig.3Comparisonofleafareaandplantgrowthratefortwoparents3.2遗传图谱的构建3.2.1InDel标记开发本试验所用InDel标记中有81个为本课题组前期开发，但标记间距离较远，标记在各染色体上分布不均匀，因此还需要继续开发新的InDel标记来增加密度。根据2.2.3.1中的引物设计原则，选择序列差异大于25bp的位点，设计了48对InDel标记引物，扩增片段大小在150~300bp范围内（少数大于300bp或小于150bp）。3.2.2InDel标记多态性验证根据2.2.3.2的标记引物PCR扩增体系，分别以CNS21和RNS7的基因组DNA为模板进行扩增，根据2.2.3.3的琼脂糖凝胶电泳方法对PCR扩增产物进行验证。设计的48对InDel标记引物中有41对引物扩增出了条带，其中33对标记引物在两个亲本间有多?
【参考文献】：
期刊论文
[1]携带主效落粒基因的水稻染色体片段代换系Z481的鉴定及和SH6（t）定位[J]. 郑丽媛,魏霞,周可,向佳,李燕,刘宝玉,何光华,凌英华,赵芳明. 科学通报. 2016(07)
[2]InDel标记的研究和应用进展[J]. 杨洁,赫佳,王丹碧,施恩,杨文宇,耿其芳,王中生. 生物多样性. 2016(02)
[3]野生大豆染色体片段代换系百粒重的选择牵连效应及响应分析[J]. 王久镇,王丹华,马占洲,谷月,曾庆力,刘春燕,蒋洪蔚,陈庆山. 大豆科学. 2015(06)
[4]基于基因组重测序信息构建玉米第5染色体的片段代换系[J]. 林峰,葛敏,宝华宾,赵涵. 玉米科学. 2015(06)
[5]黄瓜RIL群体瓜长和把长的QTL定位分析[J]. 王敏,刘书林,张圣平,苗晗,王烨,田桂丽,鲁宏伟,顾兴芳. 西北植物学报. 2014(09)
[6]利用野生大豆染色体片段代换系定位百粒重QTL[J]. 陈庆山,蒋洪蔚,孙殿君,刘春燕,辛大伟,曾庆力,马占洲,胡国华. 大豆科学. 2014(02)
[7]黄瓜果实品质性状遗传及相关基因分子标记研究进展[J]. 王敏,董邵云,张圣平,苗晗,王烨,顾兴芳. 园艺学报. 2013(09)
[8]陆地棉染色体片段代换系(BC5F3和BC5F3∶4)产量和纤维品质性状表现的评价[J]. 张金凤,石玉真,梁燕,贾玉娟,张保才,李俊文,龚举武,刘爱英,商海红,王涛,巩万奎,袁有禄. 植物遗传资源学报. 2012(05)
[9]黄瓜-酸黄瓜染色体片段导入系群体的构建及果实相关数量性状基因的定位[J]. 孟佳丽,娄群峰,周晓慧,史建磊,陈劲枫. 中国农业科学. 2012(08)
[10]黄瓜果实相关性状QTL定位分析[J]. 苗晗,顾兴芳,张圣平,张忠华,黄三文,王烨,程周超,张若纬,穆生奇,李曼,张振贤,方智远. 中国农业科学. 2011(24)
博士论文
[1]黄瓜圆形果的QTL定位及无表皮毛（果刺）基因csgl3的图位克隆[D]. 潘玉朋.西北农林科技大学 2016
[2]黄瓜稀刺基因的定位、克隆及功能分析[D]. 张海洋.山东农业大学 2016
[3]“C418/9311”染色体片段置换系群体的构建及产量相关性状的研究[D]. 边建民.南京农业大学 2010
硕士论文
[1]水稻染色体片段代换系的构建与种子耐储藏QTL定位[D]. 费月新.浙江农林大学 2018
[2]黄瓜两个不同果形自交系全基因组多态性检测及果形相关QTLs定位[D]. 高智慧.山东农业大学 2017
[3]基于SNP标记的黄瓜抗白粉病染色体单片段代换系鉴定及抗病基因功能分析[D]. 俞婷.扬州大学 2015
本文编号：3324996
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