張環(huán)宇， 李 燁

(哈爾濱市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150026)

茄子(SolanummelongenaL.)是一種廣泛種植的大宗蔬菜，但是在茄子的果形和果色方面，各地區(qū)的消費(fèi)習(xí)慣有很大的差別[1]，育種研究者須要根據(jù)消費(fèi)者的需求選育不同果形果色的茄子品種[2]。由于茄子的果形、果色都屬于數(shù)量遺傳性狀[3-6]，且果實(shí)顏色主要受果實(shí)里花青素和葉綠素含量的影響，所以本研究主要針對(duì)茄子的果形及花青素含量進(jìn)行QTL定位分析。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料于2013—2015年在哈爾濱市農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉分院茄子課題組研究基地種植。2013年以哈爾濱市農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉分院茄子課題組提供的茄子栽培種白色圓茄高代自交系YQ106為母本，紫色長茄高代自交系CQ122為父本，春茬種植于大棚內(nèi)雜交，獲得F1；秋季溫室F1自交獲得F2種子。2014年春季，將親本及F1、F2材料同時(shí)在溫室內(nèi)播種育苗，5月30日定植于露地，親本及F1各定植2行(30株)，F(xiàn)2定植20行(300株)，株行距0.5 m×0.35 m，地膜覆蓋，常規(guī)栽培管理。秋季，每株茄子選取2個(gè)達(dá)到商品成熟的對(duì)茄，進(jìn)行果形性狀數(shù)據(jù)測(cè)定及花青素強(qiáng)度調(diào)查。

1.2 DNA提取和分子標(biāo)記

當(dāng)親本、F1和F2都長至4葉1心時(shí)，取其嫩葉，采用CTAB方法進(jìn)行DNA提取[7]。其中P1、P2及F1的DNA用于多態(tài)性標(biāo)記篩選，F(xiàn)2單株DNA用于連鎖圖譜構(gòu)建。SSR及AFLP引物參考相關(guān)文獻(xiàn)[8-12]及番茄、辣椒部分相關(guān)的引物[13-14]。

1.3 連鎖圖譜構(gòu)建

選取300株F2單株，用篩選獲得的SSR和AFLP分子標(biāo)記進(jìn)行分析。采用共線性標(biāo)記進(jìn)行記載，其中母本YQ106記為A，父本CQ122記為B，H表示雜合。顯性標(biāo)記記載有2種情況：母本有帶，父本無帶，標(biāo)記為B，雜種帶型記為D；父本有帶，母本無帶，標(biāo)記記為A，雜種帶型記為C。帶型不清或數(shù)據(jù)缺失均用U表示[11，15]。采用Mapdraw V2.1軟件作圖，構(gòu)建連鎖群，LOD值設(shè)定為3.0[16]。

1.4 性狀測(cè)定

通過電子游標(biāo)卡尺測(cè)量果長和橫徑[15]，獲得果形指數(shù)。果實(shí)花青素強(qiáng)度劃分為綠白色(0)、淺紫色(1)、紫色(3)、黑紫色(5)[11]。

1.5 數(shù)據(jù)分析

對(duì)獲得的所有數(shù)據(jù)用SPSS 14.0進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 果實(shí)相關(guān)性狀表現(xiàn)

對(duì)F2群體300個(gè)單株的果長、橫徑和花青素強(qiáng)度相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)查，并進(jìn)行相關(guān)性分析(圖1、表1)，結(jié)果顯示茄子果長、果徑和果形指數(shù)在F2群體均基本符合正態(tài)分布，屬于數(shù)量性狀，可以進(jìn)行QTL定位[17]。

2.2 多態(tài)性引物的篩選及遺傳圖譜的構(gòu)建

通過對(duì)570對(duì)SSR和AFLP引物進(jìn)行篩選，共獲得表現(xiàn)多態(tài)性的SSR引物16對(duì)，AFLP引物99對(duì)，總的平均多態(tài)性比例為20.18%。用篩選得到的SSR及AFLP分子標(biāo)記對(duì)F2群體中300個(gè)單株進(jìn)行分析，共構(gòu)建成14個(gè)連鎖群，覆蓋基因組長度 1 040.3 cM，標(biāo)記間平均圖距9 cM(圖2)。

2.3 果實(shí)相關(guān)性狀基因的QTL分析

采用apQTL 4.0對(duì)果形和果色性狀進(jìn)行QTL定位，共定位到6個(gè)果實(shí)性狀相關(guān)的QTL(表2)。

果長：檢測(cè)到1個(gè)QTL，命名為fl1.1，位于第1個(gè)連鎖群，標(biāo)記E14M11～E10M11之間，距離為5.4 cM，表型貢獻(xiàn)率達(dá)到9.7%。

橫徑：檢測(cè)到2個(gè)QTL，分別命名為fw2.1、fw4.1，其中fw2.1位于第2個(gè)連鎖群E9M7F～eme13h04之間，距離為 8.3 cM，貢獻(xiàn)率達(dá)到10.1%；fw4.1位于第4個(gè)連鎖群，標(biāo)記M8E12D～M8E12C之間，遺傳距離為10.2 cM，表型貢獻(xiàn)率達(dá)到3.8%。

表1 親本及F2群體果形、果色性狀的表現(xiàn)

果形指數(shù)：檢測(cè)到1個(gè)QTL，命名為fs1.1，同樣位于第1個(gè)連鎖群，標(biāo)記E5M9B～E6M7E之間，遺傳距離為8.9 cM，表型貢獻(xiàn)率達(dá)到6.4%。

花青素強(qiáng)度：檢測(cè)到1個(gè)QTL，命名為fai13.1，位于第13個(gè)連鎖群，標(biāo)記E10M9C～emb01e03之間，遺傳距離為 11.5 cM，表型貢獻(xiàn)率達(dá)到12.8%。

3 討論與結(jié)論

本研究共計(jì)篩選得到16對(duì)SSR引物、99對(duì)AFLP引物，利用F2群體構(gòu)建了一張14個(gè)連鎖群的復(fù)合遺傳圖譜。果形相關(guān)的QTL定位結(jié)果顯示，果長和果形指數(shù)同時(shí)定位在第1個(gè)連鎖群上，且位置相鄰，李懷志也獲得了相似的結(jié)果，茄子的果長、橫徑和果形指數(shù)都被定位在第2個(gè)連鎖群上，且位置重合[11]，第14個(gè)連鎖群M15E16和M59E33A標(biāo)記之間果長和果形指數(shù)QTL也存在同一定位；葛海燕等定位結(jié)果顯示，果長和果形指數(shù)同時(shí)位于染色體E09上[18]，相關(guān)的定位結(jié)果都表明茄子的果長和果形指數(shù)之間可能存在顯著相關(guān)性。

茄子的紫色主要是由于果皮內(nèi)含有花青素，花青素的不斷積累使果皮從紫紅色逐漸呈現(xiàn)黑紫色。Doganlar等對(duì)促進(jìn)茄子花青素積累的位點(diǎn)進(jìn)行QTL定位，結(jié)果表明該主效基因位于第10個(gè)連鎖群上fap10.1位點(diǎn)，其貢獻(xiàn)率為93%[19]，李懷志定位到另一個(gè)QTL位點(diǎn)fai3.1，但貢獻(xiàn)率較低，為 6.58%[11]。本研究將花青素定位于第13個(gè)連鎖群的E10M9C～emb01e03標(biāo)記之間，其表型貢獻(xiàn)率為12.8%，由于該位點(diǎn)附近的分子標(biāo)記與李懷志等沒有使用共同的分子標(biāo)記[11，19]，所以定位結(jié)果沒有可比性，還須要進(jìn)一步進(jìn)行驗(yàn)證。

茄子果實(shí)相關(guān)性狀的QTL定位對(duì)茄子育種工作具有重要的意義，QTL定位結(jié)果可以幫助育種工作者更便捷、準(zhǔn)確地獲得目標(biāo)育種材料，加快育種進(jìn)程，本研究后續(xù)還須要篩選更多的分子標(biāo)記，使定位結(jié)果更為精細(xì)。

[1]連 勇，劉富中，陳鈺輝. 我國茄子地方品種類型+分布及種質(zhì)資源研究進(jìn)展[J]. 中國蔬菜，2006(增刊1)：9-14.

[2]李錫香，朱德蔚. 茄子種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2006：17-18.

[3]蓋鈞鎰. 植物數(shù)量性狀遺傳體系[M]. 北京：科學(xué)出版社，2003：224-226.

[4]井立軍，崔鴻文，張秉奎. 茄子品質(zhì)性狀遺傳研究[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，1998，7(1)：45-48.

[5]Nunome T，Ishiguro K，Yoshida T，et al. Mapping of fruit shape and color development traits in eggplant(SolanummelongenaL.)based on RAPD and AFLP markers[J]. Breeding Science，2001，51(1)：19-26.

[6]喬 軍，劉富中，陳鈺輝，等. 茄子果形遺傳研究[J]. 園藝學(xué)報(bào)，2011，38(11)：2121-2130.

[7]Zeng J，Zou Y P，Bai J Y，et al. Preparation of total DNA from“recalcitrant plant taxa”[J]. Acta Botanica Sinica，2002，44(6)：694-697.

[8]Nunome T，Suwabe K，Iketani H，et al. Identification and characterization of microsatellites in eggplant[J]. Plant Breeding，2003，122(3)：256-262.

[9]Nunome T，Negoro S，Kono I，et al. Development of SSR markers derived from SSR-enriched genomic library of eggplant (SolanummelongenaL.)[J]. Theoretical & Applied Genetics，2009，119(6)：1143-1153.

[10]StàgelA，PortisE，ToppinoL，etal. Gene-based microsatellite development for mapping and phylogeny studies in eggplant[J]. BMC Genomics，2008，9(1)：357.

[11]李懷志. 茄子遺傳連鎖圖譜構(gòu)建及果實(shí)相關(guān)性狀QTL定位[D]. 上海：上海交通大學(xué)，2011.

[12]盧 婷，汪國平，林明寶，等. 應(yīng)用SSR標(biāo)記分析茄子種質(zhì)資源的遺傳多樣性[J]. 中國蔬菜，2008(增刊1)：5-9.

表2 F2群體定位的QTL特征

[13]Chaim A B，Paran I，Grube R C，et al. QTL mapping of fruit-related traits in pepper (Capsicumannuum)[J]. Theoretical & Applied Genetics，2001，102(6/7)：1016-1028.

[14]Ben Chaim A，Borovsky J，Rao G，et al. Comparative QTL mapping of fruit size and shape in tomato and pepper[J]. Israel Journal of Plant Sciences，2006，54(3)：191-203.

[15]喬 軍，陳鈺輝，王利英，等. 茄子果形的QTL定位[J]. 園藝學(xué)報(bào)，2012，39(6)：1115-1122.

[16]Brewer M T，Lang L，F(xiàn)ujimura K，et al. Development of a controlled vocabulary and software application to analyze fruit shape variation in tomato and other plant species[J]. Plant Physiology，2006，141(1)：15-25.

[17]Barchi L，Lefebvre V，Sage-Palloix A M，et al. QTL analysis of plant development and fruit traits in pepper and performance of selective phenotyping[J]. Theoretical & Applied Genetics，2009，118(6)：1157-1171.

[18]葛海燕，劉 揚(yáng)，陳火英. 茄子果實(shí)性狀相關(guān)基因的QTL定位[J]. 園藝學(xué)報(bào)，2015，42(11)：2197-2205.

[19]Doganlar S，F(xiàn)rary A，Daunay M C，et al. A comparative genetic linkage map of eggplant (Solanummelongena) and its implications for genome evolution in the solanaceae[J]. Genetics，2002，161(4)：1697-1711.