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        茄子果形果色的QTL定位

        2018-03-26 10:16:16張環(huán)宇
        江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2018年4期
        關(guān)鍵詞:果長果形花青素

        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)。

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        表2 F2群體定位的QTL特征

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