豆峻嶺 路緒強 趙勝杰 張磊 何楠 匡漢暉 劉文革

目的與意義：果皮顏色作為一個重要的農(nóng)藝性狀，在不用物種中有不同的表型，西瓜果皮也有黑色、墨綠、綠色、黃色、白色等多種顏色。隨著人民生活水平的提高，人們對特色的西瓜品種的需求日益增長，黃色果皮作為一個最直觀的品質(zhì)性狀，越來越受到人們的喜愛。然而關(guān)于西瓜果皮黃色的遺傳以及分子機理研究的相對較少，黃皮西瓜的育種工作大部分都是依靠傳統(tǒng)的雜交育種方式，本實驗通過傳統(tǒng)雜交組合的配制，結(jié)合現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)，深入解析西瓜果皮黃色遺傳模式，希望能夠獲得和西瓜果皮黃色的緊密連鎖的分子標(biāo)記，從而為今后的分子標(biāo)記輔助育種提供幫助。

材料與方法：以黃皮西瓜自交系‘94E1（P1），綠皮西瓜自交系‘青峰（P2），兩親本雜交配制F1，F(xiàn)1自交配制F2分離群體，F(xiàn)1分別和P1、P2回交配制回交群體BC1P1、BC1P2。采用BSA（混合群體分離分析）測序：從F2分離群體中分別選取黃皮西瓜30株、綠皮西瓜30株，分別采取葉片提取DNA，然后分別將黃皮西瓜和綠皮西瓜DNA等量混合，送公司進行全基因組重測序。結(jié)合GWAS（全基因組關(guān)聯(lián)分析）結(jié)果獲得控制西瓜果皮黃色的候選區(qū)間。之后通過分析候選區(qū)間內(nèi)的SNPs，采用15個CAPS標(biāo)記、6個SSR標(biāo)記、2個SNP標(biāo)記進行精細定位，根據(jù)這些標(biāo)記對618株F2分離群體進行檢測，篩選重組單株，從而縮小候選區(qū)間。在候選區(qū)間內(nèi)開發(fā)連鎖的分子標(biāo)記，然后將其在10個綠皮西瓜種質(zhì)資源和10個黃皮種質(zhì)資源中進行驗證，從而來篩選出和果皮黃色緊密連鎖的標(biāo)記。

結(jié)果與分析：（1）通過對西瓜果皮黃色的六世代群體的遺傳分析，西瓜果皮黃色為單基因顯性遺傳，其中果皮黃色為顯性（AA、Aa），果皮綠色為隱性（aa）。（2）通過BSA和GWAS相結(jié)合的方法，西瓜果皮黃色被定位在4號染色體1 bp～5 Mb的區(qū)間內(nèi)。進一步通過CAPS標(biāo)記進行精細定位，最終候選基因被定位到4號染色體1 bp～59.8 Kb的區(qū)間內(nèi)。比對參考基因組中該區(qū)間的序列發(fā)現(xiàn)，該區(qū)間沒有功能基因，并且存在非常多的gaps，因此無法獲得控制西瓜果皮黃色的候選基因。之后我們在該區(qū)間設(shè)計分子標(biāo)記，將設(shè)計的分子標(biāo)記在618株F2分離群體中進行驗證，最終發(fā)現(xiàn)SNP02標(biāo)記和群體中黃皮性狀緊密連鎖，之后將該標(biāo)記分別在10株綠皮西瓜和10株黃皮西瓜中進行驗證，最終也發(fā)現(xiàn)該標(biāo)記和西瓜果皮黃色緊密連鎖。

結(jié)? ? 論： 本研究明確了西瓜黃色的遺傳為單基因顯性遺傳，果皮黃色為顯性，果皮綠色為隱性。通過BSA測序和GWAS重測序相結(jié)合的方法將控制西瓜果皮黃色的候選區(qū)間定位于4號染色體1 bp～59.8 Kb的區(qū)域內(nèi)，通過對該區(qū)間內(nèi)開發(fā)的分子標(biāo)記進行篩選和驗證，最終發(fā)現(xiàn)了一個和西瓜果皮黃色緊密連鎖的SNP標(biāo)記。