李亞航,施艷娥,丁 卓,崔浩楠
(河北省特色園藝種質挖掘與創(chuàng)新利用重點實驗室·河北科技師范學院園藝科技學院 河北秦皇島 066000)
黃瓜(Cucumis sativusL.)是葫蘆科甜瓜屬一年生植物,普遍種植于世界上各個國家和地區(qū),是很常見的蔬菜作物。另外,黃瓜具有較高的營養(yǎng)價值,含有蛋白質、鈣、磷、鐵、鉀、胡蘿卜素、維生素B2、維生素C、維生素E 及煙酸等營養(yǎng)素。常食黃瓜對人體有許多益處,能夠起到抗衰老、降血糖等功效[1]。研究發(fā)現,黃瓜起源于印度,而中國是次級起源中心之一,可分為華北型、華南型、歐洲溫室型、歐美加工型等類型[2]。
分子標記是以個體間遺傳物質內核苷酸序列變異為基礎的遺傳標記,是DNA 水平遺傳多態(tài)性的直接反映[3]。其主要可分為四大類,第一大類是基于分子雜交的方法,主要指RFLP。第二大類是基于PCR 的DNA 擴增方法,又可分為兩類,一類是使用隨機引物,以RAPD 為代表;而另一類是利用特定引物或引物對擴增的標記,主要有SCAR、STS、SSR、TRAP、SRAP、EST-SSR 等分子標記。第三大類是通過PCR 與酶切相結合的方法,主要有AFLP 以及CAPS。第四大類是基于單個核苷酸多態(tài)性的DNA 標記,目前是指SNP[4]。分子標記技術發(fā)展迅速,相較于傳統(tǒng)的黃瓜育種,黃瓜分子標記技術的應用減少了人力、物力、時耗;同時,極大地提高了遺傳分析的準確性和育種的有效性。分子標記技術在不斷更新,其在黃瓜研究的各個方面均有應用,是黃瓜研究必要的輔助手段之一。分子標記技術在園藝作物種子純度檢測方面有著較多應用研究,在西瓜[5-6]、辣椒[7-8]、甜瓜[9-10]、茄子[11]中多有報道,在黃瓜種子純度鑒定上的應用也比較多。
黃瓜果實苦味影響黃瓜品質,進而對黃瓜的生產造成損失。而分子標記輔助選擇在黃瓜果實苦味選擇上具有很好的實用性,其快速且準確,能夠有效提高黃瓜品質改良效率。
池秀蓉等[12]以黃瓜純合自交系9110Gt 和03828 作親本構建的F2群體為試驗材料,通過品嘗的方式進行苦味鑒定,在黃瓜苗期品嘗子葉,在成株期品嘗真葉或卷須。最終獲得了1 個與營養(yǎng)器官(子葉、真葉、卷須)無苦味基因(bi)連鎖的AFLP標記,遺傳距離6.43 cM 并將該標記轉變?yōu)镾CAR標記。李曼等[13]以黃瓜純合自交系9110Gt 和9930作親本構建的F2群體為試驗材料,然后通過SSR標記對其進行基因連鎖分析,將黃瓜營養(yǎng)體苦味基因Bi定位在黃瓜第6 染色體上,距兩側標記SSR02309 和SSR00004 的 距 離 為1.7、2.2 cM。Zhang 等[14]以黃瓜純合自交系9110Gt 和9930 作親本雜交獲得的重組自交系(RIL)進行定位,將黃瓜苦味新基因bi-3定位在5 號染色體SSR00116 和SSR05321 之間,遺傳距離為6.3 cM。顧興芳等[15]以黃瓜純合自交系931(果實苦味顯性Bt)和932(果實無苦味隱性bt)作親本構建的F2群體為試驗材料,獲得了與位于Bt基因兩側的2 個AFLP 標記(相連鎖),分別是E23M66-101 和E25M65-213,遺傳距離分別為5.0、4.0 cM。李宗揚等[16]以黃瓜果實有苦味品系D9320 和無苦味品系D0432-3-4 作親本構建的6 世代群體以及372 株F2群體為試驗材料,最終研究表明,黃瓜果實苦味基因Bt與15 個多態(tài)性標記被定位在同一連鎖群,Bt位于SSR12291和SSR02118 之間,距離兩側標記的遺傳距離為1.9、1.8 cM。前人研究表明[13-16],黃瓜營養(yǎng)器官苦味基因Bi不受黃瓜果實苦味基因Bt影響,為獨立遺傳。Bt基因是單基因顯性遺傳,但純合基因型bibi對Bt基因有著隱性上位作用;在Bi基因雜合的情況下,無論Bt基因是否存在,均會導致黃瓜果實出現苦味。相關黃瓜苦味性狀分子標記及序列詳見表1。
黃瓜果皮光澤在生產及市場上均具有一定的價值,果皮有光澤的黃瓜更加迎合消費者的喜好,能更好地滿足市場需求。因此,黃瓜果皮光澤性狀具有較高的研究應用價值。
近年來,董邵云等[17]以果皮有光澤自交系1101為母本,以3 個無光澤自交系1162、9930、1107 為父本,分別構建6 世代遺傳群體。研究分析表明,黃瓜光澤性狀由顯性單基因G控制,有光澤對無光澤為顯性。此外,還將G基因定位至黃瓜第5 染色體上,其側翼標記分別是CS28 和SSR15818,遺傳距離為2.0、6.4 cM。杜輝[18]以華南型黃瓜自交系S52 和歐洲溫室型自交系S06 作親本構建的F2群體為試驗材料,獲得了與D(黃瓜果皮光澤亮度)基因連鎖的SSR 標記CMCTN71,其遺傳距離為25.8 cM。Zhang 等[19]將果皮無光澤基因定位在黃瓜第5 染色體上,側翼標記SSR19172 和SSR00772。周冰鈺[20]以少蠟粉果皮光亮品種D0432-3-4 和多蠟粉果皮灰暗品種649 為親本構建F2群體,使18 個SSR 多態(tài)性標記與控制黃瓜果皮光澤的基因g定位至同一連鎖群,其遺傳距離為102.7 cM,控制黃瓜果皮光澤性狀的基因g位于標記SSR17321 和CSW1008 之間,遺傳距離為2.8、2.0 cM,并將g基因定位至黃瓜第5 染色體上。
據報道,對控制黃瓜果皮光澤性狀的基因已經有較多研究,但在不同學者的研究結果中存在差異。董邵云等[17]以果皮有光澤歐洲溫室型黃瓜自交系1101 為母本,以3 個無光澤華北型自交系1162、9930、1107 為父本,分別構建6 世代遺傳群體,進行表型鑒定和遺傳規(guī)律分析,結果表明,黃瓜果皮光澤性狀受單基因控制,黃瓜果皮有光澤性狀對無光澤性狀為顯性。周冰鈺[20]在5 個材料中以光澤度儀挑選出光澤度相差最大的2 個品種作親本(D0432-3-4 為少蠟粉果皮光亮歐洲溫室型黃瓜,649 為多蠟粉果皮灰暗華南型黃瓜)構建6 世代群體,在F1、BC1、BC2和F2群體中進行遺傳規(guī)律分析,研究表明,黃瓜果皮光澤性狀是質量性狀,受單基因控制,其中黃瓜果皮有光澤性狀對無光澤性狀為隱性。在董邵云等[17]的研究中,為排除果皮表面蠟粉的干擾,調查表型時將果皮表面的蠟粉拭去,而周冰鈺[20]的研究則探討了蠟粉與果皮光澤的關系,蠟粉的有無可能是二者研究結果相反的重要原因,親本材料生態(tài)型的差異與測定果皮光澤方法的不同也會對研究結果造成影響。另外,黃瓜果皮光澤(亮度)則由D基因控制,Zhai 等[21]對D基因進行成功克隆,將D位點縮小到24.5 kb 區(qū)域,確定了編碼C2H2型鋅轉錄因子CsDULL的候選基因(Cs5G577350),當CsDULL 完全缺失時,果皮有光澤。同時首次證明了D與Tu(果瘤)屬于同一基因座,但是D與G之間的關系仍需要進一步研究。
黃瓜嫩果的果皮主要分為墨綠、深綠、綠色、黃綠、白綠等顏色,成熟后的黃瓜果皮一般呈現黃綠色。果皮顏色性狀是重要的商品性狀和品種特征。目前,分子標記在黃瓜果皮顏色鑒定分析方面的應用也比較多,對果皮顏色進行研究有助于培育出更多迎合市場需求的新品種。
前人對黃瓜果皮顏色的研究結論不盡相同,李亞利[22]以綠皮黃瓜WD3 和白皮黃瓜B-2-2 為親本構建的F2群體為試驗材料,通過集群分離分析法(BSA)構建DNA 池,利用380 個SRAP 隨機引物進行擴增。通過研究分析,其中多態(tài)性標記ME9EM1-309 與黃瓜果皮綠色基因遺傳距離為6.0 cM,ME8EM14-425 與黃瓜果皮綠色基因遺傳距離為8.3 cM,研究結果表明,試驗材料中黃瓜果皮綠色受單基因控制,黃瓜果皮綠色對白色為完全顯性。孫曉丹等[23]以黃綠果皮黃瓜631 和乳白果皮黃瓜D0351 作親本構建的F2群體為試驗材料,獲得了與果皮顏色相連鎖的9 個引物,其中E43M61與黃瓜白色果皮基因遺傳距離為5.2 cM;以黃綠果皮黃瓜631 和乳白果皮黃瓜翠玉8 號作親本構建的F2群體為試驗材料,獲得了與果皮顏色相連鎖的7個引物,其中E34M59與黃瓜白色果皮基因遺傳距離為5.6 cM,證實了黃瓜嫩果白色果皮顏色性狀由1 對隱性基因ww控制,而果皮綠色又分為綠色與淺綠色,控制嫩果皮白色的基因w對控制果皮綠色的基因yg為隱性。董邵云等[24]以黃瓜嫩果深綠色果皮自交系1507 和白色果皮自交系1508 作親本構建的6 世代遺傳群體為試驗材料,最終將控制黃瓜白色果皮性狀的w基因定位在黃瓜3 號染色體上,與其兩側標記SSR23141 和SSR23517 遺傳距離為1.9 和4.9 cM。同時,研究結果表明,試驗材料1508 嫩果皮白色由隱性基因(w)控制,果皮綠色對果皮白色為顯性。張婷婷等[25]以嫩果皮色不同的3份黃瓜種質Q8、Q16、Q24 配置的2 個雜交組合Q16×Q8 和Q16×Q24 及6 世代遺傳群體為試驗材料,共定位到了3 個QTL 位點,在Q16×Q8 組合的7 個連鎖群上定位到2 個QTL 位點,分別位于第1和第3 染色體上;在Q16×Q24 組合的7 個連鎖群上定位到1 個QTL 位點,位于第3 染色體上。牛玉倩等[26]以經過EMS 誘變后攜帶白化基因的野生黃瓜649 與Gy14、9930 分別構建的F2群體為試驗材料,最終將黃瓜白化突變基因al定位在SNP5044706 與SNP4730918 標記之間約66 kb 的區(qū)間內,即定位在黃瓜第7 染色體上。王梅馨[27]以成熟果皮顯黃棕色的黃瓜自交系PW 和成熟果皮顯綠色的黃瓜自交系Gy2 作親本構建的4 世代遺傳群體(P1、P2、F1、F2)為試驗材料,通過研究分析,最終將控制黃瓜成熟果皮顏色yellow-brown(yb)基因精細定位在17 kb 區(qū)間范圍內,兩側標記為SNP_499872 和SNP_516951。劉漢強[28]以綠皮黃瓜Q30和白皮黃瓜Q24 作親本構建的F2群體為試驗材料,最終將控制黃瓜嫩果白色果皮的單核基因w定位在3 號染色體8.2 kb 范圍內,同時證明了黃瓜嫩果白色果皮由1 個隱性基因控制,果皮綠色對白色為顯性。結果與李亞利[22]、孫曉丹等[23]、董邵云等[24]研究結果一致。黃瓜嫩果皮色分離后代中常出現許多過渡色,呈現出類似于數量性狀的連續(xù)變異,因此張婷婷等[25]、申曉青等[29]認為黃瓜嫩果皮色不僅受到1對主基因控制,還可能受多個微效多基因控制。
Jiao 等[30]以綠皮黃瓜品系L68 和Q30 及白皮黃瓜品系Q24 和L66 為試驗材料,最終研究發(fā)現,APRR2、TKN4及TKN2基因間相互作用,調節(jié)黃瓜果皮葉綠素含量,進而影響嫩瓜果皮顏色。目前,黃瓜嫩果皮白色由基因w控制已經被證實,黃瓜嫩果皮綠色的調控機制也基本明確。相關黃瓜果皮顏色性狀分子標記及序列詳見表2。
Wellington[31]發(fā)現了第1 個控制黃瓜果刺顏色的基因B。據報道,黃瓜黑刺對白刺為顯性,由1 對等位基因所控制[32-34]。研究還發(fā)現了與B基因不同的B-2基因[35],與B、B-2基因不同的B-3、B-4基因[36]。Heang等[37]研究獲得了1 個與B基因遺傳距離為14.5 cM的AFLP 標記ECAMCTC150。彭佳林等[38]以黃瓜黑刺自交系S52,黑刺野生種hardwickii 和3 個白刺黃瓜材料S1003、WI1983G、397 分別構建的BC1或F2遺傳群體為試驗材料,利用3 個定位群體將B基因定位在黃瓜第4 號染色體上,側翼基因SSRB-130和SSRB-107,距離分別為2.01 和0.78 cM,并通過等位基因變異分析驗證了CsaG003095即為黃瓜黑刺基因B。陳龍[39]以野生型黑刺自交系PI197088和突變型白刺黃瓜自交系SA0422 為親本構建的F2群體為試驗材料,通過多態(tài)性標記篩選,表明黃瓜黑刺性狀由2 對基因控制(B和B2),另外,將B2基因定位至黃瓜第5 染色體上,與B2基因最近的兩側標記為SSR13237 和SSR03514,遺傳距離為12.94、2.42 cM。Liu 等[40]通過研究證明了CsMYB60是調控黃瓜果刺顏色的關鍵基因,具有較高的應用價值。Xie 等[41]以NCG122 與NCG121 作親本構建的F2群體為試驗材料,最終獲得了與黃瓜果實多刺基因ns連鎖的分子標記nsIndel55 和nsIndel39。
Zhang 等[42]以大果刺黃瓜PI197088 和小果刺黃瓜SA0422 作親本構建的F2分離群體為試驗材料,最終篩選到了6 個與果刺大小基因相關的新標記,果刺大小SS/ss基因座位于標記SE1 和SSR43 兩側區(qū)域。據目前報道,黃瓜果刺大小的調控機制尚不明確。
據陳龍[39]研究推測,B-3和B-4基因即為B和B2基因。彭佳林等[38]研究表明,CsaG003095即為黃瓜黑刺基因B,而控制黃瓜黑刺性狀的另一個基因B2目前并未被精細定位。相關黃瓜果刺性狀分子標記及序列詳見表3。
分子標記技術在黃瓜上應用較多,在黃瓜果肉顏色、黃瓜全雌性、黃瓜單性結實等方面也有一些研究。李博等[43]以黃瓜綠色果肉品種和白色果肉品種進行雙列雜交,最終檢測到1 個與黃瓜果肉顏色有關的QTL,與最近標記距離為6.01 cM,貢獻率為11.86%。周勝軍等[44]利用SSR 分子標記篩選出了2個與黃瓜全雌性緊密連鎖的分子標記,遺傳距離為7.7 和6.8 cM。牛志紅等[45]通過QTL 檢測,確定了1 個與黃瓜單性結實相關的QTL 位點,位于3 號染色體SSR19430 和SSR15419 標記之間,遺傳距離6.6 cM,另外,通過QTL-Seq 技術,發(fā)現4 個與黃瓜單性結實相關的QTL 位于黃瓜1、3、6 號染色體。黃瓜瓜把長是品種特征性狀,有時也會作為果實外觀品質指標影響其市場價值,Xu 等[46]以Jin5-508 和YN 雜交F1為試驗材料,預測了黃瓜瓜把長中的候選基因,并最終證明了CsFnl7.1在增加黃瓜瓜把長性狀上發(fā)揮著重要作用,將Fnl7.1定位于標記In‐Del05 和SNP04 之間的14.1 kb 內。文中所出現的全雌性分子標記及序列見表4。
表4 黃瓜全雌性分子標記及引物[44]Table 4 Molecular markers and primers for all female cucumber
黃瓜霜霉病是種植過程中最普遍且極具毀滅性的病害之一,嚴重的會導致絕產,其病原菌為專性卵菌古巴假霜霉菌(Pseudoperonospora cubensis)[47]。培育黃瓜抗霜霉病品種是防治黃瓜霜霉病最經濟有效的方法,近年來,QTL 分析在黃瓜霜霉病分子標記開發(fā)上有較多應用。
在2013 年,Zhang 等[48]以黃瓜抗霜霉病自交系K8 和感霜霉病自交系K18 為試驗材料,通過QTL分析,檢測到5 個抗霜霉病QTL,分別是dm1.1、dm5.1、dm5.2、dm5.3、dm6.1。其中,dm1.1和dm6.1的基因座分別在1 號和6 號染色體上,dm5.1、dm5.2和dm5.3的基因座在5 號染色體上并且確定了6個 連 鎖 的 SSR 標 記:SSR31116、SSR20705、SSR00772、SSR11012、SSR16882 和SSR16110,該研究為黃瓜抗霜霉病分子標記輔助選擇提供了理論基礎。而后Yoshioka 等[49]以黃瓜霜霉病高抗品種PI197088 與高感品種9930 構建的具有111 個株系的重組自交系群體為試驗材料,通過QTL 分析,確認了dm1.1、dm3.1、dm4.1、dm5.1、dm5.2、dm5.3等6 個QTL 位點,抗性貢獻率較大的為dm1.1、dm4.1、dm5.3。Wang 等[50]以黃瓜霜霉病高抗品種330628和高感品種9930 構建的243 個F2:3群體為試驗材料,通過348 對SSR 和SNP 標記,檢測到4 個QTL分別為dm2.1、dm4.1、dm5.1、dm6.1,主要抗性QTL為dm4.1和dm5.1。Li 等[51]以黃瓜霜霉病高抗品種PI197088 和高感品種長春密刺構建的具有183 個株系的F2:3群體為試驗材料,通過141 個SSR 標記,鑒 定 到5 個QTL(dm1.1、dm3.1、dm4.1、dm5.1、dm5.2),主 要 抗 性QTL 為dm4.1。楊 益 寧[52]以18363S、18461S、18031S、18019S、18026S、18364S、18043S、18042S 等8 個待改良品種和供體親本IL52 為試驗材料,從5 個與黃瓜抗霜霉病基因連鎖的Indel 標記中篩選出2 個在這9 種試驗材料間均有多態(tài)性的通用Indel 標記,分別是17ID42 和17ID73,其中17ID73 多態(tài)性更加顯著。謝笑笑[53]以黃瓜抗霜霉病自交系K8 和感病自交系K18 作親本構建的RIL 群體為試驗材料,對黃瓜霜霉病抗性QTL 進行了定位分析,共檢測到3 個QTL 位點。2015 年春,檢測到dmQTL5.1和dmQTL5.2,都位于黃瓜5 號染色體上;2015 年秋,重復檢測到這2 個位點,貢獻率由33.6% 和21.7% 變?yōu)榱?3.6% 和31.1%。另外,苗期鑒定時還在黃瓜6 號染色體上檢測到QTL 位點dmQTL6.1。孟攀奇等[54]以抗霜霉病黃瓜Q9 和感霜霉病黃瓜Q10 作親本構建的F2分離群體為試驗材料,通過研究發(fā)現黃瓜抗霜霉病由單隱性基因控制,感病對抗病為不完全顯性。另外,篩選出與黃瓜霜霉病抗性基因緊密連鎖的AFLP 標記,并把該標記轉變?yōu)榱薙CAR 標記。前人發(fā)現的這些QTL 位點可以用于開發(fā)黃瓜抗霜霉病分子標記,而這些分子標記可以進一步用于黃瓜霜霉病分子標記輔助選擇。
黃瓜白粉病是黃瓜生產上危害較大的病害之一,其主要傳播途徑為空氣傳播,是黃瓜生長過程中普遍發(fā)生的病害,主要危害黃瓜葉片[55]。白粉病在發(fā)展至中后期時對光合作用有較強影響,嚴重時可致黃瓜減產40%[56]。引起黃瓜白粉病的病原菌是專性白粉菌,主要是瓜單囊殼菌[Sphaerotheca fulig‐inea(Schlecht)]以及二孢白粉菌(Erysiphe cichora‐cearumDC.)[57]。國內外對黃瓜白粉病進行了多方面的研究,并且開發(fā)出與黃瓜白粉病連鎖的分子標記,挖掘出與抗黃瓜白粉病相關的關鍵基因,為后續(xù)黃瓜白粉病抗性基因精細定位研究奠定了基礎。
沈麗平[58]以高感白粉病的黃瓜品種D8 和高抗白粉病的黃瓜品種JIN5 作親本構建的F2群體以及經過6 代回交得到的抗白粉病的14 個高代回交系為試驗材料,最終獲得與黃瓜白粉病抗性相連鎖的分子標記UBC809,并將該標記轉變?yōu)镾CAR 標記。另外,以高感白粉病黃瓜品種D8 和高抗白粉病品種JIN5 作親本構建的188 株F2單株為作圖群體,最終檢測到控制黃瓜白粉病抗性的QTL 位點2 個,其位于第3 連鎖群上,貢獻率分別是7.6% 和13.5%。Sakata 等[59]以santou 和PI197088-1 黃瓜作親本構建的重組自交系F7為試驗材料,在20 和26 ℃下,分別檢測到3 個和2 個與黃瓜白粉病抗性相關的QTL,分別在1、2、3 和4 連鎖群上,其中1個QTL 在高溫、低溫下均起作用,其他2 個僅在高溫或低溫下起作用。張海英[60]以黃瓜重組自交群體和2 個F2分離群體為試驗材料,獲得了與黃瓜白粉病抗性基因連鎖的共顯性SSR 標記SSR97-200 和SSR273-300,遺傳距離分別為5、13 cM,還獲得了與白粉病感病基因連鎖的AFLP 標記P63M51-384 和SCAR 標記PMSCAR-300,遺傳距離為7 cM。簡德明[61]以抗白粉病美國露地黃瓜自交系WIS2758 和感白粉病歐洲溫室型黃瓜后代自交系19032 及597株F2單株為試驗材料,通過分析研究,最終獲得了與黃瓜白粉病基因連鎖的AFLP 標記并轉化為SCAR 標記,遺傳距離均為7 cM。張桂華等[62]以黃瓜抗白粉病母本Q9 和感白粉病父本Q10 及組合(津春3 號)的F2分離群體為試驗材料,獲得了1 個AFLP 標記,與黃瓜白粉病抗性基因連鎖,遺傳距離5.56 cM。郝俊杰等[63]以黃瓜高抗白粉病資源74 和感白粉病資源80 雜交構建的F1、F2群體為試驗材料,通過研究分析,最終將抗白粉病基因定位于SSR15321 和SSR07531 之間,遺傳距離為3.06 cM,物理距離238 444 bp,能夠解釋41.95% 的表型變異。張圣平等[64]以黃瓜高抗白粉病純合自交系K8和感白粉病K18 的雜交后代F1、F2:3為研究對象,通過QTL 定位,得到了4 個白粉病抗性基因的QTL位點pm5.1、pm5.2、pm5.3和pm6.1,其中pm5.2是黃瓜白粉病抗性基因的主效QTL 位點。王維[65]以SSL508-27 與D8 作親本構建的次級F2分離群體為試驗材料,將黃瓜抗白粉病基因片段的物理距離從6.81 Mb 縮短至98.4 kb,將其定位于標記In‐Del01 和SNP16996485 之間。近些年來,還有學者研究開發(fā)出黃瓜白粉病抗性SNP 標記[66]。張鵬等[67]通過研究獲得了與黃瓜白粉病抗性密切相關的SNP 多態(tài)性標記140 個。相關抗病基因的分子標記及序列詳見表5。
表5 黃瓜抗病基因相關分子標記及引物[60]Table 5 Molecular markers and primers related to cucumber disease resistance genes
黃瓜枯萎病是一種土傳病害,在黃瓜生產上危害性極強,主要是由尖孢鐮刀菌(Fusadmn oxyspo‐rum)引起的,在我國引起黃瓜枯萎病的是生理小種4 號。對于黃瓜枯萎病的防治方法,目前有農業(yè)防治、生物防治及化學防治,但效果有限,防治黃瓜枯萎病最經濟有效的方法就是選育黃瓜抗枯萎病品種[68]。多年來,國內外學者對黃瓜枯萎病進行了多方面的研究,開發(fā)出相關分子標記并定位到相關QTL 位點,但目前黃瓜抗枯萎病基因并未被精細定位,仍需要進一步研究。
張海英[60]以黃瓜重組自交系群體和2 個F2分離群體為試驗材料,最終得到與黃瓜枯萎病抗性基 因 連 鎖 的 AFLP 標 記 P-GTG/M-CCA-310、SCAR 標記SCAR-282 和RAPD 標記OPD9-300,遺傳距離分別為7、7、14 cM。周紅梅等[69]以黃瓜抗枯萎病WIS2757 和感枯萎病津研2 號及F1、F2群體為試驗材料,構建抗、感池對黃瓜枯萎病進行SSR 分析,獲得了9 個與黃瓜枯萎病抗性基因連鎖的SSR 分子標記并將其初步定位于黃瓜2 號染色體上的標記SSR17631 和SSR00684 之間。Dong 等[70]利用Superina(P1)和Rijiecheng(P2)構造不同世代,以F1、B1(F1×Superina)、B2(F1×Rijiech‐eng)和F2為試驗材料,基于BSA-seq 技術,開展黃瓜枯萎病QTL 定位,將1 個主效QTL 定位在2號染色體上,并且利用5 對InDel 引物將其精細定位在黃瓜2 號染色體上的1 248 093~1 817 308 bp范圍內。
楊義等[71]對19 份黃瓜材料進行ZYMV 接種,開發(fā)出位于VPS4-like 基因內部并與zmy 位點緊密結合的InDel 標記,可用于黃瓜抗性鑒定及抗病育種。王惠哲等[72]以黃瓜抗病親本66 和感病親本A18 及F1、F2、BC1群體為試驗材料,通過研究分析,最終發(fā)現黃瓜炭疽病抗性是由一對單隱性基因控制的,感病對抗病為不完全顯性。除此之外,還將與炭疽病抗性相關基因的一個共顯性AFLP 標記轉化為SCAR 標記。Pan 等[73]以150Gy14 和9930 為親本構建的重組自交系以及1043 個F2為材料,通過QTL 分析及dCAPs 鑒定等技術,最終將cla基因座與3 個預測基因定位至黃瓜5 號染色體32 kb區(qū)域,并且發(fā)現幾乎在美國所有的黃瓜改良品種中抗性等位基因都來自PI197087。同年,Wang 等[74]研究表明,CsSGR基因是一個抗霜霉病、角斑病及炭疽病的基因,該基因是通過調控葉綠素降解進而使得黃瓜對多種病原菌有抗性,這為后續(xù)篩選抗感材料奠定了重要基礎。Zhang 等[75]以PI183967 和931 為親本構建了160 個F9重組自交系,而后對這160 個F9重組自交系和405 對SSR 引物進行了QTL 分析,研究結果表明,PI183967 幼苗對蔓枯病的抗性主要由2 對QTL 和多個主效QTL 控制。共檢 測 到6 個 抗 性QTL,分 別 為gsb3.1、gsb3.2、gsb3.3、gsb4.1、gsb5.1及gsb6.1。在其中3 個季節(jié)均檢測到5 號染色體上的gsb5.1,其表型變異率最高,為17.9%,位于SSR15321 和SSR07711 之間0.5 cM 處。
品種純度是種子質量評價和種子等級評價的重要指標[76]。品種純度的檢測對農業(yè)生產及銷售等方面具有重要價值。而通過SSR 分子標記能夠迅速可靠地檢測品種純度。
李春等[77]通過在240 對黃瓜SSR 引物中篩選出17 對親本間多態(tài)的純合引物,最終確定了Cs100和Cs109 兩對SSR 標記,快速準確地鑒定了華南型黃瓜川綠15 號的種子純度。孟淑春等[78]利用分子標記技術,從10 對特異性分子標記的SSR 引物中篩選出最為清晰的引物SSR05748 對京研綠翡翠黃瓜進行純度鑒定,結果與田間鑒定一致。趙海燕等[79]利用SSR 分子標記技術鑒定了黃瓜新品種科潤99,結果與田間鑒定結果幾乎一致。楊宏等[80]利用164 對全基因覆蓋的SSR 引物對親本DNA 擴增,其中28 對引物有多態(tài)性,這些引物擴增得到的特征性片段構成了川綠2號親本的DNA 指紋圖譜。孟淑春等[81]以京研冬美9 號的父本、母本和F1代為試驗材料,通過72 對SSR 引物對這些材料進行了多態(tài)性篩選,最終成功鑒定了京研冬美9 號種子純度并且篩選出 2 對特異性引物 SSR17922 和SSR02218,通過SSR 分子標記進行了純度鑒定,與田間鑒定結果相吻合。SSR 分子標記在黃瓜純度檢測上的應用已經比較成熟,多年以來通過SSR 分子標記對黃瓜純度檢測的報道較多。通過分子標記對黃瓜進行純度檢測與田間鑒定結果幾乎沒有差異,同時具有效率高、節(jié)省人力物力的優(yōu)點。
筆者通過對黃瓜相關分子標記研究進展進行綜述,發(fā)現關于黃瓜分子標記在前些年應用較多的包括AFLP、SCAR 等分子標記;近些年來,SSR 分子標記的應用比較廣泛,普遍應用于黃瓜研究各個方面。對于SNP 標記,目前在黃瓜研究上的應用主要包括指紋圖譜構建、遺傳多樣性分析、黃瓜雜交種鑒定[82-84]等方面,但在黃瓜上的研究應用相對其他分子標記較少。SNP 標記具有更好的穩(wěn)定性和準確性,期望在以后黃瓜分子研究中能更多應用到SNP 標記。
黃瓜分子標記具有很高的應用價值,在未來仍會繼續(xù)發(fā)展。要將分子標記輔助選擇與傳統(tǒng)育種相結合,合理利用多態(tài)性豐富的分子標記,并根據研究的對象和目的,有針對性地選用合適的分子標記。對于黃瓜抗病性育種,目前大多數是對霜霉病、白粉病、枯萎病等主要病害,而黃瓜灰霉病、蔓枯病、根腐病等病害相關分子標記需要進一步研究。另外,隨著時代發(fā)展,品質育種越發(fā)重要,與黃瓜品質基因緊密連鎖的分子標記有待于進一步研究。