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梨高密度遗传连锁图谱构建及果实品质性状的基因定位

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摘要

梨(Pyrus spp.)是一种重要的温带水果,因其肉质甜美多汁及其优良的食用、营养、药用和经济价值而闻名于世。近年来,随着人民生活水平和果树产业技术创新水平的提高,梨品质育种日益重要。但梨许多重要的品质性状受到多基因和环境的共同作用影响,对其进行遗传改良很困难,并且梨世代周期较长,遗传背景复杂,使用传统方法育种的效率较低。本研究以‘苹果梨’ב八月红’的150株F1杂交后代为试材,采用重测序技术开发SNP标记,结合SSR标记,构建梨高密度遗传连锁图谱。同时,根据调查的群体后代单株的果实性状数据,结合已构建的遗传连锁图谱,利用复合区间作图法对相关性状进行定位分析。主要结果如下: 1.利用‘苹果梨’和‘八月红’2个亲本及150个F1群体单株为试材,对来源的不同的220对SSR引物进行筛选,得到在亲本间有效扩增的引物比例在56.4%,多态性比例为42.3%,其中符合作图要求的SSR引物占22.3%,共49对。 2.利用重测序的方法,在亲本间共检测到3304623个且深度不低于4×的SNP标记,以Bin为作图标记,构建了一张包含17个连锁群,共3116个Bin位点的梨高密度遗传连锁图谱。17个连锁群的总图距为1727.98cM,平均图距0.55cM。 3.将符合作图要求的49对SSR引物,成功的把其中42对整合到上述Bin图谱中,分别定位到15个连锁群上,使得上述遗传连锁图谱的长度增加了175.65cM,总图距达到1903.63cM,连锁群长度范围为64.19cM(LG15)-187.68cM(LG3),相邻标记间平均距离0.47cM-0.83cM,其中LG13连锁群标记间平均距离最小,包含标记数161个,LG17连锁群标记间平均距离最大,标记数149个。除LG5和LG15连锁群外,每条连锁群上有1-6个SSR标记。 4.利用IBM SPSS Statistics20和Excel2016对亲本及F1群体的14个果实品质性状进行相关性分析,其中9个性状(单果重、纵径、横径、果形指数、果心大小、果肉硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、果梗长度)在F1群体中呈连续变异,正态或偏正态分布,为数量性状;另5个性状(涩味程度、红色程度、果实形状、萼片状态、耐贮性)没有明显的连续变异,表现为质量性状特点。多个性状间存在显著相关性:果实纵径和横径与单果重、果肉硬度、果梗长度、果实形状等,性状间相互为极显著正相关;果形指数与可溶性固形物含量、果实形状、涩味程度和可滴定酸含量等,性状间相互为极显著正相关;单果重与果心大小、果肉硬度呈极显著负相关;果梗长度与果肉硬度呈极显著负相关。 5.利用构建的图谱和性状表型值,对14个果实品质性状进行基因定位分析,并对区域内基因进行功能注释。采用复合区间作图法,共获区间位点28个:5个单果重QTL位点、2个果心大小QTL位点、3个果肉硬度QTL位点、6个果实横径QTL位点、1个果梗长度QTL位点、6个可溶性固形物含量QTL位点、2个可滴定酸含量QTL位点、萼片状态、红色程度和果实形状各1个区间位点,区间内标签276个,共扫描到2266个基因。其中,果实纵径、果形指数、涩味程度和耐贮性未检测到相关区间。

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