辣椒胞质雄性不育恢复性QTL定位及不同栽培环境对其影响分析

摘要

辣椒（Capsicum annuumL.）胞质雄性不育(CMS)是线粒体不育基因和核不育基因共同互作形成的，该不育可以通过核内恢复基因恢复。辣椒CMS因不能产生正常功能性花粉，所以在辣椒杂交种生产中可以省去去雄的过程，因而稳定的不育系和强恢复系是制高纯度和高产杂交种的关键。本研究通过以构建的F7RIL(83-58×Perennial)113株系的群体，利用SNP、SSR、Indel、CAPs等分子标记构建分子遗传图谱，定位并分析了温室和露地两个不同栽培环境育性恢复情况，以期得到对环境特别是对温度敏感的QTL位点，以应用于辣椒分子标记辅助育种。本研究的内容和结果如下:
　　(1)RILs(83-58×Perennial)较高密度种内遗传图谱的构建:以包含113个株系的F7RIL(83-58×Perennial)群体为作图群体，将多态性分子标记在亲本和群体中筛选并检测，利用Joinmap4.0软件以LOD≧3.0进行标记连锁分析，用423个可获得清晰目标条带的多态标记，构建了一张包含17个连锁群的密度较高的种内图谱，该图谱共372个标记，其中基于KASPar技术的SNP标记278个，SSR标记65个，CAPs标记23个，Indel标记4个，SCAR标记1个，辣味连锁标记1个，图谱跨度1407.0cM，标记间平均距离3.78cM，每个连锁群包含的标记数目在5～40个，连锁群的长度在21.2 cM～183.8 cM，图谱上的标记都与染色体相对应，这是辣椒中第一个报道的基于KASPar技术的SNP标记为主的图谱。
　　(2)辣椒CMS育性恢复性调查与分析:以胞质不育系77013A为母本，与Perennial、83-58和RIL(83-58×Perennial)113个株系群体杂交，获得115个测交F1代，通过温度记录仪记录温度变化，选取不同时间点对温室和露地取样，调查测交F1代育性恢复，温室各取样阶段的平均温度要低于露地1.05℃～3.31℃，温差小1.84℃～7.76℃;温室与露地花粉各次取样间均呈现显著差异，花粉量都随着环境温度提高而降低，而且同一取样时间露地的花粉量显著低于温室的调查值。当环境温度出现高低波动时，测交F1代的花粉量也会相应变化，当向低温变化时，花粉量会有增加趋势。又对温室和露地测交群体做花粉量次数分布，呈现数量性状连续偏正态分布。在RIL群体中存在恢复性增效与减效位点的自由重组，使测交F1群体部分单株出现超亲现象。
　　(3)RIL（83-58×Perennial）测交群体育性恢复性QTL定位:利用RIL遗传图谱对测交群体的温室6次和露地5次花粉取样分别进行QTL定位，检测到1个主效恢复位点和7个微效QTLs，位于P1、P2、P3、P6、P7、P10和P12共7条染色体上。温室和露地都在P6同一位置检测到了主效恢复基因位点Rf,其侧翼标记间的物理距离为5.16 Mb，物理位置与Rf连锁标记CRF位于同一区域;不同取样间获得的微效QTLs有所差异，温室各微效QTLs涉及的染色体数要多于露地。在环境温度低于25℃时，温室微效QTLs全为增效QTL;当环境温度高于25℃，温室2次和露地5次调查均检测到P10a一微效QTL，该QTL可能为高温敏感性QTL。
　　本研究为KASPar标记分型技术应用于辣椒分子辅助育种提供了参考。对于主效恢复基因，可以进一步构建大群体进一步精细定位和克隆;受环境调节的微效QTLs为转育稳定的不育系与强恢复系提供借鉴，为研究不同温度梯度下的辣椒CMS恢复性提供依据。

目录

声明

摘要

英文缩略表

第一章 引言

1．1 辣椒遗传图谱的研究和QTL定位

1．1．1 辣椒图谱构建研究

1．1．2 辣椒重要性状的QTL研究

1．2 辣椒CMS的遗传与育种研究进展

1．2．1 研究背景

1．2．2 辣椒雄性不育

1．2．3 辣椒CMS的恢复性研究

1．2．4 辣椒雄性不育恢复基因QTL定位

1．2．5 温度对辣椒CMS系微效恢复基因的调控

1．2．6 辣椒CMS的研究展望

1．3 研究目的与技术路线

1．3．1 研究目的

1．3．2 技术路线

第二章 辣椒种内遗传图谱83-58×Perennial的构建

2．1 试验材料

2．1．1 图谱构建材料

2．2 试验方法

2．2．1 试验引物

2．2．2 标记分析

2．2．3 分子标记分析结果统计

2．2．4 遗传连锁图谱绘制

2．3 结果与分析

2．3．3 多态性分子标记的筛选

2．3．4 遗传图谱构建

2．4 讨论

第三章 辣椒CMS育性恢复性调查与分析

3．1 试验材料与方法

3．1．1 供试材料

3．1．2 调查方法

3．1．3 数据统计分析

3．2 测交群体花粉调查结果与分析

3．2．2 测交群体花粉量的次数分布

3．2．1 测交亲本和群体的育性分析

3．2．3 测交群体花粉量方差分析

3．3 讨论

第四章 辣椒CMS恢复基因的QTL定位与分析

4．1 试验材料与方法

4．1．1 试验材料

4．1．2 QTL定位

4．1．3 QTL命名

4．2 结果与分析

4．2．1 温室条件CMS育性恢复QTL定位

4．2．2 露地条件CMS育性恢复QTL定位

4．2．3 温室和露地条件下CMS育性恢复QTL定位的比较分析

4．2．4 温度敏感的QTLs分析

4．3 讨论

第五章 全文结论

参考文献

附录

致谢

作者简历