黄瓜霜霉病抗性遗传分析及相关QTL初步定位

摘要

黄瓜（Cucumis sativus L.）是中国蔬菜主要作物之一。由专性寄生菌Pseudoperonospora cubensis[(Berkeley&M.A.Curtis)Rostoyzev]引起的黄瓜霜霉病病害发生迅速，严重影响其产量和品质，是黄瓜生产过程中一种具有毁灭性的叶部病害。目前黄瓜霜霉病主要依靠化学农药进行防治，极易带来环境问题与安全问题，而抗病育种无疑是最有效的解决途径。黄瓜霜霉病抗性遗传规律研究和抗性基因的定位，对加快黄瓜抗霜霉病育种进程有重要意义。
　　本研究以华北型黄瓜霜霉病抗病自交系HNAU0023和霜霉病感病自交系IL112为试料，通过自交、杂交、回交构建了P1(IL112)、P2(HNAU0023)、F1、P1BC1F1(B1)、P2BC1F1(B2)、F2等共6个世代材料，利用6世代联合分离分析软件(SEA-G6)对黄瓜霜霉病抗性进行遗传分析。在此基础上，以190株RILs(HNAU0023×IL112的F6)群体为作图群体，从已发表的SSR引物序列中选取均匀分布于黄瓜基因组中的672对引物用于黄瓜遗传图谱构建;利用完备区间作图法对黄瓜霜霉病抗性QTL进行初步定位，研究结果如下:
　　(1)通过对P1、P2、F1、B1、B2、F26世代群体进行3次田间自然接种鉴定，结果表明:F1群体发病程度介于2亲本之间，趋向感病亲本;分离群体B1、B2、F2在3次试验中峰度、偏度的绝对值小于1，属于正态分布。3次结果一致性高，表明本试验材料抗性遗传符合隐性基因控制的数量性状遗传。
　　(2)应用数量性状“主基因+多基因”联合分离分析方法对6世代群体进行黄瓜霜霉病抗性遗传规律分析。结果表明:试验Ⅰ霜霉病抗性的遗传符合E-0模型（2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因），分离世代B1、B2、F2的主基因遗传率分别为68.63％、76.36％、87.15％，多基因遗传率分别为0％、7.25％、0％，分离世代以主基因遗传为主。试验Ⅱ霜霉病抗性遗传符合E-1模型（2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因），分离世代B1、B2、F2的主基因遗传率分别为68.49％、9.9％、69.01％，多基因遗传率分别为0％、54.68％、1.04％，B2以多基因遗传为主，B1、F2世代以主基因遗传为主。试验Ⅲ霜霉病抗性遗传符合D-0模型（1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因），分离世代B1、B2、F2的主基因遗传率分别为4.09％、2.93％、1.57％，多基因遗传率分别为35.02％、76.51％、83.84％，各分离世代以多基因遗传为主。除试验ⅢB2世代外，3次试验中黄瓜霜霉病抗性受遗传因素影响大于受环境影响。尽管3次试验所符合的最佳遗传模型以及遗传参数有所差异，但都表明霜霉病抗性是由“2对（或1对）主基因+多基因”共同控制。
　　(3)对672对SSR引物在亲本间进行遗传多态性筛选，存在多态性且条带清晰的共74对，多态率为11.01％。剔除1个偏分离严重的标记，其余73个SSR标记构建了一张包含7个连锁群的遗传连锁图谱。该图谱最长连锁群190.84cM，最短连锁群51.22cM，总长969cM，平均遗传距离为13.27cM。
　　(4)采用完备区间作图法，检测到5个与黄瓜霜霉病抗性相关的QTL，分别位于第1（2个）、5（2个）、7（1个）号染色体上。其中dm5.1在3次试验中均被检测到，相对较稳定，位于UW083711与UW085350之间，贡献率为3.23-17.67％;试验Ⅱ、Ⅲ中检测到的dm1.1、dm5.2有较高的贡献率，分别可解释表型变异的27.31-27.54％、12.94-17.33％;dm1.2、dm7.1只在试验Ⅰ中被检测到，且贡献率较低。综上，dm1.1、dm5.1、dm5.2为本次试验的主效位点。

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摘要

第一章 文献综述

1 黄瓜霜霉病概述

2 黄瓜霜霉病研究进展

2．1 黄瓜霜霉病抗性鉴定研究

2．2 黄瓜霜霉病抗性遗传规律研究

3 常见分子标记及其在遗传育种中的应用

3．1 常见分子标记种类

3．2 DNA分子标记在遗传育种中的应用

4 遗传连锁图谱的研究进展

4．1 遗传连锁图谱的构建

4．2 黄瓜遗传连锁图谱的发展

5 QTL作图

5．1 常用QTL作图方法

5．2 黄瓜霜霉病抗性QTL研究进展

1 引言

2 材料与方法

2．1 试验材料

2．2 试验方法

3 结果与分析

3．1 各季各世代霜霉病抗性的次数分布

3．2 黄瓜霜霉病抗性遗传模型分析

3．3 候选模型的适合性检验

3．4 最佳模型的一阶、二阶遗传参数估计

4 讨论

4．1 黄瓜霜霉病抗性鉴定

4．2 黄瓜霜霉病抗性遗传分析

1 引言

2 材料与方法

2．1 试验材料

2．2 试验方法

3 结果与分析

3．1 田间抗病性鉴定结果

3．2 SSR引物多态性筛选及偏分离分析

3．3 黄瓜遗传连锁图谱的构建

3．4 QTL定位结果

4 讨论

4．3 多态性标记偏分离分析

4．4 黄瓜遗传图谱的构建及黄瓜霜霉病QTL分析

4．5 QTL定位结果与分离分析法结果比较

全文结论

本论文创新点

展望

参考文献

附录