黄瓜少果刺突变体及候选基因初步鉴定

摘要

黄瓜（Cucumis sativus L.）是全世界上重要的蔬菜作物，也是我国主栽的设施类蔬菜作物。黄瓜果刺是果实表皮上多细胞无腺体的表皮毛，而且果刺和果瘤一起构成黄瓜上的刺瘤状态，黄瓜果刺与果瘤基因的形成有密切关系，但目前为止没有关于果刺性状和果瘤性状之间相关联的分子机制研究被报道。探究果刺的遗传调控机制对黄瓜果实品质的遗传改良和分子育种具有深刻影响。 本研究实验材料来源于课题组前期构建的EMS诱变突变体库中少果刺突变体334，在整个发育生长期间都一直少果刺，是研究黄瓜果刺形成机制的良好材料。本研究通过对少果刺突变体334材料的表型及细胞学观察，与野生型欧洲温室型黄瓜649杂交，构建F2代遗传群体，对少果剌性状进行遗传规律分析，利用极端性状混池重测序分析对少果刺基因（暂命名为fs2）进行了基因初步鉴定，在候选基因定位区间内筛选fs2候选基因，并应用KASP基因分型技术对候选SNP在F2群体中进行了筛选。 (1)通过体式显微镜观察突变体果刺数量（23±1.87）明显比野生型（95±2.47）少，且无果瘤。突变植株其他部位表型观察，如叶片，卷须，茎上的表皮毛均没有差异，但株高(150.8±4.15 cm)和果实长度（22.6±0.37 cm）较野生型黄瓜株高（195.2±6.76 cm），果实长度(28.8±1.83 cm)存在显著减小的现象。 (2)少果刺性状遗传分析结果表明:F1代群体果刺数量介于野生型与突变型中间。165株F2群体中，存在极端少刺无瘤15株，少刺有瘤性状28株，相对多刺性状56株，极端野生型66株，植株的变异幅度扩大，F2代中各个植株的果刺数量呈现出连续的变异。因此，可以确定此突变性状是由多个基因共同调控的数量性状。 (3)利用QTL-Seq方法极端性状混池重测序分析，选取F2代中突变表型单株15株和野生型表型单株30株，提取等量DNA进行混合，构建突变体表型和野生型表型混池进行重测序，并与9930基因组进行比对，依据SNP指数以及突变位点对基因的影响进行综合分析，筛选到黄瓜第4号染色体，15个位于基因外显子区的C-T（或G-A）的非同义突变位点。并结合KASP基因分型技术，在F2代群体中发现其中8个SNP与表型共分离，因此进一步缩小了少果刺候选基因fs2的范围。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 研究目的及意义

1．2 国内外研究进展

1．2．1 黄瓜表皮毛及果刺研究进展

1．2．2 其他植物表皮毛研究进展

1．2．3 重测序技术及其在黄瓜研究上的应用

1．2．4 KASP技术及其应用

1．3 研究内容及技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

2 材料与方法

2．1 试验材料

2．1．1 植物材料

2．1．2 仪器与耗材

2．2 试验方法

2．2．1 基因定位

2．2．2 SNP基因分型检测

3 结果与分析

3．1 突变体表型观察

3．1．2 突变体fs2和野生型株高及果实长度

3．2 少果刺突变体fs2和野生型果刺体式显微镜观察

3．3 突变群体遗传分析

3．4 全基因组重测序

3．5 候选基因的初步筛选

3．6 KASP技术检测候选基因

4 讨论

5 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文