番茄部位雄性不育形态生理及Lst基因的精细定位

摘要

利用番茄不育系进行杂交种子的生产可以消除传统去雄的弊端，因此其对于杂种的生产具有重要的应用价值。本试验研究的番茄L型雄性不育是指雄蕊发育正常并且能够产生具有活力的花粉，但是由于花柱异长使柱头高于雄蕊，无法完成受精而最终导致的不育现象。L型雄性不育高温下自交结实率低，且可以做到一系两用，具有巨大的应用价值及研究潜力。本试验主要从形态、生理及基因定位三个方面进行研究。利用石蜡切片法对其结构变化及不育原因进行观察;采用高效液相色谱法对花柱中不同时期的五种激素含量的变化进行了分析;并利用亲本重测序技术与SuperBSA法相结合来对番茄部位不育基因定位，具体结果如下:
　　(1)不育材料花柱维管束数目明显多于可育花柱，同时观察到不育材料花柱直径较可育花柱大;不育材料花柱细胞大小与可育材料并无显著差异，说明花柱伸长是由花柱细胞数目增多导致而非细胞体积变大导致。不育材料子房发育正常，其子房内子室数及胚珠数明显多于可育材料，同时发现在花蕾长0.5-0.7 cm时，子房中间胎座部分分化出更多的子室及胚珠。
　　(2)不育材料与可育材料花柱中GA3含量整体变化趋势基本一致，但不育花柱中GA3始终高于可育花柱;不育花柱中IAA含量呈现上升的趋势，可育花柱相对平稳，在花蕾长0.9 cm到1.1 cm时不育花柱IAA含量超过了可育花柱;在花发育前期可育花柱中ZT含量高于不育花柱，而随着ZT含量的不断升高，这种情况在花蕾发育的中后期发生了逆转;可育材料中脱落酸的含量从整体上来看呈稳步上升趋势，而不育材料T431则较为平稳，在花发育前期，对照材料雌蕊中ABA含量较不育品种低，而当花蕾长度达到0.9 cm后，对照材料的ABA含量迅速增加并超过不育材料;T431中水杨酸含量在花不同发育时期的变化趋势与对照材料呈现相反的趋势，这可能与高温胁迫对其造成的影响有关。
　　(3)以T431为父本，对照可育品种为母本，获得的F1代均表现为可育，F2代获得56株不育株，167株可育，经x2检验符合分离比例3∶1，因此说明控制T431的不育基因为细胞核单隐性基因。
　　(4)采用SuperBSA法与亲本重测序技术相结合对部位不育基因进行了定位。最终亲本重测序共获得67.74 Mreads，子代混池测序共获得29.63 Mreads，开发了154，756个SLAF标签，混池平均测序深度为72.22 x，总测序深度为144.43 x，对获得的SLAF标签进行多态性分析，共获得多态性SLAF标签1691个，并通过检测过滤获得可靠的SNP位点9411个。通过关联分析，最终将目的基因定位到SL2.40ch12染色体上大小为1.75Mbp和3.15Mbp的两个区域，在候选区内找到26个候选基因。初步对26个基因的信息进行查找并对其功能进行分析，发现Solyc12g082730.1、Solyc12g077680.1、Solyc12g077670.1、Solyc12g027610.1、Solyc12g027690.1和Solyc12g027710.1六个基因的功能与目标性状存在密切联系。
　　该研究为今后研究番茄部位不育基因提供了一定的理论依据和基因材料。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 研究目的与意义

1．2 文献综述

1．2．1 雄性不育的类型

1．2．2 番茄雄性不育的影响因素

1．2．3 番茄雄性不育遗传特点

1．2．4 雄性不育细胞学及形态观察

1．2．5 雄性不育基因的定位及分子标记

1．2．6 番茄雄性不育在生产中的应用

1．3 番茄雄性不育存在的问题及展望

1．4 主要研究内容和技术路线

1．4．1 主要研究内容

1．4．2 技术路线

2 材料与方法

2．1 番茄L型雄性不育的形态观察

2．1．1 试验材料

2．1．2 石蜡切片的制作

2．2 内源激素的测定

2．2．1 试验材料

2．2．2 仪器与药品

2．2．3 内源激素的分离与提取

2．2．4 标准溶液的配置

2．2．5 流动相与检测条件

2．2．6 数据处理

2．3 SuperBSA与亲本重测序结合对Lst基因的定位

2．3．1 构建分离群体

2．3．2 混池的构建

2．3．3 基因组酶切与测序

2．3．4 测序数据的评估

2．3．5 SLAF标签与多态性SLAF标签的获得

2．3．6 SNP分析

2．3．7 BSA关联分析

2．3．8 候选区基因注释及筛选

3 结果与分析

3．1 遗传规律的田间调查

3．2 取材的形态观察

3．2．1 子房的解剖观察

3．2．2 花柱的解剖观察

3．3 内源激素含量的变化

3．3．1 IAA、ABA、GA3和ZT含量的变化

3．3．2 水杨酸含量的变化

3．4 SuperBSA与亲本重测序结合对不育基因的定位

3．4．1 基因组DNA的提取

3．4．2 混池的构建

3．4．3 测序数据的评估

3．4．4 测序结果统计

3．4．5 SLAF标签及多态性SLAF标签

3．4．6 SNP分析

3．4．7 BSA关联分析

3．4．8 基因功能注释

4 讨论

4．1 雌蕊的形态观察

4．2 内源激素含量影响

4．3 番茄部位不育基因的定位

5 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文