甜瓜种质资源遗传多样性分析与指纹图谱的构建

摘要

甜瓜是世界上重要水果型蔬菜之一，尤其在夏季水果中占据不可估量的地位。随着经济的发展和人民生活水平的提高，国内外各地对甜瓜需求量日趋增长，所以，甜瓜产业生产发展很快，甜瓜栽培种植区域急速扩张。恰是因为甜瓜产业发展迅速，甜瓜交易市场中新品种出现的频率逐年增长，经过甜瓜育种实践表明，被用来杂交的两个亲本材料，其综合性状水平应在最大程度上保持互补性，但亲缘关系尽可能地远，这样才能培育出具有较为突出的新品种。但是，当前在甜瓜新品种培育进程中，有集中利用少数亲本的倾向，致使育成后甜瓜品种亲缘关系较为相近，并且致使甜瓜遗传基础狭窄;加之部分甜瓜育种产业规模较小，并且管理松散，对甜瓜资源不能进行有效管理;甚至某些没有经过鉴定的甜瓜种子也在交易市场中售卖，以至于影响育种者合法权益。所以，明确甜瓜育种材料遗传多样性以及亲缘关系已是当前育种者极为主要的工作之一;我国有必要建立甜瓜品种核酸指纹库，为甜瓜亲缘关系与品种真实性鉴定提供依据。本试验共选取269份甜瓜材料，通过田间形态学标记和CAPS(Cleaved Amplified Polymorphism Sequences，CAPS)标记技术，分别从甜瓜果实形态特征以及DNA分子水平特异性两方面探究269份甜瓜材料的遗传多样性，并为269份甜瓜材料构建了核酸指纹代码，结合两种技术可以高效、准确的对甜瓜种质资源进行鉴定。
　　通过田间形态学标记，经15个田间农艺性状的调查，其中在7个甜瓜质量性状中，多样性指数变化范围为4.09～7.99，平均值为6.73;8个甜瓜数量性状多样性指数变化范围为7.77～8.07，平均值为7.97。基于以上15个田间农艺性状的聚类分析，得出269份甜瓜聚类分析图，269份甜瓜间遗传相似系数分布区域:0.75～0.97，平均值为0.84。从269份甜瓜中挑取73份具有代表性的甜瓜试材进行二次聚类，相似系数分布区域:0.80～0.95，相似系数处于0.82时，73份甜瓜被划分为3类，一类是36个厚皮甜瓜，还有一类为35个薄皮甜瓜，最后一类是2个表型性状较为相似的厚皮甜瓜。
　　利用52对引物对269份甜瓜供试材料进行多样性分析，经过统计在CAPS标记中，供试材料酶切位点数目为22～39个不等，酶切位点最少的只有22个位点，最多的具有39个位点。
　　通过对269份甜瓜聚类分析，分析结果显示，甜瓜遗传相似系数分布区域:0.32～0.99。筛选出73份甜瓜进行二次聚类，生成73份甜瓜的聚类分析图，73份甜瓜供试材料遗传相似系数分布区域:0.51～0.98。相似系数于0.60处，甜瓜能够划分为三组，第一组有38个厚皮甜瓜;第二组只有新世纪1个薄皮甜瓜;第三组有34个薄皮甜瓜。与田间形态学分析结果基本一致，相对于形态学标记而言分类更为精准。
　　通过CAPS分子标记技术分别为每份甜瓜建立一份独立的核酸指纹代码。比较各材料闾的指纹代码，发现其中有37份材料的指纹代码不唯一，这37份材料被分为10组，其中每组里的各个材料DNA指纹图谱代码相同。37份DNA指纹图谱代码不唯一的供试材料占所有供试材料的13.75％，鉴别率达86.25％。
　　利用QR Code转化工具为269份甜瓜分别建立一份指纹图谱二维编码，每一个甜瓜二维编码中均包括了甜瓜材料名称、类型、来源地和CAPS核酸指纹代码等详细信息。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 甜瓜起源与分类

1．2 我国甜瓜产区布局及生产贸易现状

1．2．1 我国甜瓜产区布局

1．2．2 我国甜瓜生产贸易现状

1．3 甜瓜遗传多样性分析

1．3．1 基于甜瓜形态学标记的遗传多样性分析

1．3．2 基于甜瓜细胞学标记的遗传多样性分析

1．3．3 基于甜瓜生化标记的遗传多样性分析

1．3．4 基于甜瓜分子标记的遗传多样性分析

1．4 DNA指纹图谱技术

1．4．1 DNA指纹图谱的概念及发现

1．4．2 常用DNA指纹图谱技术

1．5 研究目的与意义

1．6 研究主要内容

2 材料与方法

2．1 试验材料

2．2 田间试验

2．2．1 田间试验时间与地点

2．2．2 田间试验设计

2．2．3 田间管理

2．2．4 田间果实性状调查方法

2．2．5 田间数据分析方法

2．3 分子标记试验

2．3．1 试验药品与仪器

2．3．2 分子试验设计

2．3．3 甜瓜供试材料DNA提取

2．3．4 甜瓜供试材料DNA检测

2．3．5 CAPS引物来源

2．3．6 CAPS-PCR反应体系及程序

2．3．7 CAPS-PCR产物酶切及电泳检测

2．3．8 分子标记数据分析方法

3 结果与分析

3．1 果实性状遗传多样性与聚类分析

3．1．1 果实性状遗传多样性分析

3．1．2 果实性状聚类分析

3．2 CAPS标记指纹图谱构建与聚类分析

3．2．1 供试材料DNA提取

3．2．2 指纹图谱的构建

3．2．3 CAPS标记聚类分析

4 讨论

4．1 甜瓜供试材料的选择

4．2 甜瓜品种的鉴定

4．2．1 利用形态学标记分析甜瓜遗传多样性

4．2．2 利用CAPS标记分析甜瓜遗传多样性

4．2．3 形态学标记与CAPS标记在品种鉴定方面的对比

4．2．4 供试材料的区分

4．3 构建指纹图谱

5 结论

5．1 形态学标记

5．2 CAPS标记

5．3 指纹图谱构建

致谢

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的学术论文