黄瓜白粉病抗性基因遗传规律和相关分子标记的研究

摘要

黄瓜(Cucumjs satjvus L.)是中国种植面积最大的蔬菜种类之一。白粉病是瓜类作物广泛发生的一种世界性病害。随着黄瓜作物生产的不断发展，白粉病日益蔓延，我国露地和保护地黄瓜每年都因白粉病造成大量减产，白粉病已成为我国黄瓜的主要病害之一。本实验进行了黄瓜白粉病抗性遗传规律及相关基因分子标记的研究，以期为黄瓜白粉病抗病育种打下基础。 本实验以抗白粉病的美国露地黄瓜自交系‘WIS2757’和感白粉病的欧洲温室型黄瓜后代自交系‘19032’及其杂交所得F<,1>和F<,2>为材料，对两个亲本、F<,1>和F<,2>进行了苗期抗病性接种鉴定，首先进行了抗性遗传规律分析，然后利用SRAP和SSR标记方法进行相关连锁分子标记研究，最终获得了与黄瓜白粉病抗性基因连锁的SSR标记。实验取得如下结果： 1．经抗病鉴定，F<,1>全部表现感病，597株F<,2>群体接种后分离为完全抗病、中抗和感病三种表型，完全抗病单株有35株，中等抗性单株有106株，感病单株有456株，分离比例基本符合1：3：12的理论比例，x<'2>值为0.57，因此推测本实验中黄瓜对白粉病的抗性受三对基因控制，即抗性由1对隐性主基因s.1对显性加强基因R和1对显性抑制基因I控制，s是抗白粉病的主基因，决定下胚轴抗性；R基因是构成叶部抗性的基础，只有在s基因纯合时才能够加强抗性的表达；抑制基因I存在时，植株只能表现出部分抗性，但I不影响s基因的表达，本结果与Shanmugasundarum等(1972)的研究结果一致。 2．利用正交试验方法，建立了黄瓜SRAP反应体系。采用BSA与SRAP技术相结合，用900对SRAP引物进行筛选，得到210对在双亲间表现差异的引物，多态性比率是23.3％。但未获得与白粉病抗性基因紧密连锁的SRAP分子标记。 3．采用BSA与SSR技术相结合，利用439条SSR引物对抗、感亲本进行筛选，其中有25条引物在两亲本之间表现多态性，但仅有引物SSR97和SSR273扩增出的标记与黄瓜白粉病抗性基因连锁，而且两个都是共显性标记。经F<,2>单株分析，引物SSR97扩增出的标记与黄瓜白粉病抗性主基因连锁，遗传距离是5.0cM，DNA标记条带大约为200bp，定名为SSR97-200；SSR273扩增出的标记也与黄瓜白粉病抗性主基因连锁，遗传距离是13.0cM，DNA标记条带大约为300bp，定名为SSR273-300。 4．将SSR97-200标记进行测序，‘WIS2757’和‘19032’上的DNA片段长度分别是193bp和173bp，两者的差异只在于20个碱基的插入或缺失。在NCBI数据库上进行比对后，没有发现与该标记片段同源性高于30％的片段，说明该片段为新发现的黄瓜序列。

目录

文摘

英文文摘

声明

1.前言

1.1概述

1.2文献综述

1.2.1遗传标记的发展及种类

1.2.2与目标性状紧密连锁的分子标记筛选方法

1.2.3 DNA分子标记在葫芦科主要瓜类作物遗传育种研究中的应用

1.2.4黄瓜白粉病研究现状

1.3本试验研究的目的和意义

2试验材料与方法

2.1试验地点

2.2试验材料

2.3黄瓜抗白粉病苗期鉴定

2.3.1鉴定材料的准备

2.3.2白粉病菌源

2.3.3接种菌源的制备

2.3.4接种方法

2.3.5病情调查与分级标准

2.4基因组DNA的提取

2.5与黄瓜白粉病相关基因连锁的SRAP标记分析

2.5.1黄瓜SRAP反应体系的构建

2.5.2 SRAP.反应程序

2.5.3 SRAP电泳及其检测

2.5.4多态性SRAP引物的筛选

2.5.5多态性SRAP标记在F2代分离群体中的验证

2.6与黄瓜白粉病相关基因连锁的SSR标记分析

2.6.1黄瓜SSR反应体系

2.6.2 SSR反应程序

2.6.3 SSR电泳及其检测

2.6.4 SSR引物来源

2.6.5多态性SSR引物的筛选

2.6.6多态性SSR标记在F2代分离群体中的验证

2.7 SSR标记的序列分析

2.7.1差异条带的回收和纯化

2.7.2产物与载体的连接

2.7.3 PCR产物的克隆

2.7.4目的片段的测序

3.结果与分析

3.1黄瓜白粉病抗性基因的遗传规律分析

3.2基因组DNA的提取及检测

3.3与黄瓜白粉病相关基因的SRAP分子标记分析

3.3.1黄瓜SRAP反应体系的正交设计优化

3.3.2多态性SRAP引物的筛选

3.3.3多态性SRAP引物在F2分离群体中的验证

3.4与黄瓜白粉病相关基因的SSR分子标记

3.4.1多态性SSR引物的筛选

3.4.2多态性SSR标记在F2分离群体中的验证

3.5 SSR97标记的序列分析

3.5.1目标片断的回收

3.5.2重组质粒的克隆

3.5.3重组质粒PCR检测

3.5.4测序结果与分析

4讨论

4.1黄瓜白粉病抗性遗传分析

4.2 SRAP反应体系的正交设计优化分析

4.3葫芦科瓜类作物间通用SSR引物的分析

4.4 SSR与SRAP两种标记方法多态性的比较

4.5应用SSR标记方法的体会

4.6 DNA片段克隆的体会

4.7本实验后续研究内容

5结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文