辣椒抗CMV的遗传分析及相关QTL定位

摘要

黄瓜花叶病毒(CMV)是辣椒病毒病的主要毒源之一，既影响辣椒的产量又影响辣椒的品质，主要表现为使辣椒果实畸形，果实商品性丧失，严重时甚至导致绝产。因此，辣椒抗CMV育种已成为辣椒抗病育种的主要目标之一。
　　 开展辣椒抗CMV育种前，必须首先明确当地病毒分离物亚组分化情况，才能有针对性的开展辣椒抗CMV育种工作。应用RT-PCR技术能够快速、准确的检测植株体内CMV分离物亚组归属。利用分子标记技术构建辣椒遗传连锁图谱，并利用QTL分析软件鉴定抗病相关位点，能够大大提高育种中对数量性状基因型选择的准确性和预见性，加速育种进程。
　　 本研究对湖北地区侵染辣椒CMV分离物亚组进行鉴定;筛选辣椒抗CMV苗期接种鉴定方法，并进行抗（耐）CMV辣椒材料的鉴定;以抗CMV辣椒材料P0747和感CMV的材料P0630及其杂交的后代分离群体为材料，对其抗性遗传规律进行研究，并应用SSR和ISSR两种分子标记技术构建了辣椒分子遗传连锁图谱，对CMV抗性基因进行了QTL定位分析，对辣椒抗CMV育种具有重要的指导意义。主要研究结果如下:
　　 (1)根据已报道的CMV外壳蛋白(CP)基因序列设计引物，应用RT-PCR方法，对湖北地区侵染辣椒的CMV分离物的病毒外壳蛋白基因进行基因扩增和序列分析。结果表明，湖北省内不同辣椒主产区采集到的样品CP基因之间的核苷酸同源率高达98.2％～99.2％，分离物均属于亚组IB成员。
　　 (2)筛选出辣椒抗CMV苗期人工接种鉴定最佳条件为:在辣椒苗龄为4片真叶，采用摩擦接种法、接种温度30℃环境条件下，可以达到最佳的鉴定结果;应用苗期人工接种鉴定方法从供试的74份辣椒种质资源中筛选出抗CMV材料2份，耐CMV材料26份。
　　 (3)利用6份对CMV抗感程度不同的辣椒材料通过Griffing的完全双列杂交法对辣椒抗CMV的遗传规律进行了研究，明确了辣椒对CMV优势育种中亲本的选择和选配原则;再利用采用植物数量性状主基因+多基因混合遗传的世代联合分析方法，对辣椒抗CMV材料的抗性遗传规律进行分析，明确了辣椒对CMV的抗性受“两对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因”控制，并对各遗传模型中抗性表现的主基因遗传率和多基因遗传率以及基因间的互作效应进行了详细解析。
　　 (4)应用SSR和ISSR两种分子标记方法构建了辣椒遗传连锁图谱，该图谱包括17个连锁群，共有140个标记进入连锁群，总长度为1420.5cM，标记间平均图距为10.1 cM。
　　 (5)应用构建的辣椒分子遗传连锁图谱，结合复合区间作图法对辣椒抗CMV-HB相关QTL进行分析，共定位了6个QTL，分别为qcmv.hb-4.1、qcmv.hb-7.1、qcmv.hb-8.1、qcmv.hb-8.2、qcmv.hb-8.3和 qcmv.hb-16.1，位于4个连锁群上，能够解释表型变异的2.8～43.5％，其中qcmv.hb-4.1和qcmv.hb-8.2在夏季和秋季接种试验中均能够被检测到，其中qcmv.hb-8.2能够解释37.7～43.5％的表型变异，可以认为是一个控制辣椒对CMV-HB株系抗性的主效QTL，加性效应为正，加性效应值为0.59～0.64，当qcmv.hb-8.2表现抗病亲本基因型时，能够降低病情指数。qcmv.hb-4.1能够解释10.7～11.2％的表型变异，加性效应为正，加性效应值为0.24～0.25，当qcmv.hb-4.1表现抗病亲本基因型时，同样能够降低病情指数。

目录

声明

摘要

缩略词表

1 前言

1．1 课题的提出

1．2 前人研究工作

1．2．1 辣椒病毒病

1．2．2 黄瓜花叶病毒(CMV)的研究进展

1．2．3 辣椒抗CMV育种的研究

1．2．4 分子标记技术及其在辣椒上的应用

1．3 本研究的目的和内容

2 材料与方法

2．1 湖北地区侵染辣椒CMV分离物株系亚组鉴定

2．1．1 试验材料

2．1．2 试验方法

2．2 辣椒抗CMV苗期鉴定方法筛选及种质资源鉴定

2．2．1 试验材料

2．2．2 试验方法

2．3 辣椒抗CMV-HB株系遗传规律的研究

2．3．1 试验材料

2．3．2 试验方法

2．4 辣椒分子遗传连锁图谱的构建

2．4．1 试验材料

2．4．2 试验方法

2．5 辣椒抗CMV-HB的相关QTL分析

2．5．1 试验材料

2．5．2 试验方法

3 结果与分析

3．1 湖北地区侵染辣椒CMV分离物株系亚组鉴定

3．1．1 感染CWV的辣椒样品的田间快速检测

3．1．2 病毒分离物总RNA的提取

3．1．3 cDNA第一链的合成及CMV-CP基因的RT-PCR检测

3．1．4 CMV-CP基因特异片断的回收、克隆

3．1．5 测序结果及序列分析

3．2 辣椒抗CMV苗期鉴定方法筛选及种质资源鉴定

3．2．1 辣椒黄瓜花叶病毒病苗期抗病性鉴定方法筛选

3．2．2 辣椒抗CMV种质资源的筛选

3．3 辣椒抗CMV-HB株系遗传规律的研究

3．3．1 辣椒对CMV-HB株系抗性的配合力及遗传力分析

3．3．2 对CMV-HB抗性的主基因+多基因混合遗传的世代联合分析

3．4 辣椒分子遗传连锁图谱的构建

3．4．1 基因组DNA的提取

3．4．2 反应体系优化及PCR检测

3．4．3 亲本间多态性引物的筛选

3．4．4 多态性引物的F2群体分析

3．4．5 偏分离分析

3．4．6 辣椒分子遗传连锁图谱的构建

3．4．7 P0747×P0630的F2遗传连锁图谱与Pepper-SUN3图谱的比较

3．5 辣椒抗CMV-HB株系的相关QTL定位

3．5．1 群体表型数据分析

3．5．2 QTL定位分析

4 讨论

4．1 湖北地区辣椒黄瓜花叶病毒病及病毒病的复合侵染及株系变异

4．2 抗性鉴定方法的筛选

4．3 抗源的筛选

4．4 辣椒抗CMV的遗传规律

4．5 辣椒遗传图谱

4．6 辣椒抗CMV的QTL定位

4．7 下一步研究打算

参考文献

附录

附录一：试验所用引物序列

附录二：登记序列信息

附录三：博士在读期间已发表的文章及获得奖励、成果

致谢