利用野生番茄Solanum pennellii LA716渐渗系群体进行番茄耐盐相关QTLs定位

摘要

番茄（Solanum Lycopersicum）原产中南美洲，属茄科番茄属，广泛栽培于世界各地，可鲜食，也可加工成不同类型的番茄制品。盐渍化是造成土壤退化、作物减产的重要因素。培育耐盐的品种是提高盐碱地上番茄产量的有效方法。本文利用对盐敏感的栽培种番茄M82与耐盐的野生潘那利番茄S.pennellii LA716构建的渐渗系群体（introgression lines，ILs），分别对番茄芽期以及苗期的耐盐QTLs进行定位，分析了QTLs的遗传效应和互作效应;并对苗期耐盐主效QTLStq7b进行了精细定位;结合田间试验进行耐盐性鉴定筛选。研究结果对于探讨番茄耐盐机理和利用分子标记辅助选育耐盐番茄品种具有重要的理论指导意义。主要研究结果如下:
　　 1.番茄芽期耐盐QTLs的定位及其效应分析通过芽期耐盐性鉴定，定位了分布在1、2、4、5、6、8、12共7条染色体上的10个QTLs(Stq1、Stq2a、Stq2b、Stq2c、Stq4、Stq5、Stq6、Stq8a、Stq8b和Stq12)影响番茄芽期的耐盐性，这些QTLs均来自S.pennellii LA716。在盐胁迫条件下，这些包含QTLs的渐渗系较M82的发芽指数减少21.52～36.22％。
　　 这10个QTLs与来自类番茄S.lycopersicoides LA2951的3个芽期耐盐QTLs进行同位比较，只有第2条染色体上的Stq2c与来自S.lycopersicoides的St2b同位，其它QTLs均不同位。
　　 QTLs遗传效应分析表明，有4个QTLs（Stq1、Stq2c、Stq5和Stq8b）表现明显的显性效应，其余6个QTLs（Stq2a、Stq2b、Stq4、Stq6、Stq8a和Stq12）均表现隐性效应。QTLs互作分析表明呈现典型的小于加性的效应。
　　 2.番茄苗期耐盐QTLs的定位及其效应分析通过苗期耐盐性鉴定，定位了分布在2、6、7、8、10共5条染色体上的7个QTLs（Stq2a、Stq2b、Stq6a、Stq7a、Stq7b、Stq8和Stq10）影响番茄的耐盐性，这些QTLs均来自S.pennellii LA716，在盐胁迫条件下，这些包含QTLs的渐渗系可较M82的成活率提高18.9～83.8％，而包含在IL6-4与IL6-3的1个QTL（Stq6b）有待于进一步确定。
　　 这7个QTLs与来自类番茄S.lycopersicoides LA2951的7个苗期耐盐QTLs进行同位比较，在第2条染色体上Stq2a和St2同位，在第6条染色体上Stq6a和St6同位，其它QTLs均不同位。
　　 QTLs遗传效应分析表明，除Stq6b外，其余QTLs均表现明显的显性效应。QTLs互作分析表明呈现典型的小于加性的效应，但来自第7条染色体上的2个QTLs互作却表现消减效应。
　　 3.番茄苗期耐盐主效QTLStq7b的精细定位根据已定位的耐盐主效QTL所在的亚渐渗系片段IL7-5-5与M82的耐盐性差异，利用CAPS、SSR和AFLP等分子标记进行亲本间的多态性标记筛选与创制，共得到6个分子标记（3个CAPS、1个SSR和2个AFLP）与苗期耐盐主效QTL紧密连锁、可用于精细定位。
　　 利用M82与含苗期耐盐QTLStq7b的渐渗系IL7-5为亲本，建立1338株F2群体，进行苗期耐盐性鉴定;以IL7-5-5上的特异标记SSR285筛选1338株F2群体建立了一个255株的重组群体，再利用已获得的IL7-5-5上的另5个特异性标记，对255个重组单株进行基因型分析，建立IL7-5-5片段上更饱和的标记连锁图谱，这6个标记覆盖了整个IL7-5-5上0.9 cM的染色体片段，标记间平均遗传距离0.15 cM。并将苗期耐盐QTLStq7b定位在CAPS标记U231219和TG418之间，分别相距0.36和0.16 cM，且与C2_At4g30580共分离，其贡献率为7.34％，加性效应5.45，LOD值2.24。
　　 根据Stq7b精细定位的结果，利用生物信息学的方法，以已测序的S.lycopersicumH1706全基因组序列为参考，对该区域的候选基因进行预测分析。候选基因（Solyc07g005440和（Solyc07g005520）的分别具有典型的NAF和BTB结构域，初步推断前者在应答非生物胁迫时起着正面效应，后者在应答植物的盐胁迫，维持细胞膨压，保护细胞免受非生物胁迫中起着关键的作用。
　　 4.耐盐渐渗系及品系的田间筛选筛选出耐盐性良好，产量、单果重等性状良好的渐渗系材料1个(IL7-5);耐盐性良好，产量、单果重等性状较差的渐渗系材料3个（IL6-2、IL6-4和IL7-1）;耐盐性较好，产量、单果重等性状良好的渐渗系材料2个（IL2-1-1与IL2-6-5）。从26个杂交组合中筛选出4个组合，其耐盐性好，移栽成活率和产量均高于对照。

目录

声明

摘要

缩略词

前言

第一章 番茄耐盐性、分子标记及QTLs定位研究进展

1 番茄耐盐性研究进展

1．1 植物盐害表现及其耐盐性定义

1．2 番茄耐盐性研究进展

2 番茄分子标记及QTLs定位研究进展

2．1 DNA分子标记

2．2 QTLs图谱的构建

2．3 QTLs定位分析

3 论文的主要技术路线

第二章 番茄芽期耐盐QTLs的定位及其效应分析

1 材料与方法

1．1 材料

1．2 方法

2 结果与分析

2．1 盐胁迫对番茄种子发芽率和发芽指数的影响

2．2 盐浓度与番茄种子发芽率和发芽指数间相关性分析

2．3 盐浓度与番茄种子发芽率和发芽指数的回归分析

2．4 不同渐渗系种子在含盐培养基中的萌发情况

2．5 渐渗系群体芽期耐盐2个独立试验数据变异分析

2．6 渐渗系群体芽期耐盐2个独立试验之间的相关分析

2．7 渐渗系群体芽期耐盐QTLs定位

2．8 与野生类番茄S．lycopersicoides芽期耐盐QTLs的同位比较

2．9 芽期耐盐渐渗系的杂交种2个独立试验的相关分析

2．10 芽期耐盐QTLs的遗传分析

2．11 芽期耐盐QTLs的互作分析

3 讨论

3．1 不同盐浓度对番茄种子发芽的影响

3．2 芽期耐盐QTLs定位

3．3 芽期耐盐QTLs遗传效应及互作

第三章 番茄苗期耐盐QTLs的定位及其效应分析

1 材料与方法

1．1 材料

1．2 方法

2 结果与分析

2．1 幼苗在加盐前后的生长情况

2．2 苗期耐盐4个独立试验数据群体变异分析

2．3 苗期耐盐4个独立试验之间的相关性分析

2．4 苗期耐盐QTLs定位

2．5 与野生类番茄S．lycopersicoides苗期耐盐QTLs的同位比较

2．6 杂交种苗期4个独立试验之间的相关分析

2．7 苗期耐盐QTLs的遗传分析

2．8 苗期耐盐QTLs的互作分析

3 讨论

3．1 苗期耐盐QTLs的定位

3．2 苗期耐盐QTLs基因组同位分析

3．3 苗期耐盐QTLs遗传及互作效应

第四章 番茄苗期耐盐主效QTLStq7b的精细定位

第一节 CAPS遗传标记反应体系的优化

1 材料与方法

2 结果与分析

3 讨论

第二节 苗期耐盐主效QTL的CAPS标记的建立

1 材料与方法

2 结果与分析

3 讨论

第三节 与苗期耐盐QTLStq7b紧密连锁特异分子标记的获得

1 材料与方法

2 结果与分析

3 讨论

第四节 番茄苗期耐盐主效QTLStq7b的精细定位

1 材料与方法

2 结果与分析

3 讨论

第五节 Stq7b位点内候选基因的预测分析

1 材料与方法

2 结果与分析

3 讨论

第五章 耐盐渐渗系及品系的田间筛选

1 材料与方法

1．1 材料

1．2 方法

2 结果与分析

2．1 渐渗系耐盐种质资源的筛选与分析

2．2 耐盐品系品比试验

3 讨论

全文讨论

1．芽期、苗期耐盐QTLs的定位

2．芽期、苗期耐盐QTLs的遗传效应及互作

3．苗期耐盐QTLs基因组同位分析

4．苗期耐盐主效QTLStq7b的精细定位

5．Stq7b位点内候选基因的预测分析

全文结论

1．番茄芽期耐盐QTLs的定位及其效应分析

2．番茄苗期耐盐QTLs的定位及其效应分析

3．番茄苗期耐盐主效QTLStq7b的精细定位

4．耐盐渐渗系及品系的田间筛选试验

全文创新之处

参考文献

附图

附表

发表论文

致谢