黄瓜白粉病抗性遗传分析及相关QTL初步定位

摘要

黄瓜(Cucumis sativus L)是中国种植面积最大的蔬菜之一。瓜类白粉病(Powdery mildew，Sphaerotheca fuliginea)是一种广泛发生的世界性病害，温室及露地均可发生。黄瓜白粉病是黄瓜生产上的三大病害之一，发病时不但降低植株的光合效能，同时影响植株产量和果实品质。因此白粉病抗性育种研究已经成为黄瓜育种的主要目标之一。本研究对黄瓜白粉病抗性遗传规律进行了分析，并对相关QTL进行了初步定位，以期为黄瓜白粉病抗性育种提供指导。 本研究以高感白粉病黄瓜品种D8和高抗白粉病黄瓜品种JIN5为材料，运用植物数量性状遗传体系分析方法对黄瓜白粉病抗性进行了遗传分析；应用ISSR分子标记技术和BSA(混合群体分组分析法)法寻找与黄瓜自粉病抗性基因连锁的分子标记；利用分子标记对14个高代回交系进行了鉴定；采用ISSR和SRAP的分子标记方法构建黄瓜遗传连锁图谱，利用复合区间定位方法对白粉病抗性QTL进行了初步定位。主要研究结果如下： 1.以高感白粉病黄瓜品种D8和高抗白粉病黄瓜品种JIN5杂交并自交及回交所获得的6个世代(P1、P2、F1、BC1、BC2和F2)为材料，利用主基因+多基因混合遗传模型对黄瓜白粉病抗性进行遗传分析。结果表明，黄瓜白粉病抗性遗传模型适合E-1模型，即2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因混合遗传模型。其中第一对基因呈负向部分显性，第二对基因呈负向超显性，且第二对基因显性程度显著高于第一对基因。抗白粉病的主基因的遗传力在BC1、BC2和F23个世代分别为84.36％、80.08％和90.87％，其中以F2的主基因遗传力最高，BC2的主基因遗传力最低。多基因的遗传力BC1最低，其次为F2、BC2最高，分别为5.04％，6.25％，10.06％。BC1、BC2和F2世代的主基因遗传力都大于相应世代的多基因遗传力，所以黄瓜白粉病性状由主基因和多基因的共同作用决定，其中以主基因遗传为主。 2.以高感白粉病品种D8为母本和高抗白粉病品种JIN5为父本杂交得到F2(170株)群体以及经过六代回交得到抗白粉病的14个高代回交系为材料，采用ISSR分子标记和BSA(混合群体分组分析法)法筛选到与黄瓜白粉病抗性连锁的分子标记UBC809，根据引物设计原则，将UBC809成功转换成SCAR标记，定名为S2F+S2R。同时利用该标记对14个高代回交系进行了鉴定，确定97*92-2高代回交系与轮回亲本D8构成近等基因系，为黄瓜白粉病抗性育种的分子标记辅助选择提供了科学的依据。 3.应用ISSR和SRAP分子标记技术进行多态性筛选，以高感白粉病黄瓜品种D8和高抗白粉病黄瓜品种JIN5的188株F2单株作为作图群体，构建了含65个标记位点的遗传连锁图谱。整个图谱覆盖7个连锁群，全长831.6cM，标记平均间距为12.7cM，标记间最小遗传距离为4.8cM，最大遗传距离为22.3cM。采用复合区间定位分析，检测到控制黄瓜白粉病抗性的QTL位点2个，都位于第3连锁群上，贡献率为7.6％和13.5％。

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文献综述

1黄瓜白粉病抗性遗传研究进展

1.1黄瓜白粉病的病原菌及症状

1.2发病规律

1.3黄瓜白粉病抗性遗传研究

1.4其他瓜类白粉病抗性遗传研究

2分子标记技术的原理及在蔬菜遗传育种中的应用

2.1遗传标记

2.2分子标记技术在作物遗传育种中的应用

3作图群体的构建和黄瓜遗传图谱的研究进展

3.1作图群体的构建

3.2黄瓜遗传图谱的研究进展

4 QTL检测方法及研究进展

4.1 QTL的定位群体

4.2 QTL的检测方法

4.3黄瓜QTL研究进展

5研究目的和意义

第一章 黄瓜白粉病抗性遗传模型分析

1材料与方法

1.1实验材料

1.2实验方法

2结果与分析

2.1各世代白粉病抗性的次数分布

2.2黄瓜白粉病抗性的主基因+多基因遗传分析

3讨论

第二章利用ISSR分子标记辅助选择黄瓜白粉病抗性近等基因系

1材料与方法

1.1试验材料

1.2试验试剂

1.3试验方法

2结果与分析

2.1ISSR引物的筛选

2.2特异片段的序列测定及SCAR引物的设计

2.3 SCAR标记与抗白粉病基因的连锁分析

3讨论

第三章 黄瓜遗传图谱构建及白粉病抗性QTL定位

1材料与方法

1.1群体的构建及DNA的提取

1.2黄瓜白粉病接种鉴定(同第一章)

1.3 PCR反应及其电泳检测

1.4引物筛选

1.5数据的统计、收集、编码及连锁分析

1.6 QTL定位

2结果与分析

2.1黄瓜白粉病病情指数调查结果分析

2.2亲本间多态性标记的筛选

2.3.黄瓜遗传连锁图谱的构建及白粉病抗性QTL定位

3讨论

全文总结

参考文献

致 谢