基于表型性状及SSR、SNP标记的樱桃番茄种质资源遗传多样性分析

摘要

由于番茄育种过程中樱桃番茄优良性状的聚合及定向选择，其遗传背景越来越趋于狭窄，本研究首先利用Mi标记，通过L16(45)正交试验设计对樱桃番茄实用化PCR分子标记扩增反应体系进行优化;以收集到的54份樱桃番茄种质资源为供试材料，利用上述优化后的PCR体系与程序对供试的54份樱桃番茄进行抗病性分子鉴定，并分别对表型性状中的15个数量性状进行遗传变异分析及相关性分析，对遗传变异比较丰富的18个性状进行主成分分析，在此基础上开展54份樱桃番茄种质的综合评价和聚类分析;利用北京市农林科学院申请专利中的第一套SSR引物（24对），通过ABI3500毛细管电泳仪对54份樱桃番茄种质资源进行检测;利用374对SNP引物和KASP技术对54樱桃番茄种质资源进行基因型检测;利用表型性状结合SSR及SNP标记对其进行遗传多样性研究。研究结果表明:
　　1.樱桃番茄实用化PCR分子标记PCR最佳反应体系(20μL)为引物0.5μmol/L、Mg2+1.5mmol/L、dNTPs0.3mmol/L、DNA480ng、聚合酶1.0U Taq;最适退火温度56℃，最佳循环次数为33次;从中筛选出至少含有1种抗病基因的种质资源材料53份，可作为多抗品种选育材料。
　　2.分析表型性状发现15个数量性状之间遗传差异较大，不同性状间的相关关系复杂;16个质量性状检测到58个变异类型，表明54份樱桃番茄种质遗传多样性较为丰富。在变异类型较为丰富的18个性状中，前8个主成分累计贡献率达到80.6％。36号材料的D值最高，表明其综合性能最好。在欧式距离为0.93处，将54份樱桃番茄种质资源分为Ⅶ个类群，其中第Ⅰ类群材料果实包括24份材料，该类群材料果实表现较为优良，基本均为圆形果、单果重偏重、可溶性固形物基本都在7以上、2心室、粉果色为主，且抗两种或两种以上病害的材料有10份。
　　3.利用SSR标记共检测到73个等位基因，平均每个位点检测到3.042个，Shannon多样性指数平均为0.807，PIC值平均为0.412。利用种质资源间的遗传相似系数的差异，在遗传相似系数为0.67处将54份种质资源分为Ⅴ大类群，其中第Ⅰ、Ⅱ类群均包括2份材料，第Ⅲ类群包括12份材料，第Ⅳ类群有34份材料，第Ⅴ类群包括4份材料。群体结构分析将54份樱桃番茄种质资源大致划分为3个群体，PopⅠ类群包括21份材料，PopⅡ类群包括13份种质，PopⅢ类群包括20份材料。
　　4.从374对SNP引物中筛选出145对多态性较高的SNP引物，对54樱桃番茄进行基因型检测，共检测到422个等位基因，平均每个位点2.897个，多样性信息含量PIC变幅在0.260-0.375之间。在遗传距离为0.25时将54份樱桃番茄种质划分为Ⅴ大类群。第Ⅰ类群包括16份材料，第Ⅱ类群包括14份材料，第Ⅲ类群包括20份材料，第Ⅳ类群包括3份材料，第Ⅴ类群包括1份材料。基于SNP分子标记对54份樱桃番茄种质资源进行群体结构分析，将其划分为Ⅲ个群体，其中PopⅠ包括20份材料，PopⅡ包括21份材料，PopⅡ包括13份材料。
　　通过以上结果可明确各种质的综合特性，为未来樱桃番茄品种改良提供依据。

目录

声明

论文说明

摘要

缩略符号及中英文对照表

1．1樱桃番茄的概述

1．1．1樱桃番茄的营养价值

1．1．2樱桃番茄的发展史

1．2番茄种质资源收集及利用现状

1．2．1国外番茄种质资源的收集及利用

1．2．2国内番茄种质资源的收集及利用

1．3番茄种质资源遗传多样性研究

1．3．1表型性状的遗传多样性分析

1．3．2细胞学标记的遗传多样性分析

1．3．3生化标记的遗传多样性分析

1．3．4基于分子标记的遗传多样性分析

1．4本研究的目的意义及技术路线

1．4．1本研究的目的意义

1．4．2本研究技术路线

第二章樱桃番茄实用化PCR分子标记扩增体系与程序优化

2．1材料与方法

2．1．1试验材料

2．1．2试验方法

2．2结果与分析

2．2．1番茄DNA的提取质量检测

2．2．2番茄抗病基因分子标记PCR正交设计直观分析

2．2．3番茄抗病基因分子标记PCR正交试验设计的方差分析

2．2．4因素内各水平对番茄抗病基因分子标记PCR结果的影响

2．2．5番茄抗病基因分子标记PCR最适退火温度的筛选

2．2．6番茄抗病基因分子标记PCR循环次数的选择

2．2．7最佳反应体系的验证与抗病种质筛选

2．3小结

第三章基于表型性状及抗病标记的樱桃番茄种质资源遗传多样性分析

3．1材料与方法

3．1．1试验材料

3．1．2试验方法

3．2结果与分析

3．2．1数量性状变异分析

3．2．2表型性状遗传多样性分析

3．2．3聚类分析

3．3小结

第四章基于SSR标记对樱桃番茄遗传多样性分析

4．1．3试验方法

4．2结果与分析

4．2．1樱桃番茄基因组DNA的提取质量

4．2．2 SSR标记多态性分析

4．2．3基于SSR标记的樱桃番茄种质资源聚类分析

4．2．4基于SSR标记的樱桃番茄种质资源群体结构分析

4．3小结

第五章基于SNP标记的樱桃番茄种质资源遗传多样性分析

5．1．1试验材料

5．1．2试验方法

5．2结果与分析

5．2．1樱桃番茄基因组DNA的提取质量检测

5．2．2 KASP引物筛选及验证

5．2．3 SNP标记多态性分析

5．2．4樱桃番茄种质资源基于SNP标记聚类分析

5．2．5基于SNP标记的樱桃番茄种质资源群体结构分析

5．3小结

6．1．1番茄叶片DNA提取

6．1．2番茄抗病基因分子标记PCR体系优化

6．1．3基于表型性状分析种质资源遗传多样性

6．1．4基于毛细管电泳仪、SSR分子标记检测樱桃番茄遗传多样性

6．1．5基于SNP分子标记检测方法

6．1．6基于形态学、SSR和SNP标记的樱桃番茄遗传多样性比较

6．1．7基于SSR和SNP标记的樱桃番茄群体结构分析比较

6．1．8基于形态学、SSR和SNP标记的樱桃番茄遗传聚类比较

6．2结论

6．2．1樱桃番茄抗性基因实用化PCR标记反应体系与程序优化

6．2．2基于表型性状及抗病标记的樱桃番茄种质资源遗传多样性分析

6．1．3基于SSR标记对樱桃番茄种质资源遗传多样性的分析

6．1．4基于SNP标记对樱桃番茄种质资源遗传多样性的分析

参考文献

致谢

附表

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