西葫芦农艺性状的遗传、遗传图谱的构建及遗传多样性的研究

摘要

本文选用西葫芦三个性状差异显著的自交系配制2个杂交组合,对其产量、熟性、果实性状和株型等主要农艺性状进行杂种优势、相关性及6个不同世代的遗传分析；利用RAPD技术构建了西葫芦的遗传图谱,并对国内外47份西葫芦种质进行了遗传多样性及亲缘关系分析。 1.杂种一代的杂种优势结果表明：西葫芦杂种一代在产量构成性状方面均有不同程度的杂种优势表现,两个熟性性状有负向超亲优势,杂种一代的株型得到了改善。在产量构成性状方面：西葫芦的杂种一代的单株产量、单株结果数均表现超中优势；2个组合的F1单果质量均表现超高亲优势,超高亲优势分别为7.71％和15.75％；在坐果率方面,2个组合目的均表现超亲优势,组合1的F1超中优势为14.98％,组合2的F1超中优势为17.70％。在产量构成性状方面表现出显著的杂种优势,说明F1具有高产的优势。在熟性性状方面：西葫芦的F1始花期和第一雌花节位均表现出负向超低亲优势,说明F1始花期提前,第一雌花节位降低,使得杂种一代具有早熟的优势。在果实构成性状方面：西葫芦的果实横径与果形指数均表现出杂种优势,西葫芦的果实整齐度均表现超高亲优势：以上说明杂种一代的果实性状得到改善,外观品质得到了提高。在株型构成性状方面：西葫芦的叶片数均减少,且低于低值亲本；在节间距方面,2个组合的F1节间距均表现负向超中优势,优势分别为-32.26％和-37.21％；以上结果说明西葫芦杂种一代的株型得到改善,株型表现得更紧凑。 2.相关性结果表明：主要产量性状之间及产量性状与熟性性状、果实性状和株型性状密切相关：熟性性状与果实性状及株型性状密切相关。如单株产量与单果质量、单株结果数、座果率性状呈正相关,单株产量与第一雌花节位、始花期、果实横径及果柄宽度的相关系数密切负相关：座果率与瓜柄长、果实长度及果形指数性状显著相关；第一雌花节位与始花期、瓜柄长度、果实长度、株高、叶片数及节间距的相关性达到显著水平。西葫芦果实性状之间及果实性状与株型性状密切相关；如：果形指数与果柄宽度相关性达到负的极显著水平,与果实长度、果实整齐度、株高、叶片数、节间距等达到正的显著或极显著水平；果实整齐度与株高、叶片数及节间距等性状密切负相关。株型性状之间关系密切,株高与节间距密切相关；叶片数于节间距密切负相关。 西葫芦产量主要构成性状、熟性性状、果实性状及株型性状之间关系密切,互相影响。 3.西葫芦主要农艺性状进行遗传分析。表明：果实颜色为质量性状,绿色对白色为显性；西葫芦单株产量符合D-2模型,即一对加性主基因+加性-显性多基因的遗传,遗传传效应以加性效应为主,主基因起决定作用；西葫芦的单果质量性状符合B-1模型,即加性-显性-上位性两对主基因模型,起主要作用的是显性效应与显性×显性互作效应,其次是加性效应；单株结果数符合D-2模型,由主基因与多基因共同控制,且组合1以加性效应为主,组合2除了加性效应之外,显性效应也起了重要的作用；西葫芦的座果率以加性效应为主；西葫芦的始花期性状符合加性B-1模型,组合1与组合2的显性效应估计值之和均为负值,使得杂种一代始花期性状呈现出负向超亲优势；西葫芦的始花期性状以加性效应和加性×显性上位性互作效应为主。在第一雌花节位方面的研究结果表明：组合1的第一雌花节位加性效应起主要作用,组合2的第一雌花节位加性效应与显性效应同时起作用； 2个组合的显性效应值均为负值,使得杂种一代第一雌花节位性状呈现负向超亲优势。西葫芦果实性状符合B-1模型或D-2模型,B-1模型由主基因控制,D-2模型由一对主基因和多基因共同控制,但多基因的遗传率较高。西葫芦的株高、叶片数和节间距遗传均为加性-显性-上位性两对主基因(B-1)遗传模型,西葫芦的株高性状均以加性效应为主,其次均为加性×加性上位性互作效应和显性效应：西葫芦的叶片数性状以加性和显性效应为主；组合1的节间距遗传效应以加性为主,兼有加×加上位性效应值,控制组合2节间距的主要是加性效应,兼有显性效应和显×显上位性。西葫芦的节间距基因显性效应值之和均为负值,使得杂种一代节间距缩短,表现负向超亲优势。 可见,在西葫芦多数性状中,显性效应为正值,是该性状超亲杂种优势形成的遗传基础：在某些性状遗传中,显性效应值为负值,使F1表现负向超亲优势如第一雌花节位、始花期、叶片数及节间距等,上位性普遍存在西葫芦的农艺性状中。 4.利用西葫芦蔓生/白皮自交系q-1和矮生/绿皮自交系23-4G杂交获得的93份F2:3个体,采用RAPD分子标记进行分析,建立了西葫芦的优化反应体系,并构建了包含20个连锁群,由589个标记组成的连锁图谱,覆盖基因组2060.9cM,平均图距3.50cM。 5.利用RAPD技术对国内外47份西葫芦种质进行了遗传多样性及亲缘关系分析。从520条随机引物中筛选出30条能产生稳定多态性的引物用于RAPD反应,共扩增出367条带,其中302条表现多态性,占总数的82.29％,遗传多样性高,种质资源丰富。聚类分析将47份西葫芦种质分为2大类。在第Ⅰ类群中,可将32份种质分为4个亚类。第Ⅱ类群分成5个亚类。47份材料的相似系数分布在0.63～0.89之间,西葫芦遗传距离较窄。从生长习性来看,矮生与半蔓生的亲缘关系最近；从皮色来看,白色与绿色亲缘关系最近,其次为黄色与绿色,亲缘关系最远的为白色与花皮。

目录

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第一章前言

1分离分析方法检测数量性状QTL的研究

1.1分离分析方法在豆类作物及花生上的应用

1.2分离分析方法在水稻上的研究进展

1.3分离分析方法在棉花上的研究进展

1.4分离分析方法在小麦和玉米上的研究进展

1.5分离分析方法在油菜上的研究进展

1.6分离分析方法在蔬菜作物上的应用

2国内外葫芦科蔬菜的分子标记研究进展

2.1黄瓜分子研究进展

2.2甜瓜分子标记研究进展

2.3西瓜分子标记研究进展

2.4南瓜的分子标记研究

3研究的目的与意义

第二章西葫芦农艺性状的研究

1材料与方法

1.1试验材料

1.2试验方法

1.3记载项目及测量方法

1.4数据处理及运算

2结果与分析

2.1西葫芦农艺性状的杂种优势分析

2.2西葫芦农艺性状间的相关分析

2.3西葫芦农艺性状遗传模型的建立

3讨论

3.1西葫芦性状杂种优势及相关性表现

3.2西葫芦杂种优势形成的遗传基础及遗传效应分析

第三章西葫芦遗传图谱的构建

1试验材料与方法

1.1试验材料

1.2试验方法

1.3 PCR优化体系

1.4 PCR扩增程序

1.5琼脂糖凝胶电泳

1.6数据统计及连锁分析

2结果与分析

2.1引物浓度对PCR扩增的影响

2.2 dNTP浓度梯度对PCR扩增的影响

2.3 Mg2+浓度梯度对PCR扩增的影响

2.4TaqDNA聚合酶用量对PCR扩增的影响

2.5西葫芦RAPD最佳反应体系

2.6稳定性检验

2.7 RAPD标记多态性

2.8 RAPD连锁图谱的构建

3讨论

3.1亲本的选配

3.2分离群体的选择

3.3西葫芦RAPD反应体系的优化

3.4关于偏分离现象

3.5关于西葫芦遗传图谱的构建

第四章西葫芦种质资源遗传多样性的RAPD分析

1材料与方法

1.1试验时间、地点

1.2试验材料

1.3试剂及主要仪器

1.4试验方法

2结果与分析

2.1引物筛选

2.2扩增产物的多态性分析

2.3亲缘关系分析

2.4聚类分析

3讨论

第五章结论

参考文献

附录

致谢

在校期间发表的文章