黄瓜侧枝相关性状的QTL定位分析和nlb基因的初步定位

摘要

侧枝是植物形态结构的重要组成部分,也是影响作物产量的重要因素。黄瓜的侧枝不仅通过影响结瓜的数目来直接影响产量,同时也会通过影响栽培密度和营养分配状况等因素来间接影响黄瓜的产量。
　　 黄瓜在分子生物学研究方面较为落后,对于侧枝这类重要的农艺性状的研究相对较少。本研究主要是围绕着黄瓜侧枝的相关性状来进行的,主要从以下几个方面进行了研究:
　　 1、利用侧枝长势较弱、萌发较早的华北类型品系S94和侧枝长势较强、萌发较晚的欧洲类型品系S06构建的224个F6:7家系进行黄瓜侧枝相关性状的研究。利用已构建的重组自交系群体遗传图谱,使用软件WinQTLCart2.5进行复合区间定位。在2006年秋和2007年春两季,共检测到四个侧枝相关性状(侧枝均长LBAL、侧枝总长LBTL、侧枝数目LBN和第一侧枝节位FLBN)的36个QTL,单个QTL的贡献率在3.1％(lbtl2.1,春季)-32.3％(lbn2.3,春季)之间。结果显示:四个不同性状的11个QTL(lball.1,lbtll.1,lbnl.2,flbnl.2等)在两季中都聚集在第1连锁群e23m18d-ME23EM6c之间(7.4cM),并且在第2连锁群的S94A1-ME4SA4a之间(13.9cM)也检测到了四个不同性状的15个QTL(lbal2.1,lbtl2.1,lbn2.1和flbn2.1等)。两季共有21个QTL贡献率超过10％,其中lbn2.3的贡献率(春季32.3％,LOD=18.4)为最大,lbtll.3(秋季26.2％,LOD=17.4；春季26.9％,LOD=17.9)在两季的位置和贡献率都稳定。这些基因座为将来进行QTL精细定位提供了参考,同时利用其紧密连锁(<10cM)的特异标记(CMBR40,F,CS30,S94A1,CSWTA11B)可进行黄瓜侧枝性状的分子标记辅助育种。
　　 2、本实验室在田间发现无侧枝表型的黄瓜品系S61。通过田间性状、形态解剖学和生理学实验,发现该黄瓜品系的无侧枝表型是由于侧生分生组织全部向花芽方向发育所造成的。当温度提高至30℃或光照时间提高至16h时,该品系能出现花序逆转的现象。形态解剖学结果显示:S61和有侧枝黄瓜品系在叶腋部位原基形成的早期阶段,原基是同质的,由遗传和环境共同决定将来的分化方向,遗传起主要作用,环境起重要作用,在这一时期内改变外界条件,可导致原基分化方向的改变。由此推测,S61是在调控侧生分生组织向侧芽方向发育的过程中发生了变异,从而造成无侧枝的表型。
　　 3、将黄瓜无侧枝品系S61分别与多个有侧枝的黄瓜品系进行杂交,然后分别进行自交或回交。在所获得的6个不同的分离群体中,发现S61和有侧枝品系S06杂交组合后代的分离群体中,侧枝表型(有侧枝:无侧枝)的分离情况符合由一对显/隐性基因控制的分离比率(F26106为3:1,BC16106为1:1)。将此基因命名为nlb(non-lateral-branch),并利用该组合的分离群体和分离群体分组混合分析法(BSA)对该基因进行初步的基因定位。最终在同一侧发现两个与nlb基因的遗传距离为28.8cM的SSR标记-CMBR40和CMBR97,以及一个遗传距离为25.2cM的SRAP标记-me5em3。随后将其与用重组自交系构建的遗传连锁图谱进行整合,将此n/b基因定位至遗传图谱的第一连锁群上。

目录

文摘

英文文摘

上海交通大学学位论文答辩决议书

缩略语表

第一章 前言

1 植物的分枝

2 植物分枝发育调控机理的研究

2.1 研究的方法

2.2 植物侧枝发育调控的研究进展

3 植物的分枝在农业生产中的意义及应用

4 黄瓜生产中对侧枝的要求

4.1 我国黄瓜生产现状

4.2 生产中对黄瓜侧枝(株型)的要求

5 黄瓜分子生物学的研究现状

5.1 黄瓜遗传图谱

5.2 黄瓜的基因定位

5.3 黄瓜的分子育种

6 本实验的目的意义

第二章 利用重组自交系群体对黄瓜侧枝相关性状进行QTL定位分析

1 材料和方法

1.1 重组自交系群体的构建

1.2 图谱的构建

1.3 田间试验设计

1.4 性状调查

1.5 QTL分析

2 结果与分析

2.1 遗传图谱的构建

2.2 侧枝相关性状的表型分析

2.3 侧枝相关性状的QTL定位

3 讨论

第三章 黄瓜无侧枝品系S61的形态解剖学观察及其无侧枝成因分析

1 材料与方法

1.1 植物材料

1.2 温室栽培的黄瓜侧枝发生情况调查

1.3 温度光周期对黄瓜去顶苗植株侧枝发生的影响

1.4 形态解剖学观察

2 结果与分析

2.1 田间不同品系侧枝萌发情况

2.2 温度和光周期对不同黄瓜品系侧枝萌发的影响

2.3 形态学和解剖学观察

3 讨论

第四章 黄瓜nlb基因的遗传分析和初步定位

1 材料与方法

1.1 植物材料

1.2 引物来源

1.3 药品试剂以及溶液配方

1.4 方法

2 结果与分析

2.1 不同材料的田间侧枝性状与遗传分析

2.2 nlb基因的初定位

3 讨论

第五章 全文结论与后续工作展望

参考文献

致谢

附录

作者攻读博士学位期间撰写和发表的论文以及专利申请