薄皮甜瓜(Cucumis melo L.var.chinensis Pangalo)果皮花斑的遗传分析及基因定位

摘要

甜瓜（Cucumis meloL.），属葫芦科甜瓜属(2n=2x=24)，是一年生的蔓性草本植物，我国甜瓜的播种面积居世界第一。薄皮甜瓜是中国特色品种，因为具有较好的经济效益，种植的面积逐年增长。本试验以薄皮甜瓜（Cucumis melo L.var.chinensis Pangalo）材料IM16559（P1，无斑）、IM16553（P2，有斑）及其配制的F1（正交）、F'1（反交）、F2群体、BC1P1群体和BC1P2群体为材料，将六世代群体田间调查结果和F2群体有斑、无斑DNA混池测序结果相结合，得到薄皮甜瓜果皮花斑基因的初步候选区间。又扩大群体，通过重组单株的筛选和分子标记的加密进一步缩小区间，挖掘与基因连锁的分子标记并进行候选区间的分析。本试验的研究结果如下:　　1.薄皮甜瓜果皮花斑的遗传分析　　田间调查发现，P2、F1（正交）、F'1（反交）、BC1P2群体均有斑，P1均无斑。SAS软件统计分析得F2群体有斑单株、无斑单株的数目比符合3∶1的分离比，同时BC1P1群体的有斑单株、无斑单株的数目比符合1∶1的分离比，因而认为本试验中薄皮甜瓜果皮花斑性状是由单基因控制的质量性状，有斑对无斑为显性，该基因被命名为CmSp-1。　　2.CmSp-1基因的精细定位　　通过混池测序获得了CmSp-1基因的2个候选区间，分别位于2号染色体末端22，160，000-22，180，000bp和22，260，000-26，180，000bp，总长度为3.94Mb。根据混池测序的数据分析结果在初定位区间内设计InDel标记引物，利用BSA法筛选出22对引物用于定位。挑选其中多态性好的13对引物，最终将CmSp-1基因定位到I734-2和I757之间，两标记距基因的遗传距离分别为1.8cM和0.4cM，区间的物理距离为280.87kb。距离基因最近的标记为I757，该标记在107份与试验亲本无血缘关系的材料中对果皮花斑性状验证的正确率为84.11％。　　3.候选区间内基因的分析　　根据甜瓜基因组（v3.5.1版本）注释信息，发现候选区间内共有基因31个。通过对混池测序结果的分析寻找有斑混池与无斑混池、有斑亲本与无斑亲本在定位区间内共有的的InDel和SNP位点及非同义突变基因。考虑到本试验中的有斑亲本表现出深绿色斑点性状，推测相关控制基因可能与叶绿素、叶绿体有关。根据以上原因，在该区间内预测了4个候选基因:MELO3C017086、MELO3C017096、MELO3C026287和MELO3C026292。

目录

声明

摘要

英文缩略表

第一章 引言

1．1 薄皮甜瓜简介

1．2 园艺作物花斑的遗传分析和基因研究

1．2．1 园艺作物花斑

1．2．2 甜瓜果皮花斑的遗传分析和基因研究

1．2．3 西瓜果皮条纹的遗传分析和基因研究

1．2．4 南瓜果皮斑纹的遗传分析和基因研究

1．2．5 其他园艺作物花斑的遗传分析和基因研究

1．3 BSA法与DNA分子标记技术

1．3．1 BSA法

1．3．2 DNA分子标记技术

1．3．3 BSA结合分子标记技术在园艺作物中的应用

1．4 基因测序技术及其在园艺作物中的应用

1．4．1 基因测序技术

1．4．2 混池测序技术

1．4．3 测序技术在园艺作物中的应用

1．5 葫芦科作物其它果皮相关性状的遗传分析和基因研究

1．5．1 甜瓜其它果皮相关性状的遗传分析和基因研究

1．5．2 黄瓜其它果皮相关性状的遗传分析和基因研究

1．5．3 西瓜其它果皮相关性状的遗传分析和基因研究

1．5．4 南瓜其它果皮相关性状的遗传分析和基因研究

1．5．5 丝瓜、节瓜及苦瓜其它果皮相关性状的遗传分析和基因研究

1．6 研究目的与意义

1．7 研究内容

1．8 研究技术路线

第二章 薄皮甜瓜果皮花斑的遗传分析

2．1 材料与方法

2．1．1 试验材料

2．1．2 试验方法

2．2 试验结果

2．2．1 六世代群体表型及分析

2．3 小结

2．4 讨论

第三章 薄皮甜瓜果皮花斑基因GmSp-1的初定位

3．1 材料与方法

3．1．1 试验材料

3．1．2 试验方法

3．2 试验结果

3．2．1 测序样品的质控

3．2．2 测序数据的质控

3．2．3 测序数据

3．2．5 InDel分析

3．2．6 SNP与InDel联合分析

3．3 小结

3．4 讨论

第四章 薄皮甜瓜果皮花斑基因CmSp-1的精细定位

4．1 材料与方法

4．1．1 试验材料

4．1．2 试验方法

4．2 试验结果

4．2．1 引物的筛选

4．2．2 GmSp-1基因的精细定位

4．2．3 定位区间的分析及候选基因的预测

4．2．4 I757的验证

4．3 小结

4．4 讨论

第五章 全文结论

参考文献

附录

致谢

作者简历