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《华南热带农业大学》 2003年
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DNA分子标记技术在甜瓜西瓜杂种优势利用和抗病育种中的应用

赵长增  
【摘要】: 利用杂种优势和选育抗病品种是当前甜瓜西瓜育种的两个最重要目标。 检测甜瓜西瓜杂交种(F_1)种子纯度目前采用种植检测方法(Grow-out test,GOT)。这种方法不仅周期长,占用土地,花费大量人力和物力,且易受自然灾害影响,常常造成检测失败,延误农时。应用DNA分子标记技术检测杂交种种子中是否出现源自亲本的特征谱带,从而对杂交种真实性进行判断,实现甜瓜西瓜杂交种纯度室内快速检测,具有十分重要的意义。 甜瓜和西瓜生产随时受到病害的威胁。种植抗病品种是解决病害问题的首选对策。在抗病育种中,由于对分离群体中抗病个体的筛选受植物病理学方面的条件和知识的限制,育种者往往难以单独完成选择任务。甚至有时因检疫限制或环境气候不适合发病等原因,使选择根本无法进行。应用DNA分子标记技术获得与抗病基因相连锁的分子标记,通过标记辅助选择(Markerassisted selection,MAS),使抗病筛选工作即使在病原物不存在的情况下也能进行,从而大大提高选择的效率,加速甜西瓜抗病育种的进程。 针对上述两个甜瓜西瓜育种目标,本项研究进行了如下两方面的试验:(Ⅰ)通过多项试验,建立起能够提高RAPD扩增稳定性的技术体系,使RAPD技术直接用于鉴定甜瓜西瓜杂交种纯度。同时将获得的RAPD标记转变成SCAR标记,用SCAR标记鉴定甜瓜西瓜杂交种纯度,提高分子标记方法鉴定杂交种纯度的准确性和稳定性;(Ⅱ)运用ISSR标记技术,采用分离群体分组分析法(BSA),进行与甜瓜抗白粉病基因相连锁的分子标记研究。主要研究结果如下: 1.用220个RAPD随机引物分别对5个甜瓜杂交种和3个西瓜杂交种的亲本进行扩增,以引物能扩增出3~5条清晰条带或强扩增带,且获得的特异条带必须为强扩增带,其片段大小在400~2000bp范围为标准,选择用于杂交种纯度检测的RAPD引物。经多轮扩增,共获得10个引物,能在4个甜瓜杂交种亲本中产生多态性,其中在杂交种1-31亲本中找到5个引物,1-36和绿 DNA分子标记技术在甜瓜西瓜杂种优势利用和抗病育种中的应用2 宝石中各2个,西域1号1个。随后在各个杂种(FI)中验证他们的特异性和 稳定性。只有1个引物***06为互补型引物,在杂交种卜36吓;)中能同时 扩增出源自父本6-3和母本K97各自的特征谱带,其余引物均为单一亲本型 扩增,仅能扩增出双亲之一的特征带。OPQg、OPN14、OPQ19、OPR13 $1] OPSll在杂交种 l-31中、OPR4和 OPV14在绿宝石中、OPS13在西域 1号中 能分别扩增出源自父本的特征带,而OPG12在1-36中、OPSll在1-31中能 分别扩增出源自母本的特征带。试验中其它的3个西瓜杂交组合和甜瓜杂交 种金凤凰的双亲间未筛选到有多态性的引物。 2.对已初选到的10个多态性引物再经多轮扩增进行复筛,MHD06。 OPQg、OPN14、OPM和 OPS13的扩增结果在本试验采用的RAPD扩增体系 中具有较好的重复性,于是,用这 5个引物分别在相应杂交组合的 100株杂 交种中进行纯度鉴定。MHD06对杂交种136纯度鉴定的杂交率为95.9%, OPQg和 OPN14对杂交种 l-31纯度鉴定的杂交率分别为 93.7%和 94.8%,与 田间鉴定结果98%很接近。可用于对少量种子的纯度鉴定。**M和OP引3 鉴定的杂交率与田间鉴定结果差距较大,有待进一步试验。 3.用引物***06对杂交种1-%和黄河蜜、白皮脆、芙蓉、白兰瓜、炮 台红、王金香、伊丽沙白等14个其他甜瓜品种同时进行RA PD扩增,杂交种 136的RAPD图谱与14个其他甜瓜品种有明显差异,很容易将它们区分开。 用 OPQg 扩增的结果与 MDI406) 目以。说明用引物 MHD06千 OPQg还能鉴定 出因田块间串粉等其他因素造成的假杂种。 4.成功地将RAPD标记转换成SCAR标记。通过PCR-Southern杂交证 实用引物MHD06在杂交种136中经RAPD扩增获得的特征条带确实源自亲 本。于是将***06在杂种厂%中扩增的特异片段、0N9和*PN14在杂种 13中扩增的特异片段、OPR4和 OPV在杂种绿宝石中扩增的特异片段分 别回收、克隆和测序后,根据核着酸序列各重新合成长20毛4碱基的SCAR 特异引物,在各甜瓜杂交种及其双亲中进行SCARPCR扩增。对6个RAPD 标记共设计合成8对SCAR特异引物,有2对SCAR引物SMD06-1/SMD06-2 和 SMD06-3/SMD06一二在杂交种 l-36(FI)及其父本中能够分别扩增出 I250bp和 900hp的条带,而母本中无此带。退火温度在 55-68aC范围内均表 中国热带农业科学院华南热带农业大学2003 E博士研究生毕业(学位)论文3 现特异扩增,具有很高的稳定性。这说明己成功地将RAPD标记转换成 SCAR标记。在14个其他甜瓜品种中的扩增也表现出较高的特异性。对100 株 1-36-(F;)单株用 SCAR标记引物 RMD06-1/SMD06一二检测纯度,杂交率 达98%,与田间鉴定结果完全相符。认为***R标记可作为室内甜瓜杂交种 纯度鉴定的可靠手段。 5.建立了能够明显提高RAPD扩增稳定性的技术体系。经对影响n PD 扩增稳定性的诸多因子分析认为,模板DNA质量、退火温度和循环程序是影 响RAPD扩增稳定性
【学位授予单位】:华南热带农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:S652;S651

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【引证文献】
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中国重要报纸全文数据库 前10条
1 海门市农业局 黄颂禹;大棚秋甜瓜轮作早春西瓜[N];江苏农业科技报;2009年
2 温婕 王民;新乐市西瓜甜瓜套种乐农家[N];石家庄日报;2010年
3 李梦远;丢掉“甜瓜”,找到“西瓜”[N];黑龙江经济报;2005年
4 ;西瓜、甜瓜新品种[N];山西科技报;2001年
5 记者 王爽;请专家品评优质西瓜甜瓜[N];济南日报;2010年
6 盐城市亭湖区作栽站 张骅 蔡浩勇 亭湖区盐东镇农业中心 曾明华 杨秀荣;棉田套种西瓜甜瓜[N];江苏农业科技报;2008年
7 记者 康灵芝;瓜既早熟又香甜[N];吐鲁番报(汉);2009年
8 记者 肖杨;阎良甜瓜亩收入创历史最高[N];陕西日报;2009年
9 通讯员 王凤起 郜玉华;牡丹区早春小甜瓜“长成”大产业[N];菏泽日报;2010年
10 刘江涛、范虎;甜瓜产业给乐亭农民带来8亿元经济效益[N];唐山劳动日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵长增;DNA分子标记技术在甜瓜西瓜杂种优势利用和抗病育种中的应用[D];华南热带农业大学;2003年
2 汤谧;‘风味甜瓜’系列果实高糖高酸品质形成的机理研究[D];华中农业大学;2010年
3 王贤磊;甜瓜遗传图谱的构建与抗病基因遗传分析[D];新疆大学;2011年
4 牛庆良;基于生理分析和生长模拟的甜瓜薄层基质生产系统构建[D];上海交通大学;2008年
5 黄志;丛枝菌根真菌对甜瓜抗旱性的生理效应及分子机制的研究[D];西北农林科技大学;2010年
6 于喜艳;甜瓜幼果cDNA文库的构建、酸性转化酶基因的克隆及遗传转化[D];山东农业大学;2003年
7 肖守华;西瓜、甜瓜遗传转化体系的建立及转基因植株的抗病性分析[D];山东农业大学;2006年
8 郭玉蓉;硅化物对甜瓜抗真菌病害的生理机理研究[D];甘肃农业大学;2003年
9 Jamal Nourain Ibrahim;[D];浙江大学;2005年
10 杨振超;日光温室内最佳风速指标与CFD模拟[D];西北农林科技大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 葛屹松;新疆甜瓜组培体系的优化及抗病转基因研究[D];新疆大学;2002年
2 温玲;甜瓜杂种优势早期预测指标的筛选[D];东北农业大学;2003年
3 宋晓涛;除草剂对甜瓜抗病性的诱导作用[D];东北农业大学;2000年
4 桑艳朋;膜下滴灌条件下甜瓜田间需水规律的研究[D];石河子大学;2005年
5 闻小霞;甜瓜果实蔗糖合成酶基因(SS)的克隆、表达分析及遗传转化[D];山东农业大学;2010年
6 刘万勃;RAPD和ISSR标记对甜瓜种质遗传多样性及杂种鉴定的研究[D];西南农业大学;2002年
7 马凌云;嘧菌酯对“银帝”甜瓜采前及采后主要病害的控制[D];甘肃农业大学;2004年
8 王霞霞;土壤干旱对不同生态型甜瓜(Cucumis melo L.)生理生化特性及生长发育的影响[D];甘肃农业大学;2004年
9 杨冬梅;芽孢杆菌B1对“银帝”甜瓜主要采后病害的控制[D];甘肃农业大学;2004年
10 种培芳;弱光胁迫对甜瓜(Cucumis melo L.)光合特性及生长发育的影响[D];甘肃农业大学;2003年
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