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黄瓜重要性状的QTL定位与分析

李效尊  
【摘要】: 黄瓜(Cucumis sativus L. 2n = 2x = 14)是世界上十大蔬菜作物之一,为满足人类的蔬菜需求发挥着重要作用。我国黄瓜种植面积和总产量居世界第一,但我国黄瓜的单位面积产量和出口量却低于许多国家。造成这种反差的关键性原因之一是多元化、高品质的黄瓜品种,特别是适合保护地栽培的黄瓜品种相对缺乏。分子辅助选择可以缩短育种周期,提高育种效率,对数量性状的选择较表型选择更加有效。加速我国黄瓜的分子标记技术和QTL定位研究,为黄瓜分子辅助育种奠定基础是我国黄瓜育种工作者的当务之急。 本研究以华北类型黄瓜自交系S94和欧洲温室型自交系S06为亲本材料,利用它们的F2群体,采用SRAP、RAPD、ISSR及包括自己开发在内各种来源的SSR和SCAR标记,成功构建了一张黄瓜分子标记遗传图谱。该图谱包括7个连锁群,与黄瓜的染色体对数能对应起来。图谱中共含有210个标记,图谱总长度为1101.7 cM,总平均间距是5.2 cM,各连锁群平均间距是4.7-6.4 cM。该图谱的各种参数均达到或超过了前人构建的黄瓜分子图谱的水平。 不同图谱间的比对和整合可以实现信息共享,便于全面了解数量性状的遗传背景,从而大大提高单个图谱的价值。本研究通过利用各种来源包括自己开发的SCAR和SSR标记,最终在图谱上定位了36个固定标记(SCAR和SSR)。在这些固定标记的基础上,通过与Wisconsin大学Staub研究小组交流,实现了本研究构建的图谱与Staub研究小组Fazio等构建的图谱之间的初步对应。目前, 7条连锁群中已经有5条能彼此对应起来,为下一步黄瓜图谱间的整合奠定了基础。 结合我国黄瓜的育种要求和趋势,利用F2群体和两季F3家系,在温室栽培条件下对瓜长、瓜把长、瓜刺密度、侧枝、节间距等14个黄瓜果实或株型性状进行了QTL定位,其中瓜刺密度、瓜把长和瓜硬度等重要品质性状的QTL分析是首次进行。在LOD≥3.0时,14个性状共检测到98个QTL,绝大多数性状都检测到了主效和稳定QTL,其中主效QTL(R2≥10%)43个,占43.9%,稳定QTL(至少在两个环境中被检测到)24个,占24.5%。 另外,在第1、2、3和4连锁群上均发现了QTL分布热点,这些QTL热点区段含有多个性状的主效且稳定QTL,如瓜刺密度QTL ftd2.1(平均贡献率为33%),侧枝QTL lbn2.2(平均贡献率为37.4%),这些区段是下一步进行QTL基因克隆的理想目标。 通过比较前人研究结果,本研究不仅检测到了与前人相同或相近的QTL位点,同时检测出了较多新的位点,为全面了解黄瓜数量性状遗传背景提供了新的信息,也为我国黄瓜分子辅助育种奠定了基础。


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