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黄瓜霜霉病抗性遗传分析及相关QTL初步定位

丁欢欢  
【摘要】:黄瓜(Cucumis sativus L.)是我国蔬菜主要作物之一。由专性寄生菌Pseudoperonospora cubensis[(BerkeleyM.A.Curtis)Rostoyzev]引起的黄瓜霜霉病病害发生迅速,严重影响其产量和品质,是黄瓜生产过程中一种具有毁灭性的叶部病害。目前黄瓜霜霉病主要依靠化学农药进行防治,极易带来环境问题与安全问题,而抗病育种无疑是最有效的解决途径。黄瓜霜霉病抗性遗传规律研究和抗性基因的定位,对加快黄瓜抗霜霉病育种进程有重要意义。本研究以华北型黄瓜霜霉病抗病自交系HNAU0023和霜霉病感病自交系IL112为试料,通过自交、杂交、回交构建了P_1(IL112)、P_2(HNAU0023)、F_1、P_1BC_1F_1(B_1)、P_2BC_1F_1(B_2)、F_2等共6个世代材料,利用6世代联合分离分析软件(SEA-G6)对黄瓜霜霉病抗性进行遗传分析。在此基础上,以190株RILs(HNAU0023×IL112的F_6)群体为作图群体,从已发表的SSR引物序列中选取均匀分布于黄瓜基因组中的672对引物用于黄瓜遗传图谱构建;利用完备区间作图法对黄瓜霜霉病抗性QTL进行初步定位,研究结果如下:(1)通过对P_1、P_2、F_1、B_1、B_2、F_(2 )6世代群体进行3次田间自然接种鉴定,结果表明:F_1群体发病程度介于2亲本之间,趋向感病亲本;分离群体B_1、B_2、F_2在3次试验中峰度、偏度的绝对值小于1,属于正态分布。3次结果一致性高,表明本试验材料抗性遗传符合隐性基因控制的数量性状遗传。(2)应用数量性状“主基因+多基因”联合分离分析方法对6世代群体进行黄瓜霜霉病抗性遗传规律分析。结果表明:试验Ⅰ霜霉病抗性的遗传符合E-0模型(2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因),分离世代B_1、B_2、F_2的主基因遗传率分别为68.63%、76.36%、87.15%,多基因遗传率分别为0%、7.25%、0%,分离世代以主基因遗传为主。试验Ⅱ霜霉病抗性遗传符合E-1模型(2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因),分离世代B_1、B_2、F_2的主基因遗传率分别为68.49%、9.9%、69.01%,多基因遗传率分别为0%、54.68%、1.04%,B_2以多基因遗传为主,B_1、F_2世代以主基因遗传为主。试验Ⅲ霜霉病抗性遗传符合D-0模型(1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因),分离世代B_1、B_2、F_2的主基因遗传率分别为4.09%、2.9 3%、1.57%,多基因遗传率分别为35.02%、76.51%、83.84%,各分离世代以多基因遗传为主。除试验ⅢB_2世代外,3次试验中黄瓜霜霉病抗性受遗传因素影响大于受环境影响。尽管3次试验所符合的最佳遗传模型以及遗传参数有所差异,但都表明霜霉病抗性是由“2对(或1对)主基因+多基因”共同控制。(3)对672对SSR引物在亲本间进行遗传多态性筛选,存在多态性且条带清晰的共74对,多态率为11.01%。剔除1个偏分离严重的标记,其余73个SSR标记构建了一张包含7个连锁群的遗传连锁图谱。该图谱最长连锁群190.84 cM,最短连锁群51.22 cM,总长969 cM,平均遗传距离为13.27 cM。(4)采用完备区间作图法,检测到5个与黄瓜霜霉病抗性相关的QTL,分别位于第1(2个)、5(2个)、7(1个)号染色体上。其中dm5.1在3次试验中均被检测到,相对较稳定,位于UW083711与UW085350之间,贡献率为3.23-17.67%;试验Ⅱ、Ⅲ中检测到的dm1.1、dm5.2有较高的贡献率,分别可解释表型变异的27.31-27.54%、12.94-17.33%;dm1.2、dm7.1只在试验Ⅰ中被检测到,且贡献率较低。综上,dm1.1、dm5.1、dm5.2为本次试验的主效位点。


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