黄瓜优异种质资源耐冷相关基因挖掘
黄瓜作为重要的喜温类蔬菜作物，在我国北方广泛栽培。然而，在冬春季生产中，低温冷害仍是制约黄瓜产量提高的重要因素，筛选耐低温材料，挖掘耐冷基因，培育耐低温品种，是黄瓜研究中的重要问题。在本研究中，利用前期系统比较的黄瓜耐冷性鉴定方法，对黄瓜优异种质进行苗期耐冷性鉴定评价，获得不同耐冷基因源;以不同耐冷级别的黄瓜种质为材料，根据前人已报道的耐冷基因及其他相关信息，从黄瓜基因组中筛选耐冷相关基因，分析其在不同耐冷基因源中的表达特性;以芽期耐冷性差异大的两份材料为亲本，构建RIL群体，并对其进行基因组重测序，构建高密度遗传连锁图谱，对芽期耐冷相关性状进行QTL定位分析。以上研究内容为进一步深入黄瓜耐冷相关基因奠定基础。本文主要研究结果如下: 1、在前期田间自然低温对核心种质进行耐冷性评价的基础上，筛选在抗病性等商品性状优良、耐冷性差异明显的优异种质21份，采用经系统比较的6℃苗期恒低温室内人工胁迫鉴定方法，以冷害指数和恢复指数为鉴定指标，对上述种质进行苗期耐冷性鉴定，同时采用隶属函数法进行综合评价。将21份种质的耐冷性分为强耐冷种质1份，耐冷种质2份，中等耐冷、不耐冷及冷敏感种质分别为5份、8份和5份，其中1份强耐冷种质来自我国辽宁省，冷害指数和恢复指数分别为17.0％和72.7％。 2、根据拟南芥及其他作物中已报道的耐冷基因并结合相关转录组信息，筛选出12个耐冷相关基因，并利用2份耐冷性差异明显的黄瓜材料，对12个耐冷相关基因进行表达分析，进一步确定5个差异表达基因，利用不同耐冷级别的5份材料研究5个基因在低温胁迫中的表达模式。结果显示，耐冷材料的Csa4M642460表达均上调且相对表达量较高，低温处理后期维持在较高水平，而在冷敏感材料中0-12h其相对表达量上调，后期相对表达水平不高。Csa1M423150呈现基本相同的变化趋势。推测上述基因可能与黄瓜优异种质耐冷性相关。 3、分别以FM1和JD7为耐冷亲本和低温敏感亲本，构建RIL群体。利用二代测序技术，对亲本及群体进行基因组重测序。RIL群体可用多态性SNP标记302710个，并最终得到1495个Bin标记进行连锁分析，构建了一张包含7个连锁群的遗传图谱，覆盖基因组全长855.563 cM，标记间平均遗传距离为0.6 cM。不同连锁群上的标记数目在146～292个之间，长度在91.267～143.201 cM之间。 4、本研究共检测到8个于芽期耐冷性相关的位点。以相对发芽率为鉴定指标时，找到4个QTL位点，位于4号和6号染色体上，表型贡献率分别为22.65％、13.91％、6.09％、5.63％;以相对胚根长度为鉴定指标时，找到2个位点，位于4号和7号染色体上，表型贡献率为12.73％、9.60％;以相对鲜重为鉴定指标时，找到2个位点，位于4号和7号染色体上，贡献率为6.99％、7.58％。其中，相对发芽率和相对胚根长度在4号染色体上有一个位点存在部分重合，相对胚根长度和相对鲜重在7号染色体上的位点存在部分重合。
黄瓜;种质资源;耐冷基因;全基因组重测序;基因挖掘;QTL定位
中国农业科学院
硕士
蔬菜学
沈镝
2017
中文
S642.2
64
2018-01-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）