黃瓜重要抗病基因的分子標記研究及遺傳圖譜的構建.pdf

1、黃瓜是全球普遍栽培的主要蔬菜作物,其栽培面積在我國保護地蔬菜中居首位,對保證我國蔬菜周年均衡供應方面具有十分重要的作用.目前黃瓜的分子生物學研究基礎比較薄弱,這一方面給黃瓜分子遺傳的研究造成困難,另一方面也為我國在分子生物學的研究進入世界研究前沿帶來了機遇.因此,開展黃瓜的分子育種研究具有重要的理論和應用意義. 建立分子標記輔助育種技術系統(tǒng)并構建飽和通用的黃瓜遺傳圖譜是開展黃瓜分子育種研究的基礎.黃瓜的重要經濟性狀較多,其中抗病性尤為重

2、要,但抗病性的鑒定在技術上較為復雜,易受環(huán)境、菌種質量、操作水平等影響,特別是多種病害的同時鑒定,更有許多技術上的問題有待解決.因此,建立黃瓜抗病性分子標記輔助育種技術系統(tǒng)是首選研究課題.黃瓜分子遺傳圖譜構建的研究已經取得了重要進展,但是已構建的圖譜多數是以F<,2>為作圖群體的臨時圖譜,并且圖譜的飽和度均不高,采用的作圖群體和分子標記各異,缺乏通用性和實用性.因此,采用永久作圖群體構建飽和通用的黃瓜遺傳圖譜是當前需要解決的問題.

3、 本項研究從當前黃瓜分子生物學研究的現狀、育種的需求以及我們已有的工作基礎出發(fā),確定以建立黃瓜抗病性分子標記輔助育種系統(tǒng)為切入點,首先開展五種主要病害抗性基因連鎖分子標記研究;與此同時,以RIL,群體為材料構建黃瓜分子遺傳圖譜,逐步對重要性狀進行基因定位,并且開始篩選用于圖譜整合的SSR錨定標記,為最終通過圖譜整合策略,構建高密度、通用性和實用性強的黃瓜栽培種分子遺傳圖譜打好基礎. 本項研究取得如下主要結果: 1. 利

4、用黃瓜重組自交系群體和2個F<,2>分離群體,對五種主要病害的抗性遺傳規(guī)律進行了研究.結果表明:黃瓜抗病材料"秋棚"對小西葫蘆黃化花葉病毒(ZYMV-CH),番木瓜環(huán)斑病毒西瓜株系(PRSV-W)和西瓜花葉病毒(WMV)三種病毒的抗性分別由一對隱性基因控制,但也存在微效基因的修飾作用,同時,三種病毒病的抗性基因存在緊密連鎖關系;抗病材料"WIS2757"對枯萎病生理小種4的抗性由一對顯性基因控制,對白粉病的抗性符合一對隱性主基因s,一對

5、顯性加強基因R和一對抑制基因I控制的遺傳模式. 2. 利用上述材料,對五種主要病害的分子標記進行了較系統(tǒng)的研究,并建立了抗病毒病的分子標記輔助育種系統(tǒng). 1)獲得與ZYMV-CH抗性基因連鎖的AFLP標記E-ACG/M-CAG-182和E-ACG/M-CAG-180、SCAR標記SCAR3-109和SCAR4-134以及RAPD標記AUB-400、 R12-1300和AR1-1500,連鎖距離分別為5cM、10cM、10

6、cM、10cM、1cM、4cM和6cM. 2)獲得與WMV抗性基因連鎖的共顯性AFLP標記E-ACT/M-CTT-427、SCAR標記 PWMV-214和與WMV感病基因連鎖的RAPD標記OPQ15-400,連鎖距離分別為2cM、 2cM和9cM. 3)獲得與PRSV-W感病基因連鎖的RAPD標記AP7-1800,連鎖距離為3cM. 4)獲得與枯萎病抗性基因連鎖的AFLP標記P-GTG/M-CCA-310、SCAR

7、標記SCAR-282和RAPD標記OPD9-300,連鎖距離分別為7cM、7cM和14cM. 5)獲得與白.粉病抗性基因連鎖的共顯性SSR標記SSR97-200和SSR273-300,連鎖距離分別為5cM和13cM.獲得與白粉病感病基因連鎖的AFLP標記P63M51-384和SCAR標記PMSCAR-300,連鎖距離均為7cM. 6)應用上述連鎖標記,初步建立了抗病毒病的分子標記輔助育種系統(tǒng).利用單個分子標記進行輔助選擇

8、,三種病毒病分子標記檢測結果與表型鑒定的符合率為82﹪-90﹪利用兩側標記進行輔助選擇,符合率達到95﹪-100﹪. 3. 利用(秋棚×歐洲八號)的黃瓜重組自交系為作圖群體,構建了我國第一張黃瓜分子遺傳圖譜.圖譜由9個連鎖組群組成,包含AFLPs、SSRs、RAPDs、SCARs等238個標記,總長為727.5cM,標記平均間隔3.1eM.這是目前國內密度最大的黃瓜栽培種永久分子遺傳圖譜.由于作圖群體為世界上應用最廣的歐洲溫室生

9、態(tài)型和華北露地型黃瓜的雜交后代,該圖譜具有較好的代表性,可以作為基本圖譜與其他圖譜進行整合,構建高密度、代表性和通用性更好的黃瓜分子遺傳圖譜. 4. 黃瓜對ZYMV-CH、PRSV-W、WMV三種病毒的抗性基因被定位在上述遺傳圖譜的第二連鎖群上,并且簇聚在15cM的區(qū)間.其中,ZYMV-CH、PRSV-W、WMV三種抗性基因在遺傳圖譜上的同時定位是國內外首次報道. 5. 利用上述黃瓜重組自交系群體和2個F<'2>分離群體