论文部分内容阅读
黄瓜(Cucumis sativus L.)是重要的蔬菜作物,也是研究植物性别表达的模式植物。黄瓜的性别表达受遗传和环境条件共同调控,乙烯是黄瓜的性激素。黄瓜三个主要的性别决定基因中,与单性花形成相关的M基因已被克隆,为乙烯生物合成关键基因ACC合酶基因Cs-ACS2。F基因控制纯雌性状,有研究报导另一个ACC合酶基因Cs-ACS1G可能就是F位点。由于缺乏有效的遗传转化体系,没有相关的功能互补验证实验证据,目前无法完全确定Cs-ACS1G基因就是F位点。本实验室搜集了3份表型由纯雌变为强雄的突变体材料,其中WI1983G(FFMMAA)与突变体△F、G06(FFMMAA)与突变体M06是近等基因系,强雄材料BC3P2-hm是从杂交组合100(P1,FFMMAA)×98-17精(P2,ffMMAA)的F1代中选取雌性强的单株进行连续回交,从BC3P2群体中分离出的强雄株。这些强雄突变体可用来研究F位点的遗传本质。目前国内的生产条件和消费习惯限制了纯雌黄瓜在育种上的应用。利用雌花率高的强雌性材料进行育种,提高生产品种的雌花率,是生产上有效可行的方法之一。实验室前期利用2112对SSR标记,对组合S-2-98(P1,强雌)与95(P2,雌雄同株)的F2和BC1P2群体的强雌性QTLs进行了初定位,将强雌性主效QTL定位在3号染色体上。为分离强雌主效QTL,已构建好高代回交群体BC6P2和BC7P2。本文利用上述相关实验材料,对F位点和强雌性主效QTL进行遗传分析,得出以下实验结论:1、突变体△F茎尖乙烯释放量降低,在茎尖中检测不到CS-ACS1/G基因的表达。 CS-ACS1G基因在3份突变体中均已被删除。突变体△F中乙烯释放量低、CS-ACS1/G基因不表达、CS-ACS1G基因被删除,与突变体强雄表型相符。对3份独立突变体的研究表明,F位点是由CS-ACS1/G的复制产生的。在BC3P2-hm的姐妹株系BC3P2-gy1和BC3P2-gy2中检测到多个Cs-ACS1G拷贝。Cs-ACS1G基因丰富的拷贝数变化表明F位点是黄瓜基因组中的一个重组活跃位点。2、利用分离群体组池法(BSA)、全基因组重测序和生物信息学分析相结合的方法预测强雌数量性状QTLs分布在黄瓜3号和6号染色体上,得出的结论和用2112对SSR标记在F2和和BC1P2群体中定位的结果基本相符;利用从BC7P2群体中筛选的3个主效QTL分离单株(强雌),将主效QTL定位在3号染色体上12.15M14.53M的区间内(2.38M);并从强雌主效QTL分离单株的BC8F2群体中筛选获得40株重组单株,可用于3号染色体主效QTL的精细定位工作。本文得出的关于F位点和强雌性主效QTL的实验结论,为进一步揭示黄瓜性别分化决定机制提供了重要信息。基因组上一个基因的拷贝数变化就可以影响黄瓜的性别表型,是一个非常重要的现象,值得深入研究。强雌性状主效QTL的定位,是利用分子标记辅助育种、促进强雌黄瓜在育种上的应用的基础,具有重要意义。