發(fā)布時間：2018-01-08 07:10

  本文關(guān)鍵詞：黃瓜果實長度性狀QTL定位及候選基因篩選　出處：《南京農(nóng)業(yè)大學》2016年博士論文　論文類型：學位論文

  更多相關(guān)文章： 黃瓜 果實長度 QTL定位 SLAF-seq QTL-seq 候選基因

【摘要】：黃瓜(Cucumis sativus L.)是具有重要經(jīng)濟價值的蔬菜作物,在世界范圍內(nèi)廣泛栽培。果實的大小和形狀是黃瓜品質(zhì)評價、分類以及市場定級的主要參考指標,同時也是商業(yè)品質(zhì)育種的重要依據(jù)之一。黃瓜果實的大小和形狀受外在環(huán)境因素與內(nèi)在遺傳機制的影響,與果實長度、果實橫徑或果形指數(shù)有關(guān);研究表明黃瓜果實大小主要受到果實長度的影響。然而,控制黃瓜果實長度的分子機制尚不明確。近年來,隨著新一代測序技術(shù)與生物信息學的不斷發(fā)展,分子生物學與基因組學的研究方法也隨之改變;在數(shù)量性狀(QTL)定位方面,開發(fā)大量的SNP標記并應用于遺傳圖譜的構(gòu)建成為可能,而且在不構(gòu)建遺傳圖譜的情況下,也能快速識別控制作物數(shù)量性狀的主效QTLs。本研究利用果實大小和形狀差異較大的兩個自交系親本構(gòu)建分離群體,結(jié)合最新的SLAF-seq和QTL-seq技術(shù),對黃瓜子房長度、商品瓜長度和成熟瓜長度進行了系統(tǒng)的QTL定位研究,并篩選到與果實長度相關(guān)的候選基因,主要結(jié)果如下:1.黃瓜果實發(fā)育的生長指數(shù)統(tǒng)計與切片觀察利用自交系材料NC76,通過對開花前子房和授粉受精后黃瓜果實的果實長度和橫徑性狀數(shù)據(jù)的統(tǒng)計以及石蠟切片觀察,可將黃瓜果實發(fā)育大致分為三個階段;普通黃瓜一般具有三心室,三心室黃瓜的果形指數(shù)主要受果實長度影響,受果實橫徑影響較小;對子房長度、商品瓜長度和成熟瓜長度性狀數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn),三者具有較高的相關(guān)性,因此通過黃瓜子房長度可以預測商品瓜和成熟瓜的果實長度。2.黃瓜高密度遺傳圖譜構(gòu)建與商品瓜和成熟瓜果實長度QTL定位利用果實長度差異較大的自交系材料CC3和NC76為親本,雜交自交獲得148株F2群體,對親本及F2單株進行簡化基因組測序(SLAF測序),開發(fā)1800個SNP標記,并構(gòu)建了黃瓜首張高密度SNP遺傳圖譜,該圖譜總長度為890.79cM,標記的平均間距為0.5 cM。利用1800個SNP標記錨定了黃瓜基因組183個scaffolds,共計168.9 Mb,結(jié)合熒光原位雜交技術(shù)(FISH)發(fā)現(xiàn)了基因組scaffold000063_5和scaffold000063_1順序拼接錯誤。利用F3家系群體,對商品瓜和成熟瓜果實長度進行性狀統(tǒng)計(2013秋和2014春),并利用MapQTL和Rqtl兩種軟件對商品瓜長度和成熟瓜長度進行QTL定位分析。共計發(fā)現(xiàn)8個與商品瓜和成熟瓜長度相關(guān)的一致性QTLs,分布在1、3、4、6號染色體上。3.利用QTL-seq技術(shù)對子房長度的QTL分析通過單粒傳方式獲得F7重組自交系群體,利用RIL群體開花當天的子房長度性狀數(shù)據(jù),挑選極端長度的單株并進行混池測序,結(jié)合QTL-seq技術(shù),分別利用兩個親本重測序數(shù)據(jù)作為參考序列,計算SNP-index,發(fā)現(xiàn)了 6個與子房長度相關(guān)的QTLs。4.黃瓜果實長度候選基因篩選利用番茄和擬南芥中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的與果實大小相關(guān)的基因序列信息,通過BLAST比對分析,發(fā)現(xiàn)了黃瓜基因組中87個果實大小同源基因;根據(jù)對子房長度、商品瓜長度和成熟瓜長度的QTL定位分析結(jié)果,總結(jié)得出與黃瓜果實長度相關(guān)的主效一致性QTL位點FL3.2;有6個果實大小同源基因分布在FL3.2內(nèi),定量分析和基因功能注釋推測基因Csa3M812740.1是控制果實長度的候選基因。
[Abstract]:Cucumber (Cucumis sativus L.) is the important economic value of vegetable crops, widely cultivated in the world. The size and shape of cucumber fruit quality evaluation, index classification and grading of the market at the same time, and is one of the important bases of commercial quality breeding of cucumber fruit. The size and shape of the affected by the external environment and internal factors the genetic mechanism, and the fruit length, fruit diameter and fruit shape index of cucumber fruit size; research shows that mainly affected by the length of fruit. However, the molecular mechanisms that control the length of cucumber fruit is not clear. In recent years, with the continuous development of a new generation of sequencing technology and bioinformatics, molecular biology and research methods genomic changes in the number of characters; (QTL) positioning, construction can be developed and applied to a large number of SNP markers in genetic map, but not in structure The construction of genetic map case, also can quickly identify the main effect QTLs. control of crop traits based on fruit size and shape difference of two inbred lines to construct larger separation groups, combined with the latest SLAF-seq and QTL-seq technology, the cucumber ovary length, fruit length and fruit length of mature QTL positioning system, and screened for candidate genes associated with fruit length, the main results are as follows: the growth index statistics and slice observation using NC76 1. inbred lines of cucumber fruit development, based on the pre anthesis and ovary after pollination of cucumber fruit fruit length and diameter traits data statistics and paraffin section observation, the cucumber the fruit development can be divided into three stages; the ordinary cucumber generally has three ventricle, three ventricle of cucumber fruit shape index is mainly affected by fruit length, fruit diameter is less affected by the; The ovary length, fruit length and fruit maturity analysis length trait data found that three have high correlation, so the length of cucumber ovary can predict the fruit length of cucumber.2. to construct high density genetic map of melon and watermelon mature commodity and commodity melon and mature melon fruit length length of QTL positioning using different inbred lines materials CC3 and NC76 as parental strains, 148 strains of F2 hybrids were selfed to obtain groups of parents and F2 simplified plant genome sequencing (SLAF sequencing), developed 1800 SNP markers, and constructed the first cucumber SNP high density genetic map, the total length of the map was 890.79cM, the average distance between markers was 0.5 cM. by 1800 a SNP anchor marker of cucumber genome of 183 scaffolds, a total of 168.9 Mb, combined with fluorescence in situ hybridization (FISH) genomic scaffold000063_5 and scaffold000063_1 sequence splicing errors were found. F3 family groups, the character statistics of commodity melon and ripe melon fruit length (2013 autumn and spring 2014), and QTL analysis of fruit length and ripe melon length by MapQTL and Rqtl two software. A total of 8 commodities and found the melon and ripe melon length is related to the consistency of QTLs distribution in the 1,3,4,6 on chromosome.3. by using QTL-seq technology on the length of the QTL F7 analysis of recombinant inbred lines by single seed descent, flowering data length. The traits in the RIL population, extreme length and plant selection of mixed pool sequencing, combined with QTL-seq technology, using two parent resequencing data as a reference sequence, calculate SNP-index, found 6 related to the length of the ovary QTLs.4. candidate gene screening using the length of cucumber fruit and fruit size related gene sequence information has been found in tomato and arabidopsis, Through BLAST analysis, found the cucumber genome 87 homologous genes according to fruit size; ovary length, length and location of QTL fruit ripe melon length analysis results, summarize the related main effect of cucumber fruit length consistency QTL locus FL3.2; 6 fruit size distribution of homologous genes within the FL3.2. Quantitative analysis and gene annotation that Csa3M812740.1 gene is a candidate gene for controlling the length of fruit.

【學位授予單位】：南京農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S642.2

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本文編號：1396107