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瓠瓜类型砧木重组近交系(RIL)遗传作图群体耐湿涝表型性状分析

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  摘要:以耐湿涝瓠瓜类型砧木材料JZS与不耐湿涝瓠瓜材料T2002为亲本,利用单粒播种传代至F4代,构建包含101个家系的重组近交系(RIL)。对双亲和群体进行湿涝处理后,观测植株第1张真叶黄化破损情况,统计地下根数、不定根数以及子叶节以上/下不定根突起数等5个瓠瓜耐湿涝表型性状,用SPSS软件分析表型性状在双亲和群体中的差异显著性。结果表明,合并子叶以上不定根数和子叶以下不定根数2个性状为不定根突起1个性状后,4个耐湿涝表型性状(第1张真叶黄化破损情况、地下根数、不定根数、不定根突起数)在双亲中差异显著;群体在不定根数和不定根突�c2个性状中表现超亲优势。地下根数、不定根数和不定根突起在群体中符合正态分布,第1张真叶黄化破损情况表现负偏态。最后对表型性状可能存在的遗传规律进行分析。
中国论文网 /1/view-11057361.htm
  关键词:瓠瓜;砧木;RIL;耐湿涝;表型性状
  中图分类号:S642.903文献标志码:A
  文章编号:1002-1302(2016)12-0220-02
  收稿日期:2015-11-02
  基金项目:浙江省宁波市自然科学基金(编号:2014A610199);浙江省宁波市瓜类砧木育种创新团队项目(编号:2014B81002)。
  作者简介:宋慧(1979―),女,甘肃兰州人,博士,副研究员,主要从事蔬菜分子辅助育种与生物工程研究。Tel:(0574)87923251;E-mail:975281674@qq.com。
  瓠瓜根系发达,富含耐湿涝基因[1],是瓜类嫁接栽培生产选育优良耐湿涝砧木的重要物种。筛选瓠瓜耐湿涝相关标记和基因,是利用分子手段加快瓠瓜耐湿涝育种进程的必要途径。前期通过文献检索和试验观察,发现瓠瓜耐湿涝特性与植株湿涝胁迫后不定根发生数量密切相关[2-3],并利用F2代群体筛选相关分子标记[4]。由于F2代群体存在杂合基因,显性标记无法识别显性纯合与杂合,导致基因信息简并,利用F2代只能获得控制数量性状的主效基因的相关标记[5],标记与目的基因遗传距离较远,影响分子辅助选育的效果。重组近交系(recombined inbred line,RIL)是数量性状QTL定位和遗传分析理想的遗传群体,具有很多优越性,已广泛应用于黄瓜[6]、甜瓜[7]等瓜类经济作物。本研究拟利用瓠瓜类型砧木RIL群体,进行耐湿涝表型性状分析,通过亲本和群体差异显著性分析和正态分布检测,初步判断表型性状可能存在的遗传规律,为后续瓠瓜耐湿涝QTL定位研究完成重要的前期工作。
  1材料与方法
  1.1瓠瓜类型砧木RIL遗传作图群体
  选择瓠瓜类型砧木耐湿涝材料JZS和不耐湿涝材料T2002为亲本,构建F1和F2代。通过单粒播种传代,构建了包含101个家系的RIL。
  1.2表型数据的收集与分析
  2015年秋季,在32孔穴盘中,播种JZS和T2002各20株,以及RIL的101个家系,每个家系播种4株。常规田间管理,待植株长至4叶1心时开始湿涝处理,具体方法参见文献[4]。处理20 d后统计表型数据,利用SPSS软件进行亲本及RIL群体表型差异显著性分析和RIL群体表型正态分布检测。
  1.2.1第1张真叶黄化破损情况根据第1张真叶黄化破损程度分级统计:0,完整,绿色;1,完整,1/3黄;2,完整,1/2黄;3,完整,3/4黄;4,完整,全黄;5,黄,1/3破损;6,黄,1/2破损;7,黄,3/4破损;8,烂;9,枯;10,凋零。
  1.2.2地下根数以植株根茎部为上界,统计植株地下根数目。
  1.2.3不定根数以植株根茎部为下界,统计长度大于 1 cm 的不定根数。
  1.2.4子叶节以上/下不定根突起数以植株根茎部为下[JP3]界,并以子叶节为界,分别统计长度小于 1 cm 的不定根突起数。
  2结果与分析
  2.1亲本与RIL群体表型性状差异显著性分析
  亲本表型性状差异显著性分析结果见表1。双亲植株第1张真叶黄化破损情况、地下根数和不定根数在005水平达到显著性差异。如果以子叶节为界线,分别统计子叶节以上和子叶节以下不定根突起,则2个表型性状在双亲中均表现差异不显著;但是合并子叶以上不定根数目和子叶以下不定根数目为不定根突起1个性状,则该性状在双亲中表现差异显著。因此,后续群体表型数据统计以双亲表现显著差异的不定根突起为准。JZS与T2002相比,在湿涝胁迫下, 第1张真叶黄化破损不严重,地下根生活力旺盛,不定根发生能力强(图1),表现出耐湿涝特性。
  对RIL群体的4个表型性状进行统计后(图2),与亲本比较,发现不定根数和不定根突起2个性状在湿涝胁迫条件下,RIL表现为超亲优势;RIL的第1张真叶黄化破损情况优于双亲,但不明显;地下根数则比双亲明显减少。这些数据表明,RIL群体在耐湿涝条件下,尽管叶片和根系性状发生分离,但不定根发生能力表现稳定的超亲优势。
  [TPSH22.tif]
  2.2RIL群体表型性状正态分布检测
  RIL群体第1张真叶黄化破损情况、地下根数、不定根数和不定根突起数4个耐湿涝表型性状正态分布检测结果见表2。结合偏度系数和峰度系数,判断各性状在群体中的正态分布情况,第1张真叶黄化破损情况表现负偏态,符合正态分布[CM(25]。由表型分布图和QQ正态概率图(图3)也可以明确,地[CM)]
  下根数、不定根数和不定根突起数基本围绕1条直线分布,只有个别最大值较为偏离,整体数据正态性好;第1张真叶黄化破损情况则表现偏态分布。RIL群体的地下根数、不定根数和不定根突起数3个耐湿涝表型性状符合正态分布规律,是典型的数量性状,可能由一些微效多基因控制。第1张真叶黄化破损情况表现负偏态分布,推测其可能受几个主要叶片衰老位点的控制,但这些位点的效应值可能有所不同。   3结论与讨论
  表型性状是基因层面的直观表现,通过对葫芦耐湿涝RIL群体及亲本表型性状的差异显著性分析和正态分布检测,明确亲本在湿涝胁迫下表现显著性差异的目的性状,为群体性状分析提供依据,减少工作盲目性;同�r,对这些性状可能存在的遗传规律进行初步分析,对后续分析QTL定位结果提供表型解释。
  [HS2][HT8.5H]参考文献:[HT8.SS]
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  [2]Aschi-Smiti S,Chaibi W,Brouquisse R,et al. Assessment of enzyme induction and aerenchyma formation as mechanisms for flooding tolerance in Trifolium subterraneum ‘Park’[J]. Annals of Botany,2003,91(2):195-204.
  [3]宋慧,张香琴,王毓洪. 葫芦耐湿涝性状鉴定时期确定与遗传规律分析[J]. 宁波农业科技,2014(3):11-13.
  [4]宋慧,张香琴,高旭,等. 瓠瓜耐湿涝相关根系性状遗传规律及分子标记筛选[J]. 华北农学报,2013,28(4):62-65.
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  [6]马政,薄凯亮,李蕾,等. 基于西双版纳黄瓜的遗传图谱构建及其重要农艺性状QTL定位分析[J]. 中国农业科学,2014,47(3):528-536.
  [7][ZK(]吕丽华. 甜瓜果肉胡萝卜素含量的遗传分析及QTL定位[D]. 北京:中国农业科学院,2012:40-45.

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