辣椒抗炭疽病QTL定位及分析

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由炭疽菌(Colletotrichum spp.)引起的炭疽病是辣椒(Capsicum spp.)的主要病害之一,主要危害果实,造成采收前后果实腐烂、减产和经济损失。培育抗病品种,是防治病害最经济、有效的方法,也是辣椒抗病育种的主要目标之一。本研究通过构建抗炭疽病的种间回交分离群体,构建了种间遗传连锁图谱,定位并分析了绿熟期和红熟期辣椒抗炭疽病的QTL,旨在为辣椒抗炭疽病育种和分子标记辅助选择(MAS)提供参考。主要研究内容和结果如下:(1)炭疽病抗性鉴定及遗传分析:通过形态学观察和rDNA-ITS区域测序鉴定,表明试验用炭疽菌为强致病力的尖孢炭疽菌(C. acutatum)。本试验选用高感尖孢炭疽菌自交系77013(C.annuum)为回交亲本,高抗尖孢炭疽菌品种PBC932(C. chinense)为父本组合交配,获得种间BC1群体。在绿熟期和红熟期,分别对双亲和F1进行离体果实微注射接种鉴定表明,PBC932高抗尖孢炭疽菌,F1的抗性介于双亲之间,接近抗病亲本(统计结果无显著差异),对炭疽病抗性表现为显性遗传。BC1群体抗性鉴定发现,绿熟期和红熟期的抗病株:感病株分别为44:130、27:101,χ2检验都符合孟德尔分离比1:3,显示两个时期的抗性均受两对互补显性基因的控制。绿熟期红熟期都抗病株(RR):绿熟期抗病红熟期感病株(RS):绿熟期感病红熟期抗病(SR):绿熟期红熟期都感病株(SS)为10:14:17:84,χ2检验不符合1:3:3:9,说明绿熟期和红熟期抗性不是独立遗传的,具有一定的相关性。同时,BC1群体的抗性鉴定结果呈连续分布,表明尖孢炭疽菌的抗性还受微效基因的影响。(2)多态性分子标记的筛选和连锁图的构建:在815对SSR引物、228对CAPS引物和1对InDel引物中,筛选到在双亲间具有多态性的引物分别为365、40、1对,多态性比率38.89%。选取186BC1单株为作图群体,在LOD≧3.0状态下,构建了1张由14个连锁群组成的种间遗传连锁图,包含350个SSR标记、35个CAPS标记和1个InDel。该图谱覆盖长度1310.2cM,连锁群上的标记数目为4~68,长度为21.8~137.4cM,平均标记间距离3.40cM。通过与已发表的辣椒遗传连锁图谱比较,把其中的13条连锁群与辣椒染色体进行了对应,P8染色体在该连锁图中缺失,表现为连锁群LG1中P1和P8染色体的标记的假连锁现象。(3)抗炭疽病QTL的定位与分析:在LOD阈值为2.0条件下,采用完备区间作图法,分别检测9个、3个与绿熟期、红熟期炭疽病抗性相关的QTLs,分布在辣椒P3、P5、P7、P10和P12五条染色体上。绿熟期抗性相关的3个主效QTLs AnRGO5(总体病斑直径)、AnRGT5(实际病斑直径)和AnRGD5(发病率),都被定位在P5染色体上的InDel和HpmsE116标记区间内,对表型变异的贡献率分别为62.38%、60.50%、33.17%。红熟期抗性的2个主效QTLs AnRRO5(总体病斑直径)、AnRRT5(实际病斑直径)QTL,与绿熟期抗性的主效QTL定位区间相同,对表型变异的贡献率分别为15.24%、15.90%。这5个主效QTLs对炭疽病抗性效应均来自抗病亲本PBC932。绿熟期和红熟期的主效抗性QTL被定位相同标记区间内,且都与InDel距离最近,这表明,PBC932在绿熟期和红熟期的抗性是由相同的基因或不同但紧密连锁的基因控制的,同时受微效基因的影响。本研究首次把抗炭疽病的主效基因定位在了P5号染色体上。本研究的结果为辣椒抗炭疽病育种和MAS提供了参考,可进一步挖掘P5染色体上主效QTL区域的基因信息,对抗辣椒炭疽病的主效基因进行精细定位和克隆。
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