黄瓜抗白粉病染色体片段导入系的鉴定及候选基因预测

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黄瓜白粉病是黄瓜(Cucumis sativus L.)生产上的三大病害之一,发病严重时不但降低植株的光合效能,同时影响植株产量和果实品质,因此白粉病抗性育种研究已经成为黄瓜育种的主要目标之一。本实验室前期通过田间自然发病鉴定和人工接种白粉病菌鉴定,筛选获得了黄瓜高抗白粉病自交系JIN5-508(长蔓,DI=0)和易感自交系D8(短蔓,DI:38左右)。利用JIN5-508与D8为亲本杂交,以D8作为轮回亲本进行连续12代回交,而后自交获得了17个以D8为遗传背景但抗白粉病的染色体片段导入系。本研究旨在通过对上述17个染色体片段导入系进行病情指数和株高的鉴定,结合SSR分子标记对黄瓜片段导入系进行鉴定,在此基础上得到抗病导入片段特征,预测基因以进行抗白粉病功能验证。同时,以片段导入系与D8作为亲本构建次级F2群体可以对黄瓜抗白粉病基因进行精细定位,将为黄瓜抗白粉病候选基因克隆及创新种质、选育抗白粉病品种奠定重要基础。主要研究结果如下:1.对导入系及亲本进行表型特征鉴定。导入系的株高较蔓生亲本JIN5-508均明显矮化,与矮生亲本D8的株高相近或差异不显著甚至矮于D8。即在与D8多次回交的过程中,矮生性这一特异性状的遗传背景基本趋于轮回亲本,片段导入系与D8的差异主要在于对白粉病抗性的差异。不同导入系对白粉病抗性存在一定差异,有64.71%的品系病情指数低于D8(5%显著水平)。2.利用324对平均分布于黄瓜7条染色体上的SSR引物对导入系进行鉴定,有74对SSR引物在亲本间呈现多态性,占22.8%。鉴定得到7个黄瓜抗白粉病导入片段,分别位于Chr.129.3cM~30.0cM(0.7cM)和41.3cM~43.3cM(2.0cM)、Chr.20.0cM~3.9cM(3.9cM)、 Chr.354.0cM~55.9cM (1.9cM)和77.1cM~78.2cM (1.1cM)、Chr.434.4cM~35.lcM (0.7cM)和Chr.61.8cM~3.2cM (1.4cM)处,出现的频率分别为61.9%、11.1%、14.3%、33.3%、65.1%、7.9%和11.1%。在63株表型为抗白粉病的单株中,单片段、双片段、三片段和四片段导入系分别为13、31、16和3株,分别占20.6%、49.2%、25.4%和4.8%。3.对目标片段Chr.129.3cM~30.0cM (0.7cM)和Chr.377.1cM~78.2cM (1.1cM)区域进行抗白粉病候选基因预测。0.7cM片段的物理距离为96.3kb,预测到15个候选基因,与抗病相关的为4个:1.1cM片段的物理距离为290.6kb,预测到50个候选基因,与抗病相关的基因为8个。
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