冬瓜高密度遗传图谱构建及果皮颜色QTL定位

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冬瓜(Benincasa hispida Cogn.),别称寒瓜、枕瓜,属于葫芦科冬瓜属一年生攀缘植物,具有丰富的营养价值和药用价值,是我国南菜北运,周年供应的特色蔬菜。冬瓜果皮颜色是重要的商品品质之一,鲜艳的果皮颜色能提高商品价值,满足人们对蔬菜品种更新换代的要求。而遗传图谱构建、QTL定位及候选基因预测等基础研究,可以深入了解冬瓜生物学功能,为定向分子辅助育种提供重要的理论指导与技术方法。本研究利用果皮墨绿色父本(kx-2)和果皮黄白色母本(yo-16)为材料构建F2作图群体,对冬瓜群体进行全基因组重测序,基于测序结果开发SNP标记并构建冬瓜高密度遗传图谱;将图谱与F2子代表型数据相结合完成QTL定位;最后利用参考基因组注释信息对定位区间内的基因进行注释并预测控制冬瓜果皮颜色的候选基因。本研究的主要结果如下:1.根据父本、母本和F1代果皮颜色以及叶绿素含量对比发现,冬瓜果皮墨绿色对黄白色不完全显性,F1果皮颜色为亲本的中间色-淡绿色;统计和分析F2子代的表型数据,发现F2群体果皮颜色表现为连续性变异,由此可推断出冬瓜果皮颜色性状属于数量性状遗传。2.利用全基因组重测序技术对241株F2群体以及父母本进行测序,开发了SNP标记并构建了冬瓜高密度遗传图谱,包含12条连锁群和5072个SNP标记,图谱长3140.35 c M,平均图距0.62 c M,是迄今为止分子标记数量最多且首次利用全基因组重测序技术的冬瓜遗传图谱。3.通过高密度遗传图谱与F2群体表型数据相结合,对冬瓜果皮颜色进行QTL定位。一共检测到两个QTLs位点,分别是Bpc.8.1和Bpc.8.2,位于第8条连锁群的84 c M-156.6 c M区间,表型贡献率分别为8.1%和6.53%,LOD值分别为3.02063和2.859935,推测Bpc.8.1可能是调控冬瓜墨绿色果皮的相关QTL位点。4.基于QTL定位结果,在候选区间发现20个基因,11个基因成功获得注释。其中,Bch8G004450注释结果与叶绿体外膜孔蛋白合成有关,Bch8G004050注释结果与细胞核基因编码的叶绿体构成蛋白质的合成有关。因此,推断Bch8G004450和Bch8G004050可能为控制冬瓜墨绿色果皮的候选基因。
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