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葫芦科包含西瓜、甜瓜、黄瓜和南瓜等重要的水果和蔬菜作物,是仅次于禾本科、豆科和茄科的第四大科。其经济价值巨大,但常规遗传育种周期长、费时费力、效率低。另外,葫芦科作物基因资源缺乏,遗传多态性相对较小,在一定程度上也制约了遗传育种的发展。因此,在瓜类作物中开展单倍体与分子标记辅助育种研究显得尤为重要。为此,本研究展开西瓜离体雌核发育诱导单倍体与甜瓜SSR标记图谱构建研究,其结果如下:
1.以西瓜杂交组合P1/P2为材料,展开未授粉胚珠离体培养研究。结果获得了4个胚,其中一个没有再生能力,其它3个胚R1、R2和R3诱导出再生植株。每个胚的再生植株随机各取5株,利用流式细胞仪鉴定其倍性,利用3个在亲本间具有多态性的SSR引物SSR58、SSR106和SSR125扩增观察带型。结果R2胚的再生植株为单倍体,其SSR引物的扩增带型与亲本之一的一致。R1和R3胚的再生植株可能为双单倍体,有的SSR引物扩增的带型与亲本之一的一致;有的SSR引物扩增的带型与F1的一致,其原因可能是发生不等交换形成2n配子。
2.利用甜瓜亲本4G21×3A832的75株F2为群体,用165对在亲本间有多态性的SSR标记进行作图,对165对多态性SSR标记进行χ2检测分析,发现有32个标记位点表现为偏分离(p<0.05),占总标记位点数的19.39%。在所有偏分离标记中,23个标记达到极显著水平,占偏分离标记的71.88%。在32个偏分离标记位点中有8个标记位点偏向母本4G21,占偏分离标记位点数的25%,18个标记位点偏向父本3A832,占偏分离标记位点数的56.25%,6个标记位点偏向杂合体,占偏分离标记位点数的18.75%。
构建了一张由17个连锁群组成,包含144个SSR标记的甜瓜分子遗传图谱。图谱总图距为970.236 cM,标记间的平均距离为6.738 cM。17个连锁群长度17.949~111.826 cM,标记位点数2~19个,平均标记间距4.363~39.363 cM。标记位点数最多的为LG1连锁群,包括19个SSR标记;标记位点数最少的为LG2,LG14,LG17连锁群,只有2个SSR标记。平均标记间距最大的连锁群为LG14,间距达39.363 cM。平均标记间距最小的连锁群为LG1,间距为4.363 cM。两个标记间隔最大为39.363 cM,位于LG14连锁群上的SSR543与SSR717。
在32个偏分离的SSR标记位点中,22个偏分离标记定位于图谱,分布于10个连锁群上。偏分离标记分别分布在LG1,LG3,LG5,LG7,LG9,LG10,LG11,LG12,LG16和LG17连锁群上,分别有4,3,1,5,1,3,1,2,1,1个SSR标记,占偏分离标记数的70.97%。另外有10个偏分离标记未能定位到图谱上。检测到1个SDR,位于LG7连锁群上。
3.以4G21/3A832杂交组合的174个F2单株,P1、P2、F1为材料,分析了抗源4G21携带的蔓枯病抗性基因的遗传规律,结果表明抗性由一对不完全显性抗病基因控制。同时,对抗源4G21携带的与蔓枯病抗性基因Sb-x连锁的3个SSR标记CMCT123、CSCT335、CMTCN41进行定位,3个标记与Sb-x的遗传距离分别为3.903 cM、19.740 cM、27.043 cM。