瓠瓜類型砧木重組近交系（RIL）遺傳作圖群體耐濕澇表型性狀分析

宋慧 王毓洪 張香琴

摘要：以耐濕澇瓠瓜類型砧木材料JZS與不耐濕澇瓠瓜材料T2002為親本，利用單粒播種傳代至F4代，構(gòu)建包含101個(gè)家系的重組近交系（RIL）。對(duì)雙親和群體進(jìn)行濕澇處理后，觀測(cè)植株第1張真葉黃化破損情況，統(tǒng)計(jì)地下根數(shù)、不定根數(shù)以及子葉節(jié)以上/下不定根突起數(shù)等5個(gè)瓠瓜耐濕澇表型性狀，用SPSS軟件分析表型性狀在雙親和群體中的差異顯著性。結(jié)果表明，合并子葉以上不定根數(shù)和子葉以下不定根數(shù)2個(gè)性狀為不定根突起1個(gè)性狀后，4個(gè)耐濕澇表型性狀（第1張真葉黃化破損情況、地下根數(shù)、不定根數(shù)、不定根突起數(shù)）在雙親中差異顯著；群體在不定根數(shù)和不定根突點(diǎn)2個(gè)性狀中表現(xiàn)超親優(yōu)勢(shì)。地下根數(shù)、不定根數(shù)和不定根突起在群體中符合正態(tài)分布，第1張真葉黃化破損情況表現(xiàn)負(fù)偏態(tài)。最后對(duì)表型性狀可能存在的遺傳規(guī)律進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：瓠瓜；砧木；RIL；耐濕澇；表型性狀

中圖分類號(hào)：S642.903文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2016）12-0220-02

收稿日期：2015-11-02

基金項(xiàng)目：浙江省寧波市自然科學(xué)基金（編號(hào)：2014A610199）；浙江省寧波市瓜類砧木育種創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（編號(hào)：2014B81002）。

作者簡(jiǎn)介：宋慧（1979—），女，甘肅蘭州人，博士，副研究員，主要從事蔬菜分子輔助育種與生物工程研究。Tel：（0574）87923251；E-mail：975281674@qq.com。

瓠瓜根系發(fā)達(dá)，富含耐濕澇基因[1]，是瓜類嫁接栽培生產(chǎn)選育優(yōu)良耐濕澇砧木的重要物種。篩選瓠瓜耐濕澇相關(guān)標(biāo)記和基因，是利用分子手段加快瓠瓜耐濕澇育種進(jìn)程的必要途徑。前期通過(guò)文獻(xiàn)檢索和試驗(yàn)觀察，發(fā)現(xiàn)瓠瓜耐濕澇特性與植株濕澇脅迫后不定根發(fā)生數(shù)量密切相關(guān)[2-3]，并利用F2代群體篩選相關(guān)分子標(biāo)記[4]。由于F2代群體存在雜合基因，顯性標(biāo)記無(wú)法識(shí)別顯性純合與雜合，導(dǎo)致基因信息簡(jiǎn)并，利用F2代只能獲得控制數(shù)量性狀的主效基因的相關(guān)標(biāo)記[5]，標(biāo)記與目的基因遺傳距離較遠(yuǎn)，影響分子輔助選育的效果。重組近交系（recombined inbred line，RIL）是數(shù)量性狀QTL定位和遺傳分析理想的遺傳群體，具有很多優(yōu)越性，已廣泛應(yīng)用于黃瓜[6]、甜瓜[7]等瓜類經(jīng)濟(jì)作物。本研究擬利用瓠瓜類型砧木RIL群體，進(jìn)行耐濕澇表型性狀分析，通過(guò)親本和群體差異顯著性分析和正態(tài)分布檢測(cè)，初步判斷表型性狀可能存在的遺傳規(guī)律，為后續(xù)瓠瓜耐濕澇QTL定位研究完成重要的前期工作。

1材料與方法

1.1瓠瓜類型砧木RIL遺傳作圖群體

選擇瓠瓜類型砧木耐濕澇材料JZS和不耐濕澇材料T2002為親本，構(gòu)建F1和F2代。通過(guò)單粒播種傳代，構(gòu)建了包含101個(gè)家系的RIL。

1.2表型數(shù)據(jù)的收集與分析

2015年秋季，在32孔穴盤中，播種JZS和T2002各20株，以及RIL的101個(gè)家系，每個(gè)家系播種4株。常規(guī)田間管理，待植株長(zhǎng)至4葉1心時(shí)開始濕澇處理，具體方法參見文獻(xiàn)[4]。處理20 d后統(tǒng)計(jì)表型數(shù)據(jù)，利用SPSS軟件進(jìn)行親本及RIL群體表型差異顯著性分析和RIL群體表型正態(tài)分布檢測(cè)。

1.2.1第1張真葉黃化破損情況根據(jù)第1張真葉黃化破損程度分級(jí)統(tǒng)計(jì)：0，完整，綠色；1，完整，1/3黃；2，完整，1/2黃；3，完整，3/4黃；4，完整，全黃；5，黃，1/3破損；6，黃，1/2破損；7，黃，3/4破損；8，爛；9，枯；10，凋零。

1.2.2地下根數(shù)以植株根莖部為上界，統(tǒng)計(jì)植株地下根數(shù)目。

1.2.3不定根數(shù)以植株根莖部為下界，統(tǒng)計(jì)長(zhǎng)度大于 1 cm 的不定根數(shù)。

1.2.4子葉節(jié)以上/下不定根突起數(shù)以植株根莖部為下[JP3]界，并以子葉節(jié)為界，分別統(tǒng)計(jì)長(zhǎng)度小于 1 cm 的不定根突起數(shù)。

2結(jié)果與分析

2.1親本與RIL群體表型性狀差異顯著性分析

親本表型性狀差異顯著性分析結(jié)果見表1。雙親植株第1張真葉黃化破損情況、地下根數(shù)和不定根數(shù)在005水平達(dá)到顯著性差異。如果以子葉節(jié)為界線，分別統(tǒng)計(jì)子葉節(jié)以上和子葉節(jié)以下不定根突起，則2個(gè)表型性狀在雙親中均表現(xiàn)差異不顯著；但是合并子葉以上不定根數(shù)目和子葉以下不定根數(shù)目為不定根突起1個(gè)性狀，則該性狀在雙親中表現(xiàn)差異顯著。因此，后續(xù)群體表型數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)以雙親表現(xiàn)顯著差異的不定根突起為準(zhǔn)。JZS與T2002相比，在濕澇脅迫下， 第1張真葉黃化破損不嚴(yán)重，地下根生活力旺盛，不定根發(fā)生能力強(qiáng)（圖1），表現(xiàn)出耐濕澇特性。

對(duì)RIL群體的4個(gè)表型性狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后（圖2），與親本比較，發(fā)現(xiàn)不定根數(shù)和不定根突起2個(gè)性狀在濕澇脅迫條件下，RIL表現(xiàn)為超親優(yōu)勢(shì)；RIL的第1張真葉黃化破損情況優(yōu)于雙親，但不明顯；地下根數(shù)則比雙親明顯減少。這些數(shù)據(jù)表明，RIL群體在耐濕澇條件下，盡管葉片和根系性狀發(fā)生分離，但不定根發(fā)生能力表現(xiàn)穩(wěn)定的超親優(yōu)勢(shì)。

[TPSH22.tif]

2.2RIL群體表型性狀正態(tài)分布檢測(cè)

RIL群體第1張真葉黃化破損情況、地下根數(shù)、不定根數(shù)和不定根突起數(shù)4個(gè)耐濕澇表型性狀正態(tài)分布檢測(cè)結(jié)果見表2。結(jié)合偏度系數(shù)和峰度系數(shù)，判斷各性狀在群體中的正態(tài)分布情況，第1張真葉黃化破損情況表現(xiàn)負(fù)偏態(tài)，符合正態(tài)分布[CM（25]。由表型分布圖和QQ正態(tài)概率圖（圖3）也可以明確，地[CM）]

下根數(shù)、不定根數(shù)和不定根突起數(shù)基本圍繞1條直線分布，只有個(gè)別最大值較為偏離，整體數(shù)據(jù)正態(tài)性好；第1張真葉黃化破損情況則表現(xiàn)偏態(tài)分布。RIL群體的地下根數(shù)、不定根數(shù)和不定根突起數(shù)3個(gè)耐濕澇表型性狀符合正態(tài)分布規(guī)律，是典型的數(shù)量性狀，可能由一些微效多基因控制。第1張真葉黃化破損情況表現(xiàn)負(fù)偏態(tài)分布，推測(cè)其可能受幾個(gè)主要葉片衰老位點(diǎn)的控制，但這些位點(diǎn)的效應(yīng)值可能有所不同。

3結(jié)論與討論

表型性狀是基因?qū)用娴闹庇^表現(xiàn)，通過(guò)對(duì)葫蘆耐濕澇RIL群體及親本表型性狀的差異顯著性分析和正態(tài)分布檢測(cè)，明確親本在濕澇脅迫下表現(xiàn)顯著性差異的目的性狀，為群體性狀分析提供依據(jù)，減少工作盲目性；同時(shí)，對(duì)這些性狀可能存在的遺傳規(guī)律進(jìn)行初步分析，對(duì)后續(xù)分析QTL定位結(jié)果提供表型解釋。

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