瓠瓜SSR和InDel分子標記的開發(fā)及應用.pdf

1、葫蘆科約包括120屬，800種植物，其中包括很多有重要經(jīng)濟價值的蔬菜和水果，如黃瓜（Cucumis sativusL.）、甜瓜（Cucumis meloL.）、西瓜(Citrullus lanatus(Thunb.)L.)、南瓜（Cucurbita maximaL.）等。瓠瓜作為重要的葫蘆科作物之一，在我國已有悠久的栽培歷史，考古學上的證據(jù)證明瓠瓜是人類最早馴化的物種之一。分子標記的種類很多，其中SSR標記已較為成熟，而InDel標記可

2、作為新型標記的代表。應用分子標記技術可使人們對重要農(nóng)藝性狀的遺傳規(guī)律分析更加詳細可靠，提高育種親本選配的科學性，便于深入開展種質資源研究，發(fā)掘重要基因資源，了解作物的起源和進化關系。目前，瓠瓜分子標記研究大大落后于黃瓜、白菜等作物。因此，應用分子標記技術開展瓠瓜種質資源的遺傳多樣性和親緣關系研究，將對促進瓠瓜重要種質資源的開發(fā)和利用具有重要意義。
　　本實驗先使用研究開發(fā)的SSR標記對葫蘆科主要蔬菜作物間的親緣關系進行了研究，然后

3、選擇了96份具有廣泛代表性的瓠瓜種質材料，利用InDel分子標記技術，研究分析了其遺傳多樣性和親緣關系，探討我國瓠瓜品種間的基因差異和瓠瓜亞種間及亞種內的親緣關系。主要結果如下:
　　1.利用454GS-FLX Titanium System技術獲得瓠瓜基因組DNA序列信息，使用software mreps2.5(http://bioinfo.lifl.fr/mreps/)對這些瓠瓜序列進行篩選，只挑選其中包含SSR序列長度不少于

4、20bp的序列設計SSR引物。用Websat(http://wsmartins.net/websat/)進行引物設計，共開發(fā)出400對瓠瓜SSR引物。為研究葫蘆科植物間的關系和系統(tǒng)發(fā)育，使用其中200對瓠瓜SSR引物對南瓜、西瓜、絲瓜和苦瓜基因組進行了PCR擴增。結果表明，瓠瓜SSR引物除在西瓜中擴增率達到41％外，在其他瓜類基因中的擴增率均不超過20％，這說明在本實驗所使用的瓜類中，瓠瓜和西瓜的親緣關系最近。
　　經(jīng)與黃瓜、水稻

5、、小麥、大豆、普通菜豆和甜瓜進行了CRY1和UDP-葡糖轉移酶基因BLAST比對，結果表明其中有13370條瓠瓜序列和黃瓜序列重疊部分在100bp以上。而在CRY1基因的對比中，瓠瓜與黃瓜的一致性高達93.5％; C端DAS也證明了這一點。這證明黃瓜和西瓜的親緣關系也較近。
　　2.應用開發(fā)獲得的400個SSR標記，對瓠瓜基因組進行PCR擴增，從中挑選出14個擴增穩(wěn)定、分離清晰的SSR標記。利用14個多態(tài)性SSR標記研究44份瓠瓜

6、材料的多樣性中，主坐標分析和聚類分析均表明，相對于不同種質的原來源地而言，相同瓜型的材料有聚集在一起的趨勢，根據(jù)瓜型可將這44份瓠瓜種質大致分為3類。
　　3.從前期利用RAD-seq技術開發(fā)獲得的947條InDel標記中挑選85條差異片段超過10bp的差異性InDel標記，對瓠瓜基因組進行PCR擴增，從中挑選出22個擴增穩(wěn)定、分離清晰的InDel標記。應用獲得的22個多態(tài)性InDel標記，通過NTSYS-pc（2.1版）軟件對9

7、6份瓠瓜種質資源進行了聚類分析，結果表明瓠瓜種質之間的遺傳相似系數(shù)變幅在0.36-1.00之間，將96份瓠瓜種質材料在遺傳相似系數(shù)為0.68處分為8類;各種質材料較平均地分布于圖中;相對于不同種質的原來源地而言，相同瓜型的材料有聚集在一起的趨勢，根據(jù)瓜型可將這96份瓠瓜種質大致分為3類。
　　綜上所述，我們開發(fā)了400對SSR標記和947對InDel標記，并將它們應用于葫蘆科作物間親緣關系和瓠瓜種質間的遺傳多樣性的研究，結果表明，