西瓜枯萎病生理小种1抗性QTL精细定位与InDel标记开发

摘要：

[目的]通过QTL初定位检测栽培西瓜枯萎病生理小种1抗性的主效QTL,验证枯萎病抗性基因Fon-1的存在,结合亲本重测序信息开发紧密连锁易于检测的InDel(insertion/deletion)分子标记,为西瓜枯萎病分子标记辅助育种提供技术支撑,并实现该QTL的精细定位,加速Fon-1的克隆和功能验证进程.[方法]以高抗枯萎病的栽培西瓜'ZXG01478'和高感病的栽培西瓜'14CB11'为亲本构建的F2群体为试验材料,利用WinQTL cartographer 2.5软件基于复合区间作图法对枯萎病生理小种1抗性进行QTL定位.依据两个亲本材料进行高通量的重测序,并利用重测序信息,获取位于QTL置信区间的InDel信息,利用自编的Perl程序提取参考基因组中插入缺失相应位置前后500 bp的序列,并利用Primer 5.0软件设计对应的InDel引物对,开发InDel标记.利用开发的InDel标记进行精细定位(根据基因型鉴定结果找到群体中的交换单株,逐步缩小QTL区间)、图谱(利用JoinMap 4.0计算标记的连锁关系)和QTL的重新分析.并利用具有广泛代表性的130份不同抗性的西瓜种质资源的基因型和表型鉴定结果进行验证分析.[结果]F2群体的病株率频率分布呈现明显的双峰分布且抗病和感病两种类型的株系分离比基本符合3﹕1的分离比(χ2=0.52,P=0.47),表明西瓜枯萎病生理小种1抗性主要受一个主效QTL控制.F2群体的QTL初定位在LG1鉴定到一个枯萎病抗性相关的主效QTL(fon1),其LOD峰值为26.05,解释80.18%的表型变异,置信区间对应的物理位置为1号染色体的193333—2775577 bp.通过两个亲本重测序在QTL置信区间发现19个插入缺失片段大于20 bp的InDels,经引物设计与亲本筛选,获得理想引物12对,根据位于端点位置的插入缺失选取了6对InDel引物利用F2群体进行验证.初步的精细定位利用群体中的5个交换单株将QTL的置信区间锁定到InDel2_fon1的上游区域,连锁和QTL的重新分析结果显示新开发的一个分子标记InDel1_fon1出现在该QTL的峰值,LOD值为31.65,解释91.46%的表型变异.新开发的分子标记InDel1_fon1与已应用于枯萎病抗性研究的CAPS标记7716_fon在130份不同抗性的西瓜种质资源中的基因型鉴定结果完全一致,且基因型鉴定结果与田间抗病表型性状的符合率达70.8%.利用QTL峰值附近的SNP和InDel标记与群体中的9个交换单株最终将fon1精细定位至246 kb的物理区间.[结论]主效QTL(fon1)验证了1号染色体上Fon-1的存在,并实现了精细定位.新开发的标记InDel1_fon1与Fon-1紧密连锁,且检测简单,成本低廉,能够更好的用于栽培西瓜枯萎病的分子标记辅助育种.

关键词：西瓜、枯萎病生理小种1、QTL精细定位、InDel标记

所属期刊栏目：50

分类号：S43;S65

资助基金：国家现代农业产业技术体系建设专项CARS-26-01;国家农作物种质资源平台NICGR2015-016;中国农业科学院科技创新工程专项经费CAAS-ASTIP-2016-ZFRI

在线出版日期：2017-03-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：131-141