南瓜遗传多样性及裸仁矮生基因分子标记.doc

南瓜遗传多样性及裸仁、矮生基因分子标记 【摘要】：南瓜(CucurbitamoschataDuchesne)是一种富含营养价值,易贮藏与运输,具有重要经济价值的蔬菜。不仅可以食用其果实、种子,而且可以药用、观赏以及对其进行深加工。南瓜也是形态多样性的蔬菜作物,在果实性状等方面有广泛的变异。墨西哥和南美洲的北部被认为是南瓜两个起源中心,最近的考古发现可以追溯到公元前7660年的秘鲁北部的安第斯山脉西坡。但至今不清楚南瓜来源于何种野生种。16世纪后期李时珍撰写的《本草纲目》可能是中国首次对南瓜的历史记载。目前,中国是南瓜属(南瓜、西葫芦、笋瓜等)产量第一大国。而且国家蔬菜种质中期库也保存有1000多份南瓜材料,多于美国国家植物资源系统的777份或西班牙农业多样性保护和育种中心的272份。南瓜的裸仁性状和矮生性状也是在中国山西省发现。尽管中国南瓜种质资源丰富,但对不同南瓜类型、不同资源材料历史、发展的认识和研究极少,缺乏准确揭示南瓜间遗传变异的手段。很少在国际刊物上看到来源于中国的南瓜资源利用的报道。南瓜遗传多样性的研究多集中在与其他南瓜属的种类之间的关系建立上。未有中国的南瓜资源材料与来源于其他国家南瓜资源材料的系统研究,缺乏涉及南瓜农艺特征特性,资源的来源或育种需求的研究。南瓜裸仁性状和矮生性状的分子研究也尚处起步。尽管其他一些国家已利用分子标记进行了一些南瓜种质资源研究,但分子标记的数量有限。特异种质资源的发掘与利用研究相对薄弱。本论文依据分子标记、形态学等方法,以南瓜农艺特征特性、种质资源的地理来源及育种目的等为基础,系统探讨了中国的南瓜种质资源与南瓜起源地国家的种质资源的关系。通过分子标记揭示了中国的南瓜种质资源的变异性和利用的潜在性。揭示了南瓜属其他种类如笋瓜与南瓜的关系。为南瓜遗传改良和资源利用提供了广泛的背景材料。数据具有国际通用性和可比性。利用AFLP标记和SSR标记对裸仁性状、矮生性状进行了研究初探,获得了可靠性数据,为南瓜裸仁基因、矮生基因的精细定位提供了良好的技术支撑。获得的主要结果如下：1对不同瓜形和地理来源的74份中国的南瓜种质资源和15份其他国家的南瓜资源进行AFLP标记分析。结果表明：南瓜种质资源具有丰富的遗传多样性。9对EccRI/MseI联合引物扩增出500条条带,75.57%具有多态性,表明高度的多态性。来源于中国的南瓜资源材料被划分成2个类群。可以很清楚地把中国的南瓜资源材料与来源于墨西哥、危地马拉、洪都拉斯和厄瓦多尔等国家的材料区分开。中国的南瓜地理组群与来源于其他亚洲国家(印度和日本)的南瓜地理组群较为接近。来源于美洲的南瓜资源材料比来源于中国的南瓜资源材料有较多的单独条带。这些差异可能由于有限度的引种和遗传迁移。美洲是南瓜起源中心,因此,具有丰富的遗传多样性。利用AFLP标记分析,根据南瓜资源材料的瓜的形状,不能很好的把相同瓜形的资源材料聚在一起,尽管在中国的南瓜资源材料中,如心形和哑铃形南瓜材料可分别聚在一起。10种瓜形可分为较大的2组。扁圆形、圆形最近。长棒形与其他的瓜形的距离较远。对南瓜种质资源的不同基因型之间的遗传距离和一些特殊性状的研究,为进一步南瓜遗传研究和育种项目中的南瓜资源材料选择提供了理论基础。2对不同瓜形和地理来源的52份笋瓜种质资源进行AFLP标记分析。10对EcoRI/MseI联合引物扩增出274条AFLP条带,多态性百分率为55.54%。供试的材料的遗传相似系数范围为0.961到0.819之间。基因多样性范围在0.1187(EcoRI-ACT×MseI-CAT)到0.2192(EcoRI-ACA×MseI-CC)之间,平均为0.1586。Shannon指数()的范围从0.3220(EcoRI-ACA×MseI-CC)到0.1896(EcoRI-ACT×MseI-CA),之间,平均为0.2409。通过AFLP标记分析结果表明,笋瓜种质资源材料依据瓜肉颜色有一定聚类,如白色瓜肉材料或厚橙色瓜肉材料。来源于山西省晋南和忻州地区的笋瓜资源材料的组群比山西省的晋北地区、太原地区、晋东南地区的笋瓜材料的组群表现出丰富的遗传多样性。组群内的变异贡献率为94%,不同地理来源的组群之间变异贡献率6%(P0.01)。表明来源于山西省的不同地域的笋瓜资源材料受地理气候条件等的影响不大。笋瓜表现出遗传多样性。多态性百分率低于南瓜。3完善了AFLP标记、SSR标记的南瓜分子标记技术体系,构建出南瓜矮生F2群体、南瓜裸仁F2群体4个。采用加入PVP和p-巯基乙醇后的改良CTAB提取法获得的南瓜基因组DNA质量较好；5.5h可以满足酶切和连接反应；酶切连接产物稀释5倍,预扩增产物稀释30倍,可以满足AFLP实验要求。对96对AFLP联合引物进行筛选,获得了在南瓜矮生和长蔓自交系间扩增出重复性