《基於種間漸滲的甜瓜屬野生優異基因發掘研究》是陳勁楓為項目負責人，南京農業大學為依託單位的重點項目。
基本介紹
- 中文名：基於種間漸滲的甜瓜屬野生優異基因發掘研究
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：陳勁楓
- 依託單位：南京農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
作物近緣野生種中含有諸多栽培作物中所迫切需要的優異基因，通過種間雜交發掘利用這些基因是作物遺傳改良的重要途徑。甜瓜屬包含黃瓜和甜瓜兩種主要栽培作物，由於它們與同屬其它野生種的雜交不親和性，限制了其遺傳改良。課題組前期成功進行了甜瓜屬栽培黃瓜與野生種的種間雜交，獲得了目前國際上唯一的、具自主智慧財產權的甜瓜屬異源四倍體，並通過系統回交選育創製了大量攜帶有野生種各種優良性狀的漸滲系材料，開創了通過種間雜交改良黃瓜的新途徑。本項目在前期研究取得的突破性進展基礎上，利用來源於高代回交的種間漸滲群體及相應的次級分離群體，構建高密度遺傳圖譜，精細定位來源於野生種的優異抗性基因，結合BAC文庫和圖位克隆方法，發掘克隆出來源於野生種的抗霜霉病、蔓枯病和抗線蟲基因/QTLs。項目發掘的優異基因及相關基礎理論成果對於甜瓜屬及其它作物的遺傳育種將具有重要的理論和實踐意義。
結題摘要
種間雜交是發掘利用野生優異基因的重要途徑。黃瓜（Cucumis sativus L.）是甜瓜屬重要的栽培作物，遺傳基礎狹窄、缺乏種內抗病基因是黃瓜遺傳改良的主要障礙之一。課題組前期成功進行了黃瓜與野生種（C. hystrix Chakr.）的種間雜交，獲得了目前國際上唯一的、具自主智慧財產權的甜瓜屬異源四倍體（C. hytivus Chen & Kirkbride），並通過系統回交選育創製了大量攜帶有野生種各種優良性狀的漸滲系材料，開創了通過種間雜交改良黃瓜的新途徑。本項目系統開展了基於種間漸滲的基因發掘研究工作。利用分子標記選擇和細胞學鑑定方法，創製出一套50個株系的攜帶野生種不同染色體區段的漸滲系群體，149個漸滲片段累計覆蓋野生酸黃瓜基因組的60％；利用漸滲系高代次級分離群體，將來源於野生種的抗霜霉病、抗蔓枯病和抗南方根結線蟲基因分別定位於染色體5、染色體4和6特定的區段；構建了野生種BAC文庫；利用同源克隆技術，從漸滲系中分離克隆出抗霜霉病抗性相關的基因三個，並從野生種的BAC文庫中獲得包含霜霉病抗性基因CsRGA23的特定BAC克隆，分析了序列結構，進一步基於螢光原位雜交技術，將該CsRGA23基因物理定位於5號染色體末端；對特定的抗南方根結線蟲的漸滲系材料，進行了抗性相關的生理機制研究，明確了POD、SOD、PAL等抗氧化酶類活性與根結線蟲抗性的關係；研究明確了光合回響特性與線蟲抗性的關係，包括線蟲侵染對抗、感黃瓜葉片光合作用、葉綠素螢光參數及相關生理指標的影響特性，同時也研究闡述了酸黃瓜對南方根結線蟲抗性的解剖學及其細胞學特點。該研究成果為將來進一步基於甜瓜屬種間漸滲，發掘利用更多有用基因奠定了重要的基礎。同時，所建立的方法對於其它物種的種間漸滲育種也具有重要的參考價值。
