《黃瓜果重QTL精細定位及主效基因克隆》是婁群峰為項目負責人，南京農業大學為依託單位的面上項目。
基本介紹
- 中文名：黃瓜果重QTL精細定位及主效基因克隆
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：婁群峰
- 依託單位：南京農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
果實重量是與作物經濟效益密切相關的複雜QTL性狀，是受到人為選擇壓力最大的性狀之一。瓜類作物以果實為產品器官，從野生到栽培的進化過程中，其果實重量發生了巨大的變化（黃瓜從幾克到幾千克），利用這個系統研究分析果重基因位點的進化，克隆決定果重的主效基因，具有重要的理論和實踐價值。課題組在黃瓜種間雜交基礎上，構建了果型差異顯著的種間和種內2個高代回交群體，包括多個候選的QTL近等基因系（QTL-NIL），結合基因組重測序，可以有效開展瓜類作物果重基因的解析研究。項目將全面檢測和定位從野生種到栽培黃瓜進化過程中引起果重變化的QTL位點；基於QTL-NIL大群體精細定位主效基因；隨後結合基因組重測序，圖位克隆果重主效基因，並採用qPCR和轉基因驗證功能。預期結果能夠揭示瓜類作物進化過程中果重變化的分子機制，同時為黃瓜育種中果實重量性狀調控提供可直接利用的目標基因。
結題摘要
本項目利用黃瓜屬野生種酸黃瓜(Cucumis hystrix Chakr.)、半野生變種西雙版納黃瓜(Cucumis sativus L. var. xishuangbannanesis)、華北密刺型黃瓜‘北京截頭’和美國加工短果型黃瓜NC76為親本，構建了多個QTL定位分離群體，利用傳統的QTL-mapping方法，以及結合AB-QTL策略和最新的高通量測序SLAF-seq和QTL-seq技術，開展了果實大小相關性狀的QTL定位，並利用QTL-NIL群體開展了果實大小QTL精細定位。以86份酸黃瓜染色體片段導入係為研究對象，共找到與瓜長和瓜橫徑QTL相關的導入片段分別為9個和5個；其中位於1號連鎖群上的SSR05723-SSR00713片段與位於4號連鎖群上的SSR19565-SSR13021片段，同時與兩個性狀相關，是控制瓜形的關鍵位點。以西雙版納黃瓜為親本的124個重組自交系在四個不同的環境進行QTL定位研究，共檢測到10個QTLs，其中5個果實長度的QTL（fl1.1、fl3.1、fl4.1、fl6.1和fl7.1），3個果實橫徑的QTL（fd1.1，fd4.1和fd6.1）和2個果實重量的QTL（fw4.1和fw6.1）。以黃瓜種內分離群體進行QTL定位研究，總計發現8個與商品瓜和成熟瓜長度相關的一致性QTLs，分布在1、3、4、6號染色體上，結合QTL-seq技術，發現了6個與子房長度相關的QTLs。利用番茄和擬南芥中已經發現的與果實大小相關的基因序列信息，通過BLAST比對分析，發現了黃瓜基因組中87個果實大小同源基因；根據對子房長度、商品瓜長度和成熟瓜長度的QTL定位分析結果，總結得出與黃瓜果實長度相關的主效一致性QTL位點FL3.2；有6個果實大小同源基因分布在FL3.2內，定量分析和基因功能注釋推測基因Csa3M812740.1是控制果實長度的候選基因。本項目研究成果解析了控制果實大小的主效QTL位點和候選基因功能特點，是實現目標果形高效分子育種的必要前提，具有重要的育種實踐價值；同時將有助於揭示黃瓜果實大小進化的分子生物學機制，為目標果形的分子設計育種奠定了理論基礎並提供了可直接利用的標記及目標基因。
