西葫芦农艺性状的遗传、遗传图谱的构建及遗传多样性的研究

论文摘要

本文选用西葫芦三个性状差异显著的自交系配制2个杂交组合,对其产量、熟性、果实性状和株型等主要农艺性状进行杂种优势、相关性及6个不同世代的遗传分析;利用RAPD技术构建了西葫芦的遗传图谱,并对国内外47份西葫芦种质进行了遗传多样性及亲缘关系分析。1.杂种一代的杂种优势结果表明:西葫芦杂种一代在产量构成性状方面均有不同程度的杂种优势表现,两个熟性性状有负向超亲优势,杂种一代的株型得到了改善。在产量构成性状方面:西葫芦的杂种一代的单株产量、单株结果数均表现超中优势;2个组合的F1单果质量均表现超高亲优势,超高亲优势分别为7.71%和15.75%;在坐果率方面,2个组合F1的均表现超亲优势,组合1的F1超中优势为14.98%,组合2的F1超中优势为17.70%。在产量构成性状方面表现出显著的杂种优势,说明F1具有高产的优势。在熟性性状方面:西葫芦的F1始花期和第一雌花节位均表现出负向超低亲优势,说明F1始花期提前,第一雌花节位降低,使得杂种一代具有早熟的优势。在果实构成性状方面:西葫芦的果实横径与果形指数均表现出杂种优势,西葫芦的果实整齐度均表现超高亲优势;以上说明杂种一代的果实性状得到改善,外观品质得到了提高。在株型构成性状方面:西葫芦的叶片数均减少,且低于低值亲本;在节间距方面,2个组合的F1节间距均表现负向超中优势,优势分别为-32.26%和-37.21%;以上结果说明西葫芦杂种一代的株型得到改善,株型表现得更紧凑。2.相关性结果表明:主要产量性状之间及产量性状与熟性性状、果实性状和株型性状密切相关;熟性性状与果实性状及株型性状密切相关。如单株产量与单果质量、单株结果数、座果率性状呈正相关,单株产量与第一雌花节位、始花期、果实横径及果柄宽度的相关系数密切负相关;座果率与瓜柄长、果实长度及果形指数性状显著相关;第一雌花节位与始花期、瓜柄长度、果实长度、株高、叶片数及节间距的相关性达到显著水平。西葫芦果实性状之间及果实性状与株型性状密切相关;如:果形指数与果柄宽度相关性达到负的极显著水平,与果实长度、果实整齐度、株高、叶片数、节间距等达到正的显著或极显著水平;果实整齐度与株高、叶片数及节间距等性状密切负相关。株型性状之间关系密切,株高与节间距密切相关;叶片数于节间距密切负相关。西葫芦产量主要构成性状、熟性性状、果实性状及株型性状之间关系密切,互相影响。3.西葫芦主要农艺性状进行遗传分析。表明:果实颜色为质量性状,绿色对白色为显性;西葫芦单株产量符合D-2模型,即一对加性主基因+加性-显性多基因的遗传,遗传传效应以加性效应为主,主基因起决定作用;西葫芦的单果质量性状符合B-1模型,即加性-显性-上位性两对主基因模型,起主要作用的是显性效应与显性×显性互作效应,其次是加性效应;单株结果数符合D-2模型,由主基因与多基因共同控制,且组合1以加性效应为主,组合2除了加性效应之外,显性效应也起了重要的作用;西葫芦的座果率以加性效应为主;西葫芦的始花期性状符合加性B-1模型,组合1与组合2的显性效应估计值之和均为负值,使得杂种一代始花期性状呈现出负向超亲优势;西葫芦的始花期性状以加性效应和加性×显性上位性互作效应为主。在第一雌花节位方面的研究结果表明:组合1的第一雌花节位加性效应起主要作用,组合2的第一雌花节位加性效应与显性效应同时起作用; 2个组合的显性效应值均为负值,使得杂种一代第一雌花节位性状呈现负向超亲优势。西葫芦果实性状符合B-1模型或D-2模型,B-1模型由主基因控制,D-2模型由一对主基因和多基因共同控制,但多基因的遗传率较高。西葫芦的株高、叶片数和节间距遗传均为加性-显性-上位性两对主基因（B-1）遗传模型,西葫芦的株高性状均以加性效应为主,其次均为加性×加性上位性互作效应和显性效应;西葫芦的叶片数性状以加性和显性效应为主;组合1的节间距遗传效应以加性为主,兼有加×加上位性效应值,控制组合2节间距的主要是加性效应,兼有显性效应和显×显上位性。西葫芦的节间距基因显性效应值之和均为负值,使得杂种一代节间距缩短,表现负向超亲优势。可见,在西葫芦多数性状中,显性效应为正值,是该性状超亲杂种优势形成的遗传基础;在某些性状遗传中,显性效应值为负值,使F1表现负向超亲优势如第一雌花节位、始花期、叶片数及节间距等,上位性普遍存在西葫芦的农艺性状中。4.利用西葫芦蔓生/白皮自交系q-1和矮生/绿皮自交系23-4G杂交获得的93份F2:3个体,采用RAPD分子标记进行分析,建立了西葫芦的优化反应体系,并构建了包含20个连锁群,由589个标记组成的连锁图谱,覆盖基因组2060.9cM,平均图距3.50cM。5.利用RAPD技术对国内外47份西葫芦种质进行了遗传多样性及亲缘关系分析。从520条随机引物中筛选出30条能产生稳定多态性的引物用于RAPD反应,共扩增出367条带,其中302条表现多态性,占总数的82.29%,遗传多样性高,种质资源丰富。聚类分析将47份西葫芦种质分为2大类。在第Ⅰ类群中,可将32份种质分为4个亚类。第Ⅱ类群分成5个亚类。47份材料的相似系数分布在0.630.89之间,西葫芦遗传距离较窄。从生长习性来看,矮生与半蔓生的亲缘关系最近;从皮色来看,白色与绿色亲缘关系最近,其次为黄色与绿色,亲缘关系最远的为白色与花皮。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 前言
• 1 分离分析方法检测数量性状QTL 的研究
• 1.1 分离分析方法在豆类作物及花生上的应用
• 1.2 分离分析方法在水稻上的研究进展
• 1.3 分离分析方法在棉花上的研究进展
• 1.4 分离分析方法在小麦和玉米上的研究进展
• 1.5 分离分析方法在油菜上的研究进展
• 1.6 分离分析方法在蔬菜作物上的应用
• 2 国内外葫芦科蔬菜的分子标记研究进展
• 2.1 黄瓜分子研究进展
• 2.2 甜瓜分子标记研究进展
• 2.3 西瓜分子标记研究进展
• 2.4 南瓜的分子标记研究
• 3 研究的目的与意义
• 第二章 西葫芦农艺性状的遗传
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验方法
• 1.3 记载项目及测量方法
• 1.3.1 产量性状
• 1.3.2 熟性性状
• 1.3.3 果实性状
• 1.3.4 株型性状
• 1.4 数据处理及运算
• 2 结果与分析
• 2.1 西葫芦农艺性状的杂种优势分析
• 2.2 西葫芦农艺性状间的相关分析
• 2.2.1 西葫芦产量、熟性构成性状与其它性状间的相关分析
• 2.2.2 西葫芦果实构成性状与其它性状间的相关分析
• 2.2.3 西葫芦株型构成性状间的相关分析
• 2.3 西葫芦农艺性状遗传模型的建立
• 2.3.1 产量及产量构成性状遗传分析
• 2.3.1.1 单株产量性状的遗传模型
• 3.3.1.2 单果质量性状遗传模型
• 2.3.1.3 单株结果数性状遗传模型
• 2.3.1.4 座果率性状遗传模型
• 2.3.2 西葫芦主要熟性性状遗传模型
• 2.3.2.1 第一雌花节位性状遗传模型
• 2.3.2.2 始花期性状遗传模型
• 2.3.3 西葫芦果实性状遗传分析
• 2.3.3.1 果实颜色的遗传
• 2.3.3.2 果实长度性状遗传模型
• 2.3.3.3 果实横径性状遗传模型
• 2.3.3.4 果形指数性状遗传模型
• 2.3.3.5 果实整齐度性状遗传模型
• 2.3.3.6 瓜柄长度性状遗传模型
• 2.3.3.7 果柄宽度性状遗传模型
• 2.3.4 株型性状遗传模型
• 2.3.4.1 株高性状遗传模型
• 2.3.4.2 叶片数性状遗传模型
• 2.3.4.3 节间距性状遗传模型
• 3 讨论
• 3.1 西葫芦性状杂种优势及相关性表现
• 3.2 西葫芦杂种优势形成的遗传基础及遗传效应分析
• 第三章 西葫芦遗传图谱的构建
• 1 试验材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.1.1 作图群体
• 1.1.2 试剂
• 1.2 试验方法
• 1.2.1 取样及基因组DNA 提取
• 1.2.2 提取DNA 的检测
• 1.3 PCR 优化体系
• 1.4 PCR 扩增程序
• 1.5 琼脂糖凝胶电泳
• 1.6 数据统计及连锁分析
• 2 结果与分析
• 2.1 引物浓度对PCR 扩增的影响
• 2.2 dNTP 浓度梯度对PCR 扩增的影响
• 2+浓度梯度对PCR 扩增的影响'>2.3 Mg²⁺浓度梯度对PCR 扩增的影响
• 2.4 TaqDNA 聚合酶用量对PCR 扩增的影响
• 2.5 西葫芦RAPD 最佳反应体系
• 2.6 稳定性检验
• 2.7 RAPD 标记多态性
• 2.8 RAPD 连锁图谱的构建
• 3 讨论
• 3.1 亲本的选配
• 3.2 分离群体的选择
• 3.3 西葫芦RAPD反应体系的优化
• 3.4 关于偏分离现象
• 3.5 关于西葫芦遗传图谱的构建
• 第四章 西葫芦种质资源遗传多样性的RAPD 分析
• 1 材料与方法
• 1.1 试验时间、地点
• 1.2 试验材料
• 1.3 试剂及主要仪器
• 1.4 试验方法
• 1.4.1 总DNA 的提取
• 1.4.2 提取DNA 的检测
• 1.4.3 PCR 优化体系
• 1.4.4 PCR 扩增程序
• 1.4.5 琼脂糖凝胶电泳
• 1.4.6 数据统计
• 2 结果与分析
• 2.1 引物筛选
• 2.2 扩增产物的多态性分析
• 2.3 亲缘关系分析
• 2.4 聚类分析
• 3 讨论
• 第五章 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 在校期间发表的文章