辣椒果实主要色素动态变化及辣椒红素的QTL定位

论文摘要

辣椒（Capsicum spp.）是一种重要的蔬菜作物,营养价值丰富。辣椒果实在发育过程中呈现出的颜色变化,主要是由于果实中含有的类胡萝卜素组分及其相对含量不同造成的。明确各色素组分的含量、果实发育过程中的动态变化,具有很大的应用和学术价值。此外,辣椒红色素作为一种纯天然色素,广泛应用于食品、医药以及化妆品等行业,且市场潜力巨大。但我国目前缺乏富含辣椒红色素的专用加工品种,作为提取辣椒红色素的原料品种混杂,这些因素一定程度上限制了辣椒红色素加工业的发展,因此有必要开展辣椒红色素提取专用品种的培育及其相应的基础性工作。本文就‘茄门’、‘83-58’、‘中椒105号’、‘中椒106号’、‘塔兰多’等5个辣（甜）椒品种果实发育过程中,果实β-胡萝卜素、辣椒红素、叶黄素、玉米黄素以及番茄红素含量动态变化进行了研究。对33份辣（甜）椒材料,就生理成熟期不同基因型果实中辣椒红素含量进行了比较,以期为育种中亲本的选择提供依据。利用perennial和83-58构建的RIL群体（138个株系）构建遗传连锁图谱,对包括辣椒红素含量在内的6个性状（始花节位、株高、果实横径、果实纵径、果肉厚度）相关的QTL进行了分析,为分子辅助育种提供参考,本文研究结果如下:1、供试品种在果实发育的绿熟期均可检测到β-胡萝卜素和叶黄素,随着果实的发育,β-胡萝卜素含量逐渐提高,叶黄素含量逐渐降低,生理成熟期后除‘茄门’外,其余4个供试品种的β-胡萝卜素均有所下降;塔兰多的叶黄素含量快速降低,而其余4个红色果实类型的品种叶黄素含量急剧升高;4个果实由绿变红的品种辣椒红素、玉米黄素以及番茄红素在果实发育进入转色期（40d）之后含量快速上升,在花后45到50d之间各色素含量均存在一个小幅下降的过程,进入生理成熟期后,果实辣椒红素、β-胡萝卜素、叶黄素、和番茄红素含量均快速上升,而玉米黄素含量则继续下降。果实发育由绿变黄的品种“塔兰多”果实绿熟期至生理成熟期的过程中辣椒红素含量甚微,最高时仅有0.138 mg·kg-1.（鲜重）,与其余4个品种不同,塔兰多果实在进入生理成熟期后玉米黄素含量快速上升。2、为了能够快速地比较不同材料间生理成熟期果实内部辣椒红素含量上存在的差异,将33份辣（甜）椒材料按果型大小分为两组,干椒及线椒小果型品种采样后进行冻干,磨粉进行色素的提取,甜椒及大牛角椒的品种采样后采用鲜样打浆研磨后进行色素的提取。测定结果表明:辣椒红素含量在品种间有明显的差异,干椒类型中,红都辣椒以及8819线椒的辣椒红素含量明显高于同一类型中其它品种,分别为218.093mg·kg-1（干重）和195.145 mg·kg-1（干重）;甜椒类型中中椒8号、茄门果实中的辣椒红素含量高于其它甜椒品种,含量达23.827 mg·kg-1（鲜重）和21.459 mg·kg-1（鲜重）。上述4个品种可作为高辣椒红素品种选育的亲本材料。3、构建了一张由16个连锁群构成的遗传连锁图谱,共包括108个标记,其中SSR标记99个,CAPS标记7个以及辣味、果柄着生方向两个形态标记。图谱覆盖基因组总长度517.33cM,平均图距为4.79cM,参照已发表的图谱,将15个连锁群逐一对应到了辣椒的染色体上。检测到3个与辣椒红素含量相关的QTL位点,分别存在于第2、10、12三条染色体上,对表型变异的解释率依次为7.6%、8.2%、6.5%;检测到10个与被测农艺性状相关的QTL,包括2个与果肉厚度相关的QTL,2个与果实横径相关的QTL,1个与果实纵径相关的QTL,2个与始花节位有关的QTL,3个与株高相关的QTL。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 辣椒果实内部主要色素的研究进展
• 1.1.1 辣椒果实主要色素
• 1.1.2 色素的合成代谢途径
• 1.1.3 辣椒果实颜色与类胡萝卜素的关系
• 1.1.4 色素遗传及调控机制的研究
• 1.2 辣椒红色素
• 1.2.1 辣椒红色素理化性质
• 1.2.2 辣椒红素的提取及测定
• 1.2.3 辣椒红素遗传及环境调控
• 1.2.4 高辣椒红素资源与育种
• 1.3 QTL 定位的原理、方法
• 1.3.1 分子标记和遗传图谱
• 1.3.2 作图群体的构建
• 1.3.3 QTL 定位方法
• 1.4 辣椒分子遗传及定位研究进展
• 1.4.1 辣椒抗病性遗传以及相关QTL 研究
• 1.4.2 辣椒其他农艺性状遗传以及相关QTL 研究
• 1.5 研究目的、意义及试验设计
• 1.5.1 目的及意义
• 1.5.2 研究内容
• 1.5.3 技术路线
• 第二章 辣椒果实发育过程中主要色素含量的动态变化
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 试验材料
• 2.1.2 试验方法
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 不同品种辣椒果实绿熟期至成熟期β-胡萝卜素含量的变化
• 2.2.2 不同品种辣椒果实绿熟期至成熟期辣椒红素含量的变化
• 2.2.3 不同品种辣椒果实绿熟期至成熟期玉米黄素含量的变化
• 2.2.4 不同品种辣椒果实绿熟期至成熟期叶黄素含量的变化
• 2.2.5 不同辣椒品种果实绿熟期至成熟期番茄红素含量的变化
• 2.3 讨论
• 第三章 不同品种甜（辣）椒果实中辣椒红素含量比较
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 试验材料
• 3.1.2 试验方法
• 3.2 结果与分析
• 3.3 讨论
• 第四章 辣椒红素及辣椒部分农艺性状的QTL 定位
• 4.1 试验材料
• 4.1.1 作图群体
• 4.1.2 引物
• 4.1.3 试剂
• 4.2 试验方法
• 4.2.1 模板DNA 的提取
• 4.2.2 分子标记分析
• 4.2.3 分子标记结果统计
• 4.2.4 数据统计结果分析
• 4.2.5 辣椒红素及农艺性状调查
• 4.2.6 辣椒红素及农艺性状的QTL 分析
• 4.2.7 农艺性状的相关性分析
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 标记的筛选
• 4.3.2 群体分析及图谱构建
• 4.3.3 辣椒红素含量的QTL 定位
• 4.3.4 辣椒部分农艺性状的QTL 定位
• 4.4 讨论
• 4.4.1 辣椒分子遗传图谱的构建
• 4.4.2 辣椒红素含量的QTL 分析
• 4.4.3 辣椒部分农艺性状的QTL 分析
• 第五章 全文结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介