桃果肉花色苷遗传多样性分析及其QTL定位

论文摘要

红肉桃作为桃树植物中的一种特色资源，以其独特的感官魅力受到消费者的喜爱，目前红肉桃的育种成为当前国内外研究的热点。但何为红肉桃，花色苷含量达到多少可视为红肉桃，参与桃果肉花色苷合成的基因有哪些等问题目前尚未有明确报道。我国是桃的起源地，资源丰富，因此有必要分析桃果肉花色苷遗传多样性，提出红肉桃判定标准，探索与花色苷合成相关的分子标记位点，定位候选基因，以便更好的研究红肉桃资源。连锁分析和关联分析是目前研究目标性状分子标记的主要方法，研究表明，两种分析方法的结合将大大提高定位基因的效率，特别适合于数量性状的分析。本研究以曙光×天津水蜜的杂交F2代群体及165份自然群体为材料，运用比色法和高效液相法测定桃果肉花色苷含量，进行遗传多样性分析。利用SSR、SRAP分子标记对各群体进行基因组的粗略扫描，运用QTL作图和关联分析方法，初步寻找与花色苷合成相关的基因位点。经过分析，获得的主要结果如下：（1）比色法和高效液相色谱法测定桃果肉花色苷含量，对结果进行相关性分析。结果表明，在0.01极显著水平上，两种方法测定白肉品种花色苷含量的相关系数为0.94，高于黄肉品种的0.64。以上结果说明，单纯比较果实花色苷含量时，白肉品种可根据实际情况选择分析方法；黄肉品种因受类胡萝卜素的干扰宜选用高效液相色谱法。（2）基于高效液相色谱法测定桃自然群体果肉花色苷的数据，将桃划分5个等级，果肉的评价依次为无、微红、较红、红、极红，参照品种依次为寿白、鸡嘴白、光义白花桃、黑布袋、天津水蜜。在分级中，含量20mg/100g定位红肉桃的划分临界点，此标准除低酸红肉桃外，适用于其他大部分品种。供试材料中，依此标准共鉴定出5份红肉桃品种，分别为‘万州酸桃’、‘天津水蜜’、‘郑引82-9’、‘郑州07-4-33’、‘黑布袋’。（3）不同品种桃果肉花色苷的含量和种类不同。花色苷含量有较宽的分布范围，UV测定165份品种花色苷含量介于0-56.35mg/100g，均值4.30mg/100g，大部分品种分布在0-4mg/100g的区间内。运用高效液相色谱法测定74份品种，花色苷含量分布在0～72.99mg/100g,48份材料检测出矢车菊-3-葡萄糖苷，是果肉中主要的花色苷种类，乌黑鸡肉桃，大果黑桃果肉中同时检测到矢车菊-3-芸香糖苷，单独含有矢车菊-3-芸香糖苷的品种尚未发现。（4）以165份桃自然群体为材料，选取均匀覆盖桃全基因组的49对SSR引物对其基因组DNA进行扩增，共产生231条多态性条带，运用STRUCTURE软件进行群体结构分析。结果表明，所涉及到的品种分为两个亚群，分别对应北方生态群和南方生态群。前者包含100份品种，后者包含65份品种，共有28份材料的划分结果与地理分类出现分歧。（5）利用TASSEL2.1软件进行关联分析，共检测到5个与花色苷有关的SSR标记位点，表型变异解释率范围为0.0972-0.1443。其中位于第四连锁群的CPDCT045的贡献率最高为14.43%，其次为第二连锁群上的BPPCT030贡献率为14.23%，另外三个位点为CPPCT018（第三连锁群，贡献率13.64%）、CPSCT018（第八连锁群，贡献率13.57%）、PCEGA34（第二连锁群，贡献率9.72%）。五个位点中，PCEGA34与CHI基因的距离是0.4CM,CPPCT019与MYB10的距离为10.2CM,表明CHI和MYB10参与了花色苷的合成。

论文目录

• 缩略表
• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 花色苷合成及其调控研究进展
• 1.1.1 花色苷及其作用
• 1.1.2 果实花色苷的生物合成
• 1.2 分子标记及在桃树研究中的应用
• 1.2.1 RFLP（Restriction Fragment Length Polyphism）
• 1.2.2 RAPD（Random Amplified Polymorphic DNA）
• 1.2.3 SSR（ simple sequence repeats）
• 1.2.4 SRAP（sequence-related amplified polymorphism）
• 1.3 基于连锁作图的 QTL 定位分析
• 1.3.1 QTL 作图原理
• 1.3.2 QTL 定位桃研究中的应用
• 1.4 基于连锁不平衡的关联分析
• 1.4.1 关联分析原理
• 1.4.2 关联分析的基本策略及应用
• 1.5 本研究的目的和意义
• 2 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.2 方法
• 2.2.1 果实取样时期的确定
• 2.2.2 比色法测定花色苷含量
• 2.2.3 HPLC 测定花色苷含量
• 2.2.4 NaOH 溶液中和滴定法测定可滴定酸含量
• 2.2.5 基因组 DNA 的提取
• 2.2.6 SSR 反应体系及扩增程序
• 2.2.7 SRAP 反应体系及扩增程序
• 2.2.8 聚丙烯酰胺凝胶制备及扩增产物检测
• 2.2.9 数据处理
• 3 结果与分析
• 3.1 花色苷测定方法的建立
• 3.1.1 比色法浸提液的选择
• 3.1.2 HPLC 与 UV 测定结果的相关分析
• 3.2 花色苷的遗传多样性
• 3.2.1 自然群体花色苷的分布
• 3.2.2 杂交群体花色苷的分布
• 3.2.3 花色苷含量与可溶性固形物比较
• 3.2.4 花色苷与苹果酸的比较
• 3.2.5 果肉花色苷含量的分级指标及相应的参照品种
• 3.3 自然群体的关联分析
• 3.3.1 SSR 引物多态性分析
• 3.3.2 自然群体 SSR 位点间的连锁不平衡
• 3.3.3 LD 衰减分析
• 3.3.4 自然群体的群体结构分析
• 3.3.5 SSR 位点与花色苷含量的关联分析
• 3.4 杂交群体的连锁分析
• 3.4.1 分子标记的多态性分析
• 3.4.2 QTL 图谱的构建
• 4 讨论
• 4.1 花色苷测定方法的选择
• 4.2 红肉桃判定标准的应用
• 4.3 连锁分析与 QTL 的定位
• 4.4 SSR 位点连锁不平衡与关联分析的关系
• 4.5 群体结构分析的必要性
• 4.6 关联分析对花色苷的 QTL 定位
• 5 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 硕士在读期间形成的论文