黄瓜抗西瓜花叶病毒(WMV)基因的分子标记研究

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黄瓜(Cucumis sativus L.)是我国第一大保护地栽培作物。近年来,黄瓜病毒病的发生有逐渐加重的趋势,常造成经济上较为严重的损失。西瓜花叶病毒(Watermelon Mosaic Virus, WMV)自上世纪五十年代发现以来在世界范围内危害逐渐加重,也是侵染我国黄瓜的主要病毒之一,本试验运用AFLP技术研究与黄瓜抗WMV紧密连锁的分子标记,通过连锁作图将获得的标记定位到已有的黄瓜分子遗传图谱上,为黄瓜抗病毒基因育种实施分子标记辅助选择奠定理论和技术基础。供试黄瓜材料父本为‘秋棚(’P1),抗WMV;母本为‘欧洲八号(’P2),感WMV;以二者为亲本生产F1和F2,在F2代通过单粒传法获得120份重组自交系(recombinant inbred lines, RIL)群体(F6)。对亲本和重组自交系群体进行了苗期抗病接种,以病情指数为指标,进行了病毒的抗病性鉴定。结果表明:抗性基因的病情指数在黄瓜RIL群体中呈双峰分布,但峰形不对称。结合χ2测验结果得出黄瓜对WMV的抗性受隐性单基因控制,峰形上的差异可能由于田间调查的误差或是存在微效基因的修饰作用而引起。运用AFLP(Amplified Fragment Length Polymorphism,扩增片段长度多态性),SCAR(Sequence Characterized Amplified Region,特异性序列扩增)和BSA(Bulked segregant analysis,混合分离分析法)对黄瓜抗WMV基因位点进行分子标记研究。对两个亲本及抗感基因池进行AFLP扩增筛选,在64对E+3/M+3的AFLP引物中发现有8对AFLP引物在亲本和抗感基因池之间扩增出稳定可重复的DNA多态性。将这8对引物在120个RIL株系中进行验证并进行遗传连锁分析,结果只有引物E-ACT/M-CTT的一条多态性产物(E-ACT/M-CTT-427)与WMV抗性基因具有连锁关系,遗传连锁距离为8cM。将该AFLP标记成功转化成了共显性的SCAR标记。利用Jionmap3.0首次将该标记定位到已有的黄瓜遗传图谱上,该标记位于第Ⅱ连锁群上。对差异片段进行了克隆测序,结果显示抗感亲本在目标片段上的长度分别为427bp和421bp,只有两个差异碱基和6个“T”碱基的插入和缺失。分析所得到的差异片段的碱基序列后,发现该差异片段处于非结构基因区,没有完整的开放阅读框,且有连续的“T”碱基序列,根据结构特征推测该序列属于经反转录形成的假基因的一部分。本研究得到的AFLP和SCAR标记与抗病性紧密连锁,可以作为黄瓜抗WMV辅助选择的分子标记,将加快黄瓜抗病毒病新品种的选育进程并为黄瓜抗病毒基因的克隆和鉴定积累了一定的技术支持和理论基础。
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