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黄瓜矮生突变体M02的生理特性分析及突变基因(dw-2)的初步定位

刘梦迎  李玉红  
【摘要】:【目的与意义】矮化育种是现代多种作物高产育种的一个重要途径,矮化突变体是研究矮化基因和获取新矮化资源的理想材料。对矮化突变体生进行生理特性分析和基因初步定位,有助于了解矮化机制和挖掘新矮化基因,为其在遗传育种中的应用奠定基础。【材料与方法】矮生突变体M02来自黄瓜EMS突变体库,其开放环境下成株期的株高约为野生型的1/3到1/2。以野生型为对照,对突变体的植物学性状、生理特性进行了测定和分析;并利用石蜡切片技术,对突变体和野生型进行组织学观察;构建了M02与GY14和9930的2个F_2作图群体,对其突变基因dw-2(暂命名)进行了遗传规律分析和基因的初步定位。【结果与分析】与野生型相比,突变体的茎粗与节间数与野生型无显著差异,而节间长度显著低于野生型,说明节间长度的短缩是造成M02矮生的主要原因。组织显微结构显示,突变体维管束的数量和导管的直径与野生型无显著差异;突变体的茎节间细胞明显变小,细胞数目略有补偿,说明细胞变小是造成节间短缩的主要原因。突变体的叶色在自然光下比野生型颜色深,但叶绿素含量和叶绿素荧光值在突变体与野生型之间并无明显差异。对dw-2的遗传规律进行分析,结果表明,正常型与矮生的遗传分离比接近3.5:1,说明突变体M02的矮生性状是由一个单基因控制的隐性质量性状。利用BSA(分离群体分组分析法)分析法从283对亲本间具多态性的SSR引物筛选出8对基因池间多态性引物,又以93株M02与9930杂交的F_2群体作为定位群体进行连锁分析,初步将dw-2基因定位在2号染色体1Mb的区间内;为了进一步定位,利用Mutmap方法对突变体进行了全基因组测序、比对和分析,并设计了6对dCAPS标记,最终将dw-2定位区间缩小至113Kb,其侧翼标记为NWdCAPSM02-1和NWdCAPSM02-2,共分离标记为NWCAPSM02-1;通过与NCBI和葫芦科数据库比对,在113Kb定位区间内没有矮化相关基因报道。【结论】黄瓜突变体M02的矮生性状是由一个单基因控制的隐性质量性状,该基因被定位在2号染色体上,其侧翼标记为NWdCAPSM02-1和NWdCAPSM02-2,共分离标记为NWCAPSM02-1。dw-2基因导致矮化的主要原因与细胞变小有关。

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