摘要
梅花(Prunus mume Sieb.et Zucc.)是中国传统名花，具有重要的文化及经济价值。培育集合多种优良观赏性状的新品种是梅花产业发展的关键，目前梅花新品种育种工作主要采用传统杂交育种途径，然而木本植物童期较长，此外观赏性状遗传机理复杂，直接找到控制这些性状的关键基因十分困难。通过构建高密度遗传连锁图谱及QTL定位分析，是找到控制复杂性状的关键遗传因子和紧密连锁分子标记的重要方法，但其在梅花中研究较少。为了挖掘控制梅花花色、花型、花瓣数、垂枝等性状的遗传因子及候选基因，本研究利用性状分离良好的‘六瓣’ב粉台垂枝’F1群体为试验材料，通过SLAF-seq技术进行大规模分子标记开发并构建了梅花高密度遗传连锁图谱，然后对F1群体这些观赏性状进行QTL分析及候选基因的挖掘。由于垂枝性状为木本植物特有性状，后续重点对其进行了精细定位及候选基因的挖掘。主要结论如下: (1)通过梅花杂交试验获得了在株型、花色、花型均有明显分离的F1作图群体‘六瓣’ב粉台垂枝’，该群体大小为387。在此基础上，利用SLAF-seq技术对梅花进行全基因组范围分子标记的开发，构建了梅花标记密度最大的一张遗传连锁图谱，共有8条连锁群，包含遗传标记8,007个，标记间平均遗传距离为0.195cM。其中2号连锁群上标记数量最多为1,722个，遗传距离为263.84cM，6号连锁群上标记数量为698个，遗传距离为142.48cM。总图距为1,550.62cM，覆盖梅花基因组64.31％，最终图谱上的SLAF标记在F1作图群体中的平均完整度为96％。 (2)基于构建的梅花高密度遗传连锁图谱，采用复合区间作图法对梅花‘六瓣’ב粉台垂枝’F1群体15个生长、株型、花部相关重要性状进行了QTL定位分析。共检测到66个QTLs位点，利用梅花基因组注释信息筛选出58个可能的候选基因。 (3)对垂枝梅与直枝梅枝条不同部位及发育阶段细胞结构、木材成分以及激素水平3个生理层面的差异进行了分析。发现垂枝梅与直枝梅在枝条近远轴面细胞排列、木质化程度均存在差异，且在垂枝梅枝条木质部细胞中存在淀粉体的缺失;木质素含量测定结果表明直枝梅枝条近轴面木质素含量比远轴面低，垂枝枝条近轴面木质素含量比远轴面高，田间观察发现梅花枝条生长初期并未表现出明显的垂枝表型，而在木质化过程中垂枝表型越来越明显，推测垂枝性状形成可能与枝条木质化过程的差异有关;采用液相质谱的方法对5个发育阶段垂枝梅和直枝梅枝条不同部位激素水平进行比较分析，推测ABA、GA3可能与垂枝表型形成有关。 (4)根据垂枝性状遗传分析结果推测梅花垂枝性状可能由一个主效基因和一个或者多个微效基因共同控制。在此基础上采用三种统计分析方法将垂枝性状定位到梅花7号染色体10.54Mb-11.68Mb区域，同时10个SLAF分子标记被认为与梅花垂枝性状紧密连锁。在前期生理试验结果的基础上对垂枝候选区域进行候选基因筛选。最终，9个可能与枝条木质化相关，参与细胞壁及纤维素合成与降解的结构基因/酶类，以及9个被预测参与基因的转录调控的基因被推测与梅花垂枝性状形成相关。 本研究构建的梅花高密度遗传连锁图谱将为后续重要性状的定位奠定基础，15个梅花重要性状QTL分析对指导这些复杂性状的分子育种具有重要意义，而垂枝性状的精细定位将为后续找到控制垂枝性状的基因奠定基础，同时为木本植物其他重要性状的定位提供一种研究策略。
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