摘要
花生（ArachishypogaeaL.）是重要的油料和粮食作物之一，在世界范围内广泛种植，我国是花生的主产国。高产、优质一直是花生育种的主要目标。种皮颜色是花生重要的农艺性状，也是影响其品质的重要因素。花生种皮颜色变异丰富，有粉色、红色、白色、黑色等，彩色花生多用于食品、保健品开发，较普通花生具有更高的商品价值。白色种皮花生较为罕见，现有的白色花生产量较低，没有得到大面积推广。目前，对于控制花生白色种皮颜色的基因还不清楚，定位并鉴定控制花生白色种皮颜色基因，对培育白色种皮的高产优质花生品种具有重要意义。 本研究以白色和粉色种皮花生品种配置杂交组合，构建分离群体，并对F1、F2后代材料表型进行统计分析。利用集群分离分析测序法（BSA-seq）筛选与白色花生种皮紧密连锁的分子标记，对花生白色种皮性状进行定位，同时对候选区间内的关键基因进行分析，为克隆调控花生白色种皮的候选基因奠定了基础。主要研究结果如下： 1．对白色和粉色种皮花生杂交后代进行表型分析，发现F2代性状分离符合一定的规律。白色种皮性状是由不同基因控制的，本研究采用两个不同杂交组合进行分析。组合1利用FZ001（白色种皮）为母本，济花8号（粉色种皮）为父本进行杂交，F1代真杂交种与母本颜色一致，均为白色，F1代自交之后，F2代白色种皮:粉色种皮为3:1，符合由单基因控制的分离比，表明白色花生种皮颜色是由一对显性基因控制，命名为ahWSC1。组合2利用G06G（粉色种皮）为母本，开农白（白色种皮）为父本进行杂交，F1代自交后，得到202个F2代单株，F2代粉色:中间型:白色为3:12:1，根据后代分离比例可以推测花生种皮颜色由两对隐性基因控制，命名为ahWSC2和ahWSC3。 2．根据F2代花生种皮颜色的表型，分别选取20株白色种皮花生和20株粉色种皮花生构建极端池，通过BSA测序分析，将控制FZ001白色花生种皮候选基因初步定位在Chr15:143-155Mb区间内。控制开农白花生种皮颜色的候选基因初步定位在Chr03:23.6-134.8Mb区间内。 3．为进一步缩小定位区间，根据BSA分析，在组合FZ001×济花8号的Chr15号染色体候选区间内设计了65对InDel分子标记，共筛选出15个在子代群体中多态性较好的分子标记，将控制花生白色种皮颜色的基因定位在Chr15:151-153.1Mb的区间内，其贡献率为31.6%，LOD值为40.4，此区间内共有128个候选基因。根据BSA分析，在组合G06G×开农白花生的Chr03号染色体的定位区间内设计86对InDel分子标记，共筛选出16对InDel分子标记在亲本中存在多态性。利用这些分子标记在F2群体中进行验证，将控制花生白色种皮的基因控制在Chr03:108.4-110.8Mb区间和Chr03:119-120Mb区间内，贡献率分别为20.3%和17.0%，LOD值分别为11.97和8.27，此区间内分别有42个和38个候选基因。 4．为进一步确定候选区间内调控花生白色种皮颜色的候选基因，分别构建亲本和后代极端材料的转录组文库并进行RNA-seq测序。通过生物信息学分析，发现在组合FZ001×JH8的候选区间内存在2个在白色种皮和粉色种皮中表达差异量显著的基因Arahy.57FMZL和Arahy.DK9749基因，分别编码transcriptionfactorbHLH68和MYB-likeproteinI；在组合G06G×KNB花生的108.4-110.8Mb区间内，存在两个与类黄酮途径相关的基因Arahy.ES58RZ和Arahy.SWJY0L，分别编码WD40和bHLH转录因子，在119.7-120.6Mb区间内，基因Arahy.Q9HDNE与类黄酮合成途径相关联，编码F-boxandWD-40domain蛋白。
NETL