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旱黄瓜种子萌发期抗旱性鉴定及SNP分子标记开发

周国彦

旱黄瓜种子萌发期抗旱性鉴定及SNP分子标记开发

周国彦1
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作者信息

  • 1. 河北科技师范学院
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摘要

旱黄瓜又称华南型黄瓜,口感脆嫩,清香味浓郁,深受消费者喜爱。干旱是影响旱黄瓜生长发育并导致产量降低最为普遍的非生物胁迫因素之一,选育耐旱优良旱黄瓜品种,是栽培节水和减少干旱损失的有效途径。本研究以33份旱黄瓜种质资源为试材,通过对发芽期种子相对发芽率、相对发芽势、萌发抗旱指数、萌发胁迫指数、活力抗旱指数等指标的综合分析与评价,首先筛选出抗旱性强(抗旱型)和抗旱性弱(敏感型)的黄瓜种质资源;以抗旱型和敏感型材料为试材,利用转录组测序技术、差异基因鉴定、富集分析、SNP 变异位点检测与分析等方法最终筛选出9个旱黄瓜抗旱性状相关SNP分子标记,以期为旱黄瓜抗旱性种质资源评价与鉴定提供理论与技术支持。主要研究结果如下: 1. 利用15% PEG6000模拟干旱,通过33份旱黄瓜种质资源种子期相对发芽势、相对发芽率、萌发抗旱指数、胁迫指数及活力抗旱指数等 5 项指标采用模糊隶属函数法进行综合抗旱性评价,隶属值≥ 0.6 的为抗旱型材料,0.6gt; 隶属值≥ 0.2 的为中抗旱型材料,隶属值 lt; 0.2 的为弱抗型(敏感型)材料,最终筛选出抗旱型材料为新唐山秋瓜、绿玲珑、顶瓜瓜668、优秀,敏感型材料为吉杂四号、迎春黄瓜、海诺瑞特美玉、中农翠绿1号、妍丑和甜香脆。 2. 选用抗旱型旱黄瓜‘优秀’(DT)和敏感型旱黄瓜‘海诺瑞特美玉’(DS)为试材,利用PEG模拟干旱对种子进行处理,选取发芽前期和发芽后期两个阶段样品进行转录组测序。结果表明,发芽前期响应干旱的差异基因在抗旱型和敏感型旱黄瓜中上下调基因数量差异较大,高达10倍,是抗旱基因挖掘的重要数据库;其中抗旱型材料发芽前期干旱诱导较对照(DT1_TvsDT1_CK)鉴定到727 个上调和 345 个下调差异基因,敏感型材料发芽前期干旱诱导较对照(DS1_TvsDS1_CK)鉴定到1226个上调和111个下调差异基因;KEGG富集联合分析鉴定到富集于亚油酸代谢( csv00591 )通路、戊糖、葡萄糖醛酸转换(csv00040)通路、苯丙素的生物合成(csv00940)通路以及植物激素信号转导(csv04075)通路上的20个抗旱关键候选基因。 3. 基于干旱诱导下抗旱型与敏感型黄瓜转录组数据开发全转录组水平的SNP分子标记,通过GATK进行变异位点检测与筛选,根据SnpEff注释信息对变异位点分析;结合转录组中KEGG显著富集通路上的差异基因与SNP变异位点数据进行整合分析,最终筛选出 CsaV3_4G023820、CsaV3_2G006420 以及CsaV3_2G025090三个基因上的9个旱黄瓜抗旱性状相关SNP分子标记。

关键词

旱黄瓜/抗旱性鉴定/分子标记/品种选育

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授予学位

硕士

学科专业

农艺与种业

导师

武春成/李劲松

学位年度

2023

学位授予单位

河北科技师范学院

语种

中文

中图分类号

S6
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