摘要
甜瓜（CucumismeloL.），是重要的葫芦科经济作物，在世界范围内广泛种植，因其独特的香气、鲜嫩多汁的口感以及丰富的营养价值，深受广大消费者喜爱。网纹甜瓜果实表面覆盖的栓化结构，形成类似浮雕的图案，在增加果实观赏性的同时，也在采摘和运输过程中为果实提供了保护，有效减缓了内部水分的散失，从而提高了果实的耐储性。明确甜瓜果皮网纹遗传规律，挖掘与其紧密连锁的主效位点，将为今后精确定位甜瓜网纹性状关键基因及其分子育种提供理论基础。 课题组前期基利用全基因组关联分析技术在甜瓜基因组2号染色体上发现了与甜瓜网纹性状关联的主效位点，为进一步验证该位点，本研究在此基础之上以网纹甜瓜M4-12为母本（P1），无网纹甜瓜M4-127为父本（P2），两亲本杂交后获得F1代，并自交获得F2代分离群体，于2022、2023年春季，在东北农业大学向阳试验实习基地开展田间试验。在授粉后不同发育时期对甜瓜果实表皮进行取样，制作石蜡切片，对两亲本不同发育时期果皮形态进行显微结构分析。对观察到的网纹表型数据进行整理分级，明确甜瓜果皮网纹性状的遗传规律，利用两亲本重测序数据在2号染色体上开发InDel分子标记，对2022和2023两年群体内各单株进行基因分型结合表型数据进行QTL分析，获得与甜瓜网纹性状紧密连锁的稳定主效QTL位点，本研究主要研究结果如下： （1）对2022年和2023年的亲本、F1和F2代群体果皮网纹田间数据调查，M4-12表现型为有网纹，M4-127表现型为无网纹，在F1代表型为有网纹，但网纹密度较M4-12低，说明网纹为不完全显性性状，对两年F2代群体果皮网纹密度进行分级，绘制频次分布直方图，发现两年F2代群体的果皮网纹密度分离趋势均符合正态分布，表现为数量性状遗传特征。 （2）通过对两亲本M4-12和M4-127授粉后六个阶段（0d、10d、20d、30d、40d、50d）的果实表皮形态进行石蜡切片观察。M4-12（果面网纹）在授粉后0d-50d，果实表皮细胞持续膨大且紧密排列，随着外表皮出现裂缝，栓化细胞不断向外增殖并填充裂缝，最终在果皮表面形成明显的网纹。M4-127（果面光滑）在授粉后0d-50d，表皮细胞逐渐膨大，细胞变得狭长且排列紧密，无网纹形成。 （3）依据前期课题组甜瓜网纹性状的全基因组关联分析结果，结合两亲本基因组测序数据，在甜瓜基因组2号染色体上2,249,872-27,051,692bp区间（约24.81Mb区间范围）内开发分子标记，共获得19对多态性InDel标记。对2022年和2023年F2代群体进行基因分型，构建遗传连锁图谱。2022年遗传连锁图谱遗传距离为107.1cM，标记间平均距离为5.64cM，2023年遗传连锁图遗传距离为101.7cM，标记间平均距离为5.35cM。 利用复合区间作图命令分别对两个年的表型数据进行QTL分析，2022年初步将网纹性状的主效QTL位点定位于标记Chr02-16408173和Chr02-19915977之间（约3.51Mb），该位点LOD值为13.67，贡献率为22.90%；进行遗传效应分析发现，LOD值最高处附近的标记为Chr02-17317925，显性纯和基因型网纹分级平均为3.9，隐性纯和基因型网纹分级平均为2.85，杂合基因型网纹分级平均为3.6。2023年将区间定位于标记Chr02-16408173和Chr02-18679926之间（约2.27Mb），该位点LOD值为27.68，贡献率为25.76%；进行遗传效应分析得出，LOD值最高处附近的标记为Chr02-18195408，显性纯和基因型网纹分级平均为3.6，隐性纯和基因型网纹分级平均为2.0，杂合基因型网纹分级平均为3.0。综合这两年的甜瓜果皮网纹性状主效QTL区间发现标记Chr02-16408173和Chr02-18679926之间（约2.27Mb）为两年共有的主效区间。
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