论文部分内容阅读
黄瓜（Cucumis sativus L.）是重要的世界性蔬菜作物之一。DNA分子标记技术的广泛应用推动了黄瓜育种工作的进程,主要体现在遗传图谱的构建、种质资源的遗传多样性和亲缘关系的明确、分子标记辅助育种及种子纯度鉴定等方面。迄今为止,黄瓜基因组学研究主要是围绕核基因组开展的,而对细胞质基因组的研究较少,尤其是线粒体基因组。黄瓜线粒体基因组结构复杂且具有丰富的遗传变异。由于黄瓜线粒体遗传没有明确的遗传表型性状,其线粒体基因组相关标记的开发及应用未见报道。目前,已有研究表明黄瓜线粒体基因组的遗传方式为父系遗传,利用此单性遗传特点开发分子标记,可以用于检测杂交过程中线粒体的来源。此外,不同生态类型的栽培黄瓜在核基因组上存在一定的差异,但其在线粒体基因组序列上是否有差异也未见报道。SSR标记具有在基因组中分布均匀、重复性好、多态性高、操作简便等优点,被广泛地运用于生命科学的各领域中。因此,在黄瓜线粒体基因组中开发SSR标记,对于线粒体相关研究具有重要意义。黄瓜线粒体基因组于2011年完成测序,存在着大量的短重复序列,为黄瓜线粒体标记开发奠定了基础。本研究基于黄瓜线粒体基因组序列,开发了 SSR分子标记,并对这些标记通用性和多态性进行了研究,结果如下:1.基于已测序的栽培种黄瓜线粒体基因组序列,采用生物信息学方法设计线粒体SSR（mtSSR）分子标记,并对设计的引物进行分析;以高代自交系’北京截头’和黄瓜近缘种（西瓜、西葫芦和甜瓜）为材料,验证引物的特异性和有效性以及检测引物在瓜类作物中的通用性。结果表明:在1556 kb的黄瓜线粒体基因组序列中设计并合成了 71对黄瓜线粒体基因组SSR特异引物,且它们都处于基因间隔区;经BLAST比对和试验验证,71对引物都是黄瓜线粒体基因组上的特异引物。通用性结果显示,在71对引物中,9对在西瓜中有扩增产物,18对在西葫芦中有扩增产物,21对在甜瓜中有扩增产物;有扩增产物的引物经BLAST比对,它们分别与西瓜、西葫芦和甜瓜线粒体基因组中的序列完全匹配,说明mtSSR引物具有种间和属间通用性,即mtSSR的侧翼序列具有较强的保守性。这些线粒体引物可用于黄瓜及其近缘种的线粒体遗传研究。2.以不同生态型的黄瓜品种为材料,对mtSSR引物进行筛选,并利用多态性的引物对人为掺假的黄瓜F1种子进行纯度检测。结果表明:以30份黄瓜品种为材料,从71对标记中,筛选出了 4对呈现出多态性的引物。黄瓜F1种子纯度鉴定显示杂种F1种子的带型与父本的一致,可将掺入杂交组合中的假种子区分开。经田间试验验证,分子标记检测与田间鉴定结果一致性达99.57%,可用于黄瓜杂交种种子纯度的鉴定。本研究结果表明线粒体基因组特异序列SSR标记能够准确地鉴定黄瓜杂种一代种子。