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黄瓜叶色突变体遗传及连锁的分子标记研究



全 文 :理使植株发育提早,并促进雌性发育等结果是一致
的。 另外,试验中发现雌花和雄花对短日处理的反
应存在差异,这可能与雌花、雄花本身所固有的遗传
物质和代谢水平不同有关 [4]。 由于光周期同植物成
花的关系比较复杂 [5],所以关于西双版纳黄瓜成花
与光周期之间的关系还有待于进一步研究。
4 结 论
短日处理是诱导西双版纳黄瓜开花的有效方
法,并且随着处理天数的增加,其第 1 雌花节位提
早,雌花数量增多。试验发现利用 8 h/16 h的短日照
条件诱导 40 d 是西双版纳黄瓜成花的较理想条件,
诱导出的雌、雄配子具有正常活力,可直接应用于育
种实践。
参考文献
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黄瓜叶色突变体遗传及连锁的分子标记研究
王 全,陈正武,邢嘉佳,杜胜利,张桂华
(天津科润黄瓜研究所 天津 300192)
摘 要: 利用叶色正常(绿色)与叶色突变(黄色)黄瓜材料为亲本,配制正反交杂交一代(F1)、回交一代(BC1)及
F2代分离群体。 以此为试材,对黄瓜叶色突变的遗传规律进行研究,同时利用分子标记技术筛选与叶色突变基因紧
密连锁的分子标记。 对 F1、BC1及 F2后代中绿叶植株与黄叶植株比例进行统计,结果表明:叶片绿色对黄色为完全显
性,叶片黄色由 1 对隐性基因控制。 利用 AFLP 技术和 BSA 方法,筛选到 1 对引物组合在绿叶和黄叶亲本与绿叶和
黄叶池间同时表现多态性,绿叶亲本和绿叶池在大约 200 bp 处有 1 条特异条带,而黄叶亲本和黄叶池无带。 F2代验
证发现鉴定结果符合率高达 100%。
关键词: 黄瓜; 叶色突变体; 遗传规律; AFLP
Inheritance of Leaf Color Mutant and Molecular Marker Linked to
Leaf Color Gene in Cucumber
WANG Quan, CHEN Zheng-wu, XING Jia-jia, DU Sheng-li, ZHANG Gui-hua
(Tianjin Kenel Cucumber Research Institute, Tianjin, 300192, China)
Abstract: Normal green leaf color and a yellow leaf color mutant were used as parents to created F1,BC1,and F2 populations
to study the inheritance of yellow leaf color mutant and the molecular marker linked to the mutant gene. The results showed
that the yellow leaf mutant is conferred by a recessive gene,and normal green leaf color is completely dominant to yellow leaf
color. A polymorphic AFLP marker was found between the green and yellow leaf bulks. The green leaf parent and the green
leaf bulk had a approximately 200 bp fragment,and no fragment was amplified from the yellow leaf parent and the yellow leaf
bulk. The marker was confirmed to be 100% accurate by F2 individuals.
Key words: Cucumber; Leaf color mutant; Inheritance; AFLP
收稿日期: 2010-04-08
基金项目: 天津市农委成果转化项目(0702060); 国家“863”计划项目(2006AA10Z1A8)
作者简介: 王全,男,副研究员,主要从事黄瓜育种及推广研究。 电话: 022-23005528; 电子信箱: wangquan_tj@sina.com
通讯作者: 张桂华,女,副研究员,博士,主要从事黄瓜生物技术育种研究。 电话: 022-23005603; 电子信箱: zgh319@126.com.cn
试验研究中 国 瓜 菜2010,23(4): 3-5
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叶色突变是高等植物的一种常见性状突变,自
然诱发、理化诱变及组织培养中,均可诱发叶色突
变,这种由于体内叶绿素缺乏引起的叶色突变几乎
所有的作物都可产生 [1]。 对叶色突变进行研究具有
重要的理论意义。 它是研究植物光合作用、光形态
建成、 激素生理以及抗病机制等一系列生理代谢过
· ·3
材料
总数
/株
绿叶
/株
黄叶
/株
期望

χ2 P0.05
绿叶株×黄叶株
黄叶株×绿叶株
(绿叶株×黄叶株)×黄叶株
F2代群体
86
77
166
81
86
77
81
58
0
0
85
23
1 ∶ 1
3 ∶ 1 0.49** 3.84146
表 1 后代群体中叶色分离情况
王全等: 黄瓜叶色突变体遗传及连锁的分子标记研究 试验研究中 国 瓜 菜
图 1 叶色正常株(左)与叶色突变株(右)比较
图 2 回交 1代(F1×黄叶)群体幼苗子叶叶色分离
程的理想材料;同时利用此种突变体可延伸至功能
基因组学的分析,可较为直接而有效的研究基因功
能。 叶色突变在育种上也具有重要的应用价值。 鉴
于叶色突变性状极易识别,并且通常在苗期表达,将
叶色突变体作为标记性状用于良种繁育和杂交育
种,不但可以测定种子纯度,还可在苗期剔除受外
源花粉污染的种子和假杂种;由于某些叶色突变体
具有特殊的优良性状,因此除了作为杂交育种中的
标记性状外,也可在植物的遗传改良中为作物遗传
育种提供优秀的种质资源[2]。
对叶绿素缺失突变的研究开始较早,20世纪 30
年代就有报道[3]。 目前,国外已报道的非致死黄瓜幼
苗叶色突变体有 8 个:g,lg-1,lg-2,v,vvi,yc-1,yc-
2,yp[4]。 我国也发现了 4 种非致死黄瓜幼苗叶色突
变体[5-8]。 笔者从本单位 1 个高代自交系中发现了 1
株黄叶突变株,经过自交繁殖,发现该株系所有幼苗
子叶均为黄色;真叶颜色随着生长会逐渐转绿,但是
同其他绿色植株相比,叶色浅;所结黄瓜果实也表现
为黄绿色。 为弄清该突变体的遗传规律,笔者以叶
色正常株与突变株及它们的杂交后代、回交后代为
试材,通过观察叶色,对其遗传规律进行了研究,同
时筛选与其紧密连锁的分子标记,旨在为今后该突
变性状的充分利用提供理论依据。
1 材料和方法
1.1 材料
试验在天津科润黄瓜研究所生物技术室完成。
所用叶色正常和叶色突变材料由天津科润黄瓜研究
所陈正武研究员惠赠。
1.2 方法
1.2.1 后代各群体的配制及叶色分离统计分析
以叶色正常和叶色突变材料为亲本,配制正反交 F1
后代、回交 1 代和 F2代群体。 观察记载各分离后代
叶色分离情况,通过 χ2测定法进行显著性分析,验
证遗传规律。
1.2.2 与黄瓜叶色突变基因紧密连锁的分子标记分
析 黄瓜基因组 DNA 提取:采用 CTAB 法 [9]。 DNA
池的构建:F2 代单株提取 DNA 后,随机抽取 10 个
叶色正常(绿色)和叶色突变(黄色)单株 DNA,分别
等量混合,构建成绿色和黄色 DNA池用于分子标记
分析。 AFLP 分析:参照 Vos 等[10]的方法。 黄瓜基因
组 DNA 的酶切采用 Mse I 和 EcoR I 2 种内切酶;预
扩增引物采用不含选择性碱基的 M00和 E00。 选择
性扩增结束后,扩增产物在 5% 变性聚丙烯酰胺凝
胶上电泳分离,银染法进行染色。 分子标记筛选:对
亲本池(绿叶和黄叶亲本)及叶色池(绿叶和黄叶池)
进行 AFLP 扩增,同时在亲本池和叶色池间产生相
同多态性的引物组合即初步认为与黄瓜叶色突变基
因具有连锁关系;然后利用该引物组合对 F2代单株
进行扩增,进一步确认所筛选到的标记与目标基因
的连锁关系。
2 结果与分析
2.1 黄瓜叶色突变体遗传规律分析
以叶色正常和叶色突变材料为亲本(图 1),进
行正反交获得 F1代,观察发现,F1代单株均表现绿
色,全株上下无 1 片黄色叶,说明在该突变材料中,
控制叶色的基因是由核基因控制的,不受细胞质遗
传的影响,叶片绿色对黄色为显性。
对 166 个回交一代单株的叶色进行了统计,其
中 81 株为绿叶,85 株为黄叶,绿叶与黄叶比例符合
1 ∶ 1的分离比例(图 2)。 同时在 81个 F2代单株中,
绿叶 58 株,黄叶 23 株,表现出明显的分离,经 χ2验
证,基本符合 3 ∶ 1 分离比例,表明黄瓜叶片绿色对
叶片黄色为完全显性,叶片黄色由 1 对隐性基因控
制(表 1,图 3)。
[注] 表示差异极显著。**
· ·4
图 3 F2代群体幼苗子叶叶色分离
中 国 瓜 菜试验研究
2.2 与黄瓜叶色基因连锁的 AFLP标记筛选
以绿叶亲本、黄叶亲本和绿叶池、黄叶池为试
材,进行初步的引物筛选,共对 448 对 AFLP 引物进
行了筛选,筛选到在双亲间表现差异的 AFLP 引物
41 对 ,引物多态性比率为 9.15%;其中 1 对引物
E24/M70在亲本和绿叶池与黄叶池间具有相同多态
性(图 4)。
利用 E24/M70 引物组合对 F2 代单株进行了扩
增,从电泳分离结果可以看出,在所有绿叶植株中均
扩增出了目标条带,而黄叶植株均无此特异条带(图
5);该标记 E24/M70 在 F2 子代验证中与 F2 代的统
计结果符合率高达 100%,表明该标记与叶色基因
紧密连锁。
3 讨论与结论
据国内外文献报道,非致死黄瓜幼苗叶色突变
体有 13 个,其中国外报道了 8 个 [4],国内报道了 4
个[5-8]。 根据性状描述,笔者发现的该突变体的叶色
在整个生长期都表现为浅黄绿色,所结果实也为黄
色,与上述报道的突变体均不相同。 通过本研究,对
该突变性状的遗传规律有了全面的了解,该性状表
现为绿色对黄色为完全显性,叶片黄色由 1 对隐性
基因控制。 由于该叶色突变性状极易识别,并且在
苗期就已表达,若将该叶色突变体作为标记性状用
于良种繁育和杂交育种,可以测定种子纯度。 由于
叶片黄色是由隐性基因控制的,只有当其用作母本
的时候,才可以作为检测种子纯度的形态标记。 用
叶片黄色材料作为母本的一个缺点就是制种产量较
低。 目前笔者正在以叶色基因位点杂合的优异材料
直接作为母本进行新品种选育研究,一旦选育到符
合育种目标的新品种,其种子就具有了特有的叶色
标记,具有重要的应用价值。
参考文献
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图 5 引物 E24/M70对 F2代部分
F2代单株的多态性扩增
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 2122 23 24
图 4 筛选到的与叶色基因连锁
的分子标记 E24/M70
A-E 分别为不同的引物组合; 1. 绿叶亲本; 2. 黄叶亲
本; 3. 绿叶池; 4. 黄叶池。




1 2 3 4
A
1 2 3 4
B
1 2 3 4
C
1 2 3 4
D
1 2 3 4
E
王全等: 黄瓜叶色突变体遗传及连锁的分子标记研究
本 刊 启 事
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