全 文 ：‘口 艺 学 报
, 一
气一 一 ‘
· 一 , ‘
番茄耐热性相关的 和 标记筛选
许向阳 , 王冬梅 , 康立功 , 李景富
‘
东北农业大学园艺学院 , 合尔滨
摘 要 以番茄热敏感材料 和耐热材料 杂交产生的 个 单株为作图群体 , 应用
和 分子标记技术筛选得到与耐热性相关的 个 标记和 个 〕标记 , 对其耐热性遗传的
贡献率分别为 和 利用单标记法在第 和第 连锁群 几各检测到 个与耐热性有关的 。 利
用筛选出的 ’ 番茄耐热性显著相关的 个分子标记对 份番茄耐热
、
热敏种质资源进行 和 分
析 , 将 份番茄种质资源分成 组
,
耐热组和热敏组的分组准确率分别为 和
关键词 番茄 耐热性 数量性状位点 ’
中图分类号 文献标识码 文章编号 一 一 一
一 , 一 , 一 , 一 ‘
‘, ‘, 恻
, 刃 人“ 、 注 “ 。 走放 ,二 , 从 , 吞 ,门 , ’ ,
一 一
一
,
、 ‘ ,
一 一
一
毛 毛 , 一
一 , 群 , 一 一 ,
, 、
, ,
热胁迫是番茄 栽培中的一个普遍问题 。 春夏和秋季的高温胁迫常会
导致番茄生长发育不 良
, 果实商品性差 , 畸形果率高 , 坐果率低等现象 , 严重制约了番茄的生产与周
年供应 。
已有研究表明番茄耐热性表现出数量遗传特征 张福锁 , 。 作者利用耐热性差异较大的番
茄材料杂交后的 群体 , 应用 和 两种分子标记技术 , 分析与番茄耐热性紧密连锁的分子
标记 , 并对与番茄耐热性相关的 进行了初步定位 , 以期加速番茄耐热育种进程 。
材料与方法
分离群体的构建
以热敏感材料 为父本 , 耐热材料 为母本 , 配制杂交组合得到 代 。 从一个单株
收稿 日期 一 一 修 回日期 一 一
通讯作者 ‘, ,
, 。、、二 、 〕硬。 ‘ 。
,
, ‘ 一 , 。‘,川
园 艺 学 报 卷
的自交 中随机选取 株用于构建遗传连锁图谱 温室内播种育苗 , 育苗钵直径 川
,
培养土经
高压灭菌 温室内昼 夜温度为 ℃ ℃ 片真叶左右时取样进行耐热性鉴定及
、
检
测
、
耐热性鉴定
采用耐热性鉴定指标 —质膜透性进行耐热性鉴定
。 具体操作参考潘光辉和王 文强 的
方法 用直径 打孔器打取 片小圆片
,
在试管中准确加人 巧 去离子水 , 振荡 , 用
型电导仪测电解质渗出率 然后在 ℃恒温水浴中处理
,
测定 , , 最后置于
℃水浴中处理 , 冷却至室温后测定
、
每次测定均设 次重复 。 按如下公式计算 电解
质渗出率 一 。〕 一 。 。
总 的提取
取番茄的鲜嫩叶片 , 参照 , 、等 的 法提取亲本及群体的总 。
反应
根据 ,卜 〔,一 等 和 等 公布的番茄 引物序列 , 由上海生工生
物工程公司合成 对 引物 扩增采用 以 反应体系 , 包括模板 堪
· 林 一 ’
协 , 超纯水 林 , 缓冲液 林 , 氯化镁 , ,
· 二 一 ’ 林 , 引物 林。
· 一 ’ 协 ,
。 〔 · 一 ’ 林 , ’、酶
· 林 一 ’ 林 。 反应在 盯
一 ‘
,
’
, , ,
·
,
·
中进行 , ℃预变性 、 ℃变性 、
, ℃复性 , ℃延伸 次循环后
℃延伸 , , ℃下保存
产物加 林 甲酞胺双色缓冲液
· 一 ’嗅酚蓝 ,
· 一 ’二甲苯青 ,
·
,
一 ’ , 去离子甲酞胺 , 置于 盯
一 ‘
,
’ 。· 中变性 。 , 迅速放人冰水
混合物中冷却 。 产物在 电泳仪中 恒功率下
, 以 聚丙烯酞胺标准测序
胶为介质 , 以 为缓冲液 , 电泳分离 , ‘ 卜 , ,
快速银染后检测 。
反应
由上海博亚生物技术公司和上海生工生物工程公司合成 条 随机引物 扩增采用
林 反应体系 , 包括模板
· 林 一 ’ 林 , 超纯水 林 , 缓冲液 林 , 氯化镁
· 一 ’ 林 , 引物 林
· 一 ’ 协 , · 一 ’ 林 , 、酶
·
林 一 ’ 林 。 扩增反应在 一
‘
,
、
, 。 中进行 , ℃预变性 。 叫 ℃
变性 , ℃复性 , ℃延伸 循环 次后 ℃延伸 , ℃下保存
扩增产物用 琼脂糖凝胶进行电泳 电压 , 缓冲液中电泳 , 染色后在紫外
灯下观察结果 。
标记数据的收集及统计分析
对于 共显性标记 , 父本 的纯合带型记为 , 母本 的纯合带型记为 , 两亲
本的杂合带型记为 , 模糊或缺失数据记为 “ 一 ” 二 对于 显性标记 , 父本 的纯合带型记
为 八 , 母本 的纯合带型记为
, 模糊或缺失数据记为 “ 一 ” 。
分子连锁图谱的构建及 分析
利用 构建分子标记连锁图谱
,
和」用 、 ,
·
软件
进行 检测 , 将 乙 作为 存在的阑值 。
番茄耐热 、 热敏种质资源分析
番茄种质资源材料共 份 , 均为经多年生产实践验证的已知耐热与否的材料 , 详见表 。
期 许向阳等 番茄耐热性相关的 和 标记筛选
表 用于种质资源分析的番茄材料
品种或品系 来源
法国
品种或品系
巾
】
中
亚洲蔬菜研究发展中心
趁
以色列
美国
亚洲蔬菜研究发展中心
一 、
荷兰
亚洲蔬菜研究发展中心
以色列
。
以色列
来源
亚洲蔬菜研究发展中心
飞
美国 “
《拓 中
】
荷兰
荷兰
亚洲蔬菜研究发展中心
罗
韩国
以色列 一
荷兰
率
响
亚洲蔬菜研究发展中心
一
美国
荷兰
美国 】, ,
亚洲蔬菜研究发展中心
罗
美国 拓
《只 脚
】
巾
美国
法国
亚洲蔬菜研究发展中心
美国
亚洲蔬菜研究发展中心
以色列
亚洲蔬菜研究发展中心
罗
美国
中国台湾
,
亚洲蔬菜研究发展中心
罗
美国 ‘
荷兰
亚洲蔬菜研究发展中心
、
日本
亚洲蔬菜研究发展中心
罗
中国
脚
碎
荷兰
亚洲蔬菜研究发展中心
代 、 一
亚洲蔬菜研究发展中心
罗 代
美国
注 带 的为耐热品种
,
, ‘ 行
采用随机区组 , 每品种 次重复 , 每次重复 株 。 混合采集 个单株叶片提取 , 用筛选出
的与耐热性相关的分子标记采用 和 两种方法对 份材料进行标记分析 , 并对 份材料进
行遗传多样性分析 。
扩增反应均重复 次 , 取可重复和清晰的条带进行记录 。 将分子标记的电泳结果按照有带记
为 “ ” , 无带记为 “ ” 变成数据形式 。 将原始数据输人 软件中 。 用 程序中的
方法分析数据得到 相似系数 , 再用 方法处理得到的相似系数 , 创建系统进化树 。
该检验通过 测验和积矩相关性 的方法来评估矩阵间的相关程度 。
结果与分析
耐热性表型及其变异
耐热亲本 和热敏亲本 分别表现出稳定的耐热性和热敏感性 。 群体呈现近似正
态分布 图 , 峰度 , 偏度 , 均小于 , 这是数量性状遗
传的典型分布 , 此群体适合于 分析 。
园 艺
’、广 报 卷
质膜透性 , , 。 、 , 〔。
, 、, , ,二 。 。 。
图 群体质膜透性频率分布图
番茄耐热性的 和 检测
在用双亲和耐热
、
热敏两池进行 和 、 引物筛选后 , 从 对 引物中筛选出 对多态
性引物 , 从 条 引物中筛选出 条多态性引物 用上述多态性引物对 群体检测的结果表
明 , 各供试株系间相关条带存在明显的分离 图 , 图
图 石 在亲本及 群体部分株系中的多态性表现
, , 一 卜违单株
石 一
氏 一 叩一 一‘ 一、
图 在亲本及 群体部分株系中的多态性表现
一 单株 ” , ,长
,
别 了 即
, 一 了 〔 〕一 一一才 尸
与闽
番茄耐热性 定位与分析
经过 、 软件计算 ,
耐热性显著相关
, 其中 佰 石 定位在连锁群 一 上
,
有 个分子标记 , 一 和 , 石
一 定位在连锁群 一 仁
一
当
期 许向阳等 番茄耐热性相关的 和 标记筛选
值为 时
,
利用单标记法检测 , 共检测出 个与番茄耐热性相关的 。 一 位于连锁群 一
上 , 距离标记 切 。
, 乙 值为 , 可解释的表型变异率为 。 一 位于连锁群
一 上 , 距离标记 双 , 值为 , 可解释的表型变异率为 。
番茄耐热与热敏种质资源分析
用与番茄耐热性显著相关的 标记 石 对 份番茄材料进行 标记 部分单株结
果见图 用与番茄耐热性显著相关的 标记 石 对 份番茄材料进行 标记
部分单株结果见图
从图 和图 中可以看出 , 热敏材料的带型与母本 , 完全相同 , 而耐热材料的带型与父本 完
全吻合 , 分子标记的结果与田间鉴定结果表现出高度的一致性 。 应用 运算法则得到遗传相似
矩阵 , 相似系数的范围从 和 到 和 。 根据来自 和
数据的相似值 , 用 来描述本试验中番茄品种或品系间的关系 , 建立了系统进化树 图 。
一 单株
—
一 — 一 一 叫一一一一庵
图 石 在番茄材料中的扩增产物的电泳
“韶 毗 州 巧 初
〕一 布 』 田以
‘ 单株 , 一 ——— —
一
图 石 在番茄材料中的扩增产物的电泳
一 」 政 任《洲
价 州 石
卜 」 皿
由图 可见 , 份番茄材料被分为两大组 , 即热敏组和耐热组 , 前者中仅代号为 的材料属
于耐热型
, 分组准确率达 而耐热组中仅代号为
、 、
的材料属于热敏型 , 分
组准确率达 由此证明本试验所筛选出的两个标记是合理的 。
本试验只是对番茄耐热性 定位进行了初步探讨 , 由于所用的标记过少 , 还不能将 明确
定位在染色体上 。 要进一步定位番茄耐热性 位点 , 需要增加引物用量 , 构建永久作图群体 , 采
用多种标记方法 , 如多态性检出率更高的 标记等 , 构建饱和的遗传图谱 , 进行精细定位和图位
克隆 这些都有待于进一步研究
、
园 艺 学 报 卷
二一一一一一 ——
一州二
注
石
图 基于 和
相似系数
、 标记的 份番茄材料的聚类分析
耐热型 热敏型
臼
哭
一 一
, 一 , 、 。吓 一刀 、 。, ,
一
, , 刃 , 〔 , 。 , , 一。 ,
、 妙卿 。比。 。。 【 、二 晓 飞
,
伪 一
一 , 一
, 一 、, 一 、 一。一 、 、
、
, 一
潘光辉
, 王文强 电导法鉴定番茄耐热性与田间结果的比较 西南园艺
, 一
, , ,
, 叭 ,。 ,
, ‘沙
·
, 〕 · ,
一
一 , , ’ 一 、 乙 ℃一 , 。“ 阴 , 然‘
·
,加 ‘ , ,‘
群 , 一
, 一 叮 罗 一 一, 一 伟
, 一
一 、 ,
张福锁 环境胁迫与植物育种 北京 农业出版社