全 文 ：园 艺 学 报 2008，35(9)：1305—1309
Aeta Horticuhurae Sinica
茄子单性结实基因的遗传分析及 AFLP分子标记
刘富中 ，万 翔 一，陈钰辉 ，连 勇 ，宋 明
( 中国农业科学院蔬菜花卉研究所，北京 100081； 四川资阳农业局，~t)ll资阳641300； 西南大学园艺园林学院，
重庆400716)
摘 要：以茄子单性结实自交系 D 1O和非单性结实自交系03—2为试验材料 ，研究了单性结实基因的
遗传特性及其 AFLP标记。对杂交后代 F 、F 、BC 单性结实性表现型分离比例的分析表明，茄子 D一10的
单性结实性由单显性核基因控制，其基因符号用 Pat表示。采用 AFLP分析技术和改良BAS法，通过 512
对 E／M引物组合的筛选，获得 1个与茄子单性结实基因紧密连锁的AFLP标记 E75／M53-70，该标记与单性
结实基因间的遗传图距为 15．38 cM，可用于茄子单性结实性的鉴定和单性结实分子标记辅助育种，加速茄
子单性结实基因的转育和利用。
关键词：茄子；单性结实基因；遗传规律 ；AFLP标记
中图分类号：S 641．1 文献标识码：A 文章编号：0513—353X (2008)09—1305-05
Inheritance of the Eggplant Parthenocarpy and AFLP M olecular Marker
HU Fu．zhong ，WAN Xiang ，CHEN Yu．hui’
，
LIAN Yong ，and SONG Ming
( Institute ofVegetables＆Flowers，Chinese Academy ofAgricuhural Sciences，Beifng 100081，China； The Ziyang County of-
e ofAgricultural，Ziyang，Swhuan 641300，China； Department of Horticulture，Southwest University，Chongqing 400716，
Chira)
Abstract：Emphytic character and AFLP marker of eggplant parthenocarpic gene were studied by using
materials of parthenoearpie selfing line D一10 and non—parthenoearpie selfing line 03-2．Analysing the separated
rate of the parthenoearpic phenotype in Fl，F2 and BC l，we found that parthenocarpie gene of D一10 was con—
trolled by single dominant nucleus gene and named as Pat．Using AFLP and BSA techniques with 5 12 pairs of
E／M primers screening，we obtained one AFLP marker E75／M53—70 that linked with parthenoearpie gene．
The genetic distance was 15．38 cM， whieh could be used as parthenocarpie identification and molecular
marker．assisted selection．
Key words：eggplant；parthenoearpie gene；genetic regulation；AFLP molecular marker
研究茄子单性结实种质，弄清单性结实基因的遗传规律，对指导单性结实品种的育种工作，选育
耐低温、适宜保护地和露地早春栽培、优质无籽或少籽的茄子品种，具有重要的意义。有研究认为茄
子单性结实是由隐性基因控制 (Restaino et a1．，1998；田时炳 等，2003)。笔者发现了在低温下可
自然结果，形成无籽果实的圆茄单性结实材料，选育出了单性结实性状稳定的株系 D-1O等，并对其
特性进行了研究 (刘富中 等，2005)，但其遗传规律尚不清楚。目前，检测茄子单性结实的方法一般
采用自然逆境鉴定、蕾期去雄法和蕾期去柱头法 (田时炳 等，1999；刘富中 等，2005)，但对田间
大量单性结实植株的选择比较费时。本研究旨在探明茄子单性结实基因的遗传规律，以期为单性结实
收稿日期：2008—06—23；修回日期：2008—08—08
基金项目：国家自然科学基金项目 (30771475)；国家 ‘863’计划项目 (2006AAIOZIA6)；中央级公益性科研院所基本科研业
务费专项 (2060302-2-07)；农业部蔬菜遗传与生理重点开放实验室项 目 (2005-9)
{E—mail：lfzcaas@ 126．corn
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育种提供理论依据，同时采用集群分析法 (BAS)和高通量的AFLP分析技术，筛选与茄子单性结实
紧密连锁的标记，在苗期或直接用种子进行单性结实性的评价鉴定，缩短育种进程，为分子标记辅助
育种和基因克隆奠定基础。
1 材料与方法
I．1 材料
茄子单性结实自交系D一10，是由耐寒性强的圆茄单性结实株经自交选育而成。株高60 em，半直
立，开展度50～60 em，首花节位着生于主茎第 6～7节，果实扁圆，果皮黑紫色，有光泽，商品果
纵径8 em，横径 10 em，单果质量250～400 g。早熟，低温下坐果能力强，在开花结果期间日最低温
度变化在7～17 cC时，表现单性结实。
03-2是从圆茄地方品种中经多代单株系统选育出的非单性结实自交系。
MseI、EcoR I、T4．DNA连接酶为 NEW ENGLAND BioLabs公司产品；Taq DNA聚合酶为Promega
公司产品；dNTP、EDTA、Trise．base和 RnaseA为 Genievw公司产品；引物和接头购自上海生工生物
科技工程公司；Marker购自北京天为时代科技有限公司；CTAB为 Sigma公司产品。
1．2 单性结实性的遗传分析
试验于2003-2005年在中国农业科学院蔬菜花卉研究所试验地内进行。2003年用03—2(P。)和
D一10(P )配制杂交组合。2004年种植 F。代并自交、回交分别获得F 和BC。种子。
2005年在加温日光温室中育苗：2月 25日浸种催芽，3月 1日播种，4月 23日露地种植亲本
03-2、D一10、FI、F2、BCI，其中PI 39株，P2 36株，Fl(Pl×P2)25株，Fl(P2×P1)25株，F2
131株，BC．88株。
4月23日之前苗期的日最低温度变化为 l5～20℃，4月23日—5月 10日的日最低温度变化为
9～17 c，日平均最低温度 13．2 c。试验处理于4月28日_5月 10日的自然低温状态下进行，在花
朵开放前 1～2 d，用镊子去掉雌蕊的柱头，使其不能授粉，以诱使单性结实性的充分表达 (刘富中
等，2005)。
于5月25日调查单性结实的分离情况，去柱头后果实横径大于或等于4 em的是单性结实株，去
柱头后子房脱落、不膨大或果实横径小于4 em的是非单性结实株。根据 F。、F 代和 BC。代不同植株
单性结实性和非单性结实性的分离比，分析单性结实基因的显隐性，用适合性测验确定单性结实基因
的遗传方式。
1．3 基因组 DNA的提取
用亲本和群体材料的嫩叶提取总DNA。具体过程参照万翔等 (2005)的改良CTAB法。
取 1．5 mL的离心管管盖大小的幼嫩真叶2～4片，用液氮研磨成粉末，加 65℃预热的 750 IxL
2％ CTAB (内有0．2％PVP和4 IxL·mL B一巯基乙醇)，65℃水浴 1 h以上。
将离 t2,管取出冷却至室温，加氯仿／异戊醇 (体积比24：1)750 L充分混匀，18℃8 000 r·
min 离心 10 min。
取上清液，加入经4℃预冷的异丙醇600 txL，轻轻混匀，放人冰中或在 一20℃下沉淀至DNA沉
淀显现。
l8℃ 8 000 r·min 离心5～10 rain，取沉淀加4℃预冷的70％乙醇500 IxL洗涤，轻弹管壁将沉
淀弹松。l8。c 8 000 r·min 离 t2,4 rain，取沉淀加4℃预冷的70％乙醇500 IxL再洗涤一次，轻弹管
壁。
l8 oC 8 000 r·min 离 t2,4 min，倒出70％乙醇，自然风干。加 100 IxL 10 mmol·L TE溶解。
加 1％体积的RNase(10 mg·mL )，37 clC水浴 1～2 h，最后 一20℃保存用于AFLP分析。
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9期 刘富中等：茄子单性结实基因的遗传分析及 AFLP分子标记
1．4 单性结实和非单性结实池的构建
根据 F，群体开花结果期单性结实性的调查结果，选取 15个单性结实单株和 15个非单性结实单
株，分别将其 DNA等量混合构建单性结实池和非单性结实池。
1．5 AFLP分析
采用在 Vos等 (1995)分析基础上优化的AFLP技术体系 (万翔 等，2005)。用 EcoR I-MseI两
种限制性内切酶进行酶切，酶切基因组 DNA用量为 100 ng，酶切一连接适宜时间为 10 h，预扩增产
物适宜稀释倍数为30～50倍。选择性扩增结束后在 6％的变性聚丙烯酰胺凝胶上电泳分离扩增产物，
银染法进行染色。
1．6 分子标记筛选及验证
先利用父母本进行引物初选。同时以父母本植物学性状相近的自交系各 5株的 DNA，分别混合
成单性结实池和非单性结实池，与亲本同时进行谱带表现有差异的引物组合的筛选。将初筛出的表现
有差异的引物组合在单性结实池和非单性结实池上初步验证，若表现一致，即初步认为该标记与单性
结实基因连锁。
进一步扩大到整个F 群体及F．群体进行验证，
带者赋值为0，不清楚或数据缺失者赋值为 “+”，
的连锁距离。
2 结果与分析
2．1 茄子单性结实性遗传分析
统计多态性条带的分离情况。有带者赋值为1，无
采用软件 JoinMap3．0分析标记与单性结实基因间
用单性结实品系与非单性结实品系杂交，亲本、F 、F 和 BC 植株单性结实性状的分离情况及遗
传分析结果见表 1。
表1 茄子亲本及后代单性结实性状的分离
Table 1 Segregation of parthenocarpy in parents，Fl，F2 and BCl generation
非单性结实亲本 P。去除柱头后子房不能正常膨大，萎蔫或停止生长，坐果率为0，单性结实率为
0，表现为完全非单性结实性。
单性结实亲本P 及其与非单性结实亲本 P，的杂交种 F。，蕾期去柱头后果实均能正常生长发育，
果实内无种子，表现为完全单性结实，说明单性结实性表现为显性，非单性结实性表现为隐性。
正交 (P ×P )组合中，F 表现为单性结实性，反交 (P ×P )组合中，F 也表现为完全单性
结实，正反交结果一致，说明该性状受细胞核基因控制。
F 群体中，单性结实与非单性结实株分离比例接近3：1，经 测验，概率值均大于0．05。
BC 群体中，单性结实与非单性结实性的分离比例接近 1：1， 测验不显著。
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以 上 结果表明 ， 茄子单性结实品 系 D ． 10 的单性结实性 由单显性核基 因控制 ， 定名为 P a t。
2． 2 A F L P 多态性引物 的筛选
利用 108 对 A F L P 引物组 合对亲本和所建 自交系单性结实池和非单性结实池进 行筛选 ， 从 中筛选
出 22 对有差异的引物 ， 其中只有 一 对 引物 E 37／M 4 4 在亲本与池 间表现 一 致 ， 认 为其可 能是所求分子
标记 。
将该 引物进 一 步用在 F ，群体所建立 的单性结实池 和非单性结 实池上 进 行验证 ， 结 果并未发现表
现 一 致 的差 异 。 可 能是所建池 中有 交换单株影 响 ， 于 是改池 为组 。 在 F ：群体 中选 取单性结实和非单
性结实各 5 株 分别组 成单性结实组 和非单性结实组 ， 对 人 选 引物 E 37／M 4 4 进 行单株验证 。 结果在单
性结实组 中差异谱带表现 不 一 致 ， 表明 E 37／M 4 4 不是所求分子标记 。
扩 大引物组 合达 5 12 对 ， 利用 亲本对 E + ，／M + ，和 E + ：／M + ：引物进行筛选 ， 获得有差异的引物组合
后 ， 直接对单性 结实组 和非单性结实组 中的单株进 行验证 ， 以避免交换单株 的影 响 ， 最终筛选到 1 对
表现 较 一 致 的引物组 合 E 75／M 5 3 。 该引物表现 为单性结实有带 ， 非单性结实无 带 ， 大小 为 70 bp。 因
此 ， 初步认 为该 引物可能与单性结实基 因连锁 。
2． 3 与单性结 实基 因连锁的分 子标记 的获得
为进 一 步确定 E 75／M 53 ． 70 标记 的正 确性 及其与单性结 实基 因的连 锁关 系 ， 将其对 P 。 、 P ： 、 F 。 、
F ：群体的单株进行验证 。 结果表 明 ， 引物 E 75／M 53 在单性 结实亲本 中均表现 为有带 ， 在非单性 结实
亲本中无带 ， 在 P 。 × P ! 的 F ．中均表现 为有带 ， 与单性结实亲本 中的带 一 致 (图 1 )。
用 引物 E 75／M 53 对 1 17 个 F ：群体的单株进行验证 ， 统计清晰可 见 的带数 。 结果表明 (图 1 )， 在
F ：群体中 ， 有 17 株发生 了交换 ， 交换率为 0 ． 15 。
E 75／M 53 引物扩增 特 征 片 段 和 单 性 结 实 基 因 的分 离 一 致 ， 经 ∥测 验 ， 得 P = 0． 277 < 毹。， =
3 ． 84 1 ， 差异 不显 著 ， 符合 3 ： 1 规律 ， 说 明该标记 与单性 结实基 因 紧密连锁 。 这 一 结果也 进 一 步从 分
子水平上 验证 了根据 田 间表型进行遗 传分析结果 的正 确性 。 经 J oin M ap3 ． 0 统计处理 ， E 75／M 53 - 70 与
单性结实基 因间的遗 传图距 为 15 ． 38 cM 。
图 1 E 75／M 5 3 在 父 本 、 母 本 、 F I 、 F 2 单株 中的验 证
P ! ： 单性结 实 亲本 ； P ． ： 非 单性结实亲本 ； 1 ～ 29 为单性结实株 ； 30 一 4 2 为非单性结实株 ；
5 、 18、 19 、 22 、 24 、 26 、 27 ． 28、 29 、 4 1 为交换单株 ； M ： m arker；
箭头指 示 标记 带 。
F ig? 1 V erification ofprim er E 75／M 5 3 in fem ale parent， m ale parent。 F l and F 2 plants
P ： ： P arthen ocarpie parent； P J ： Non - parthenocarpie paren t； l 一 29 ： P arthenocarpic plants ；
30 一 4 2 ： Non — parthenocarpic plan ts ； 5 ， 18， 19 ， 22 ， 24 ， 26 ， 27 ．
28． 29 ． 4 1 ： C ross— over plants ； M ： M arker ；
A rrow indieates the m arker band．
80 bp
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9期 刘富中等：茄子单性结实基因的遗传分析及 AFLP分子标记 1309
3 讨论
有关茄子单性结实的遗传报道不多，一般认为是由隐性基因控制的 (Restaino et a1．，1998；田时
炳 等，2003)，且单性结实性状的遗传不符合 “加性一显性”遗传模型，存在着非等位基因间的上
位作用 (田时炳 等，2003)。
本试验通过单性结实亲本与非单性结实亲本的F 、F2及 BC，分离后代的研究表明，以单性结实为
亲本配制的F 代均表现为单性结实。F 群体中单性结实与非单性结实株分离比例符合 3：1，BC。群体
中单性结实与非单性结实性的分离比例接近 1：1，经适合性测验不显著。因此，可认为茄子单性结实
品系D-10的单性结实性由单显性核基因控制，定名为 Pat。这表明茄子单性结实的遗传机制较复杂，
存在多个单性结实基因的控制，不同材料的遗传特性不尽相同。
分子标记可极大加速有益基因的遗传转育，但目前尚未有茄子单性结实基因标记的报道。本研究
中通过 F 分离群体在国内外首次获得 1个与茄子单性结实基因连锁的 AFLP标记 E75／M53-70，该标
记表现为单性结实有带，非单性结实无带，与单性结实基因间的遗传图距为 15．38 cM。利用该标记
可在苗期从 DNA水平上对茄子材料进行单性结实性鉴定，减少大量的田间筛选工作，并可用于茄子
分子标记辅助育种，提高育种效率，该研究结果为进一步克隆所获得的茄子单性结实基因、研究其表
达和调控机制奠定了良好的基础，并将促进我国茄子单性结实基因的转育和利用，加速茄子的育种进
程。
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