全 文 ：园 　艺 　学 　报 　2008, 35 (4) : 543 - 546
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2007 - 12 - 10; 修回日期 : 2008 - 03 - 07
基金项目 : 黑龙江省科技攻关项目 ( GA06B10328) ; 黑龙江省博士后基金项目 (LBH2Z05032)3 通讯作者 Author for correspondence ( E2mail: qzw303@1261com)
黄瓜瓜把长度 QTL定位的研究
王桂玲 , 秦智伟 3 , 周秀艳 , 赵咫云
(东北农业大学园艺学院 , 哈尔滨 150030)
摘 　要 : 利用长瓜把的黄瓜自交系 129与短瓜把的 Z3杂交衍生的 F2株系 , 检测与瓜把长度相关的
QTL。DNA从 F2株系提取 , 并且利用 SSR引物对其进行扩增。总共有 5个呈现清晰、可重复的多态性分子
标记用于 QTL检测。结合瓜把数据 , 利用 Mapmaker 310b构建基因连锁图谱 , 运用 W indows QTL Cartogra2
pher V210 检测 QTL。LOD 大于 2 作为 QTL 存在的阈值。 4 个来自于同一个连锁群的分子标记
CSW GATT01B、CSW GATT01C、CSCT335 和 CSW GATT01A 与瓜把长度显著相关。Q chl1 与分子标记
CSW GATT01B、CSW GATT01C紧密连锁 , 与二者分别相距 314 cM 和 1810 cM , 且变异贡献率为 18149%。
关键词 : 黄瓜 ; 瓜把长度 ; SSR; QTL
中图分类号 : S 64212　　文献标识码 : A　　文章编号 : 05132353X (2008) 0420543204
M app ing Quan tita tive Tra it L oc i Influenc ing Cucum ber Carpopod ium
L ength Using S im ple Sequence Repea t M arkers
WANG Gui2ling, Q IN Zhi2wei3 , ZHOU Xiu2yan, and ZHAO Zhi2yun
(D epartm ent of Horticu lture, N ortheast A gricultural U niversity, Harbin 150030, China)
Abstract: A F2 population derived from 129, a cucumber inbred line with long carpopodium, and Z3, a
cultivar with short carpopodium, was used to identify quantitative trait loci (QTL ) associated with cucumber
carpopodium length. DNA was extracted from F2 p lants and amp lified using simp le sequence repeat ( SSR )
marker. Five polymorphic SSR markers were used for QTL detection and construct the genetic linkage map u2
sing Mapmaker 310b. QTL s were detected with W indows QTL Cartographer V210. Four markers
CSW GATT01B , CSW GATT01C, CSCT335 and CSW GATT01A that came from one linkage group significantly
associated with carpopodium length. Q chl1 was linked with SSR markers CSW GATT01B and CSW GATT01C
by 314 cM and 1810 cM , respectively. It exp lained 18149% of phenotyp ic variation.
Key words: Cucum is sa tivus; carpopodium length; SSR; QTL
黄瓜瓜把的长短是其重要的商品性状之一。国外的黄瓜优良品种瓜把极短或无 , 而国内品种变化
很大。国家 ‘九五 ’科技攻关对黄瓜品质指标要求瓜把长度小于瓜全长的 1 /7。马德华等 ( 1994)
进行了黄瓜主要品质性状的配合力分析 , 发现瓜长、瓜把长和瓜粗等均为数量性状遗传。顾兴芳等
(1994) 研究了黄瓜瓜把长度的遗传规律 , 认为其遗传以加性效应为主 , 受环境影响较小。然而 , 在
传统的黄瓜品质育种中 , 对瓜把性状的选择是通过表现型间接对基因型进行选择 , 需要果实发育到成
熟期才能进行 , 并且瓜把长度是数量性状 , 表现型与基因型之间缺乏明确的对应关系 , 选择效率不高。
本研究采用 SSR分子标记技术 , 对黄瓜瓜把长度的 QTL进行定位 , 以期得到控制主效 QTL的分
子标记 , 从而用来对苗期黄瓜材料进行筛选 , 缩短育种周期 , 加快黄瓜品质育种进程。
园 　　艺 　　学 　　报 35卷
1　材料与方法
111　群体构建
用亲缘关系较远的黄瓜自交系 129 (长瓜把 ) 和荷兰温室黄瓜 Z3 (短瓜把 ) 作为亲本 , 构建
( Z3 ×129) F2代分离群体。于同一日期摘取同一节位上的成熟商品瓜 , 将黄瓜纵切 , 测量近瓜把处
不含心腔部分的长度 (顾兴芳 等 , 1994)。参照 M ichelmore等 (1991) 提出的 BSA法 , 从 F2群体中
选取长瓜把、短瓜把各 10个单株 , 构建近等基因池。
112　SSR分子标记筛选
黄瓜叶片总 DNA提取采用 SDS法 (王关林和方宏筠 , 2002) ; 用 86对 SSR引物首先对亲本进行
筛选 , 得到 18对有差异的引物 ; 用这 18对引物对所建立的 DNA混合池筛选 , 共得到 5对有差异的
引物 ; 再用这 5对 SSR多态性引物对所有 F2群体 158个单株进行扩增检测。SSR引物 ( Fazio et al. ,
2002) 由上海生工生物工程公司合成 , 对黄瓜整个基因组有较好的代表性。SSR反应条件和试剂参见
文献 (王桂玲 , 2005) , 扩增产物在 6%变性聚丙烯酰胺凝胶中电泳、银染 , 记录带型。
113　数据分析
检验所选择到的 SSR标记在 F2群体中的分离比例 , 利用 Mapmaker/EXP version 310b (Lander et
al. , 1987) 作图软件构建连锁群 , LOD值最小为 310, 最大遗传距离为 50 cM; 利用 MapChart 211软
件绘制连锁图谱 ; 利用 W indows QTL Cartographer V210进行复合区间作图扫描农艺性状的 QTL s, 以
似然比 LR ( likehood ratio) 大于 1115, 对应 LOD 值大于 215为 QTL s存在的阈值。
2　结果与分析
211　遗传分析
2004年和 2005年分别对 F2群体瓜把长度进行遗传分析 , 偏度和峰度检验表明 , 瓜把性状比较符
合正态分布 , 偏度绝对值均小于 015。从图 1和表 1可以看出 , 在 2004年的 158株 F2群体和 2005年
的 195株 F2群体中 , 瓜把长度均表现为正态分布 , 这对连锁分析和 QTL发现是至关重要的。
表 1　黄瓜 129和 Z3的瓜把长度及 F2 群体的部分遗传参数
Table 1　The carpopod ium length of cucum ber 129 and Z3, and som e genetic param eters of F2 popula tion
年份
Year
亲本 Parents
Z3 129
F2 群体 F2 population
平均值 Mean 范围 Range 标准误 Stdev 偏度 Skewness 峰度 Kurtosis
2004 210 615 4102 117～618 0114 0114 - 0156
2005 211 616 4114 119～619 0107 0142 - 0110
图 1　2004 ( A) 和 2005 ( B) 年黄瓜 F2群体的瓜把长度分布
F ig. 1　Carpopod ium length of F2 popula tion in 2004 ( A) and 2005 ( B)
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　4期 王桂玲等 : 黄瓜瓜把长度 QTL定位的研究 　
212　连锁分析
选用 86对 SSR引物对父本 129和母本 Z3进行分析 , 结果 75对引物具有扩增产物 , 其中 18对引
物在双亲间表现多态性 , 多态性频率为 24%。进一步利用这 18对引物对基因池筛选 , 得到 5个多态
性标记。利用 5个在基因池间有多态性的引物对黄瓜 F2群体进行 SSR分析 (图 2) , 结果 5个 SSR标
记在 F2群体中的分离均符合 1∶2∶1的分离比例 (表 2) , 基本符合 F2群体的遗传特征。分离群体中标
记的偏分离现象普遍存在 , 群体的偏分离标记比例较小 , 因此该群体可用于连锁图谱构建。
图 2　引物 CSW GATT01B在 F2 群体中 SSR扩增产生的带型
M: DL2000 DNA标准 ; 1, 2: 亲本 ; 3～23: F2 群体。
F ig. 2　SSR prof iles genera ted by pr im er CSW GATT01B in the F2 popula tion
M: DL2000 DNA marker; 1, 2: Parents; 3 - 23: F2 lines.
表 2　SSR座位在黄瓜 158个供试单株中的分布
Table 2　D istr ibution of SSR sea ts in 158 cucum ber plan ts stud ied in the exper im en t
座位
Locus
父本型条带数
Father type quantity
母本型条带数
Mother type quantity
杂合型条带数
Hybrid type quantity
杂合率 /%
Hybrid percentage χ
2
CSW GATT01B 40 39 79 51104 019936
CSW GATT01C 42 37 79 46135 019289
CSCT335 39 39 80 47192 019874
CSW GATT01A 39 39 80 48196 019874
CSW TA04 37 39 81 52108 018937
　　χ20105 = 5199; χ20101 = 9121.
213　QTL s分析
利用 W indows QTL Cartographer V210进行复合区间作图扫描瓜把性状的 QTL s, 结果表明 , 与瓜
把长度相关的 QTL _ Q chl1 位于遗传图谱 CSW GATT01A2CSW GATT01B 连锁群上 , 具体位于
CSW GATT01B 2Q chl1 - CSW GATT01C引物之间。Q chl1距离两侧标记的遗传距离分别为 314 cM和 1810
cM (对应 LOD值为 3148) , 可解释 18149%的遗传变异 , 加性效应为 0184。
3　讨论
311　群体与分子标记的选择
SSR分子标记是共显性的 , 遗传规律符合孟德尔分离比率。通过分子标记检测 QTL就是寻找性
状与分子标记之间的关联 , 目前最常用的方法是复合区间作图法 , 而该方法要求所用的群体的表型数
据符合正态分布。本研究中瓜把长度符合正态分布 (图 1, 表 1)。
群体的遗传组成应该根据其个体的基因型组成 (也即双亲对所有个体的遗传贡献率 ) 进行估计 ,
对于 DH、R IL和 F2群体 , 理论上双亲遗传贡献率都是 015。以 5个 SSR标记分析 F2分离群体中 158
个单株的基因型组成 , 用χ2测验检测群体中来自亲本 Z3和 129的标记位点数之比 , 其基因型比为
1∶2∶1 ( Z3∶杂合型 ∶129) , χ2拟合度检验表明该群体各家系基因型近似符合正态分布。
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312　SSR标记与黄瓜分子图谱
与其他作物相比 , 黄瓜已开发的 SSR引物数量较少 , 目前所能查到的不超过 150对 , 对黄瓜整
个基因组的覆盖不完整。现有黄瓜遗传图谱上仅有 14个 SSR标记位点 (Danin et al. , 2000; Fazio et
al. , 2002) , 图谱上现有的标记多为 RFLP标记和 RAPD标记。前者操作复杂 , 后者稳定性差 , 已定
位的分子标记多还没有和表型性状相关联。
本试验中只找到了瓜把的 1个 QTL, 这与引物数量太少有关。因此 , 应加大引物密度 , 进一步筛
选引物 , 找到与目标性状紧密连锁的标记。
黄瓜有 7对染色体 , 完整的黄瓜连锁组应该有 7个 , 基因组长度估计在 750～1 000 cM ( Staub &
Meglic, 1993) , 但现有黄瓜图谱中最长的也只有 766 cM ( Kennard et al. , 1994) , 因此现有的黄瓜遗
传图谱是不饱和的。高密度的黄瓜遗传图谱还没有完成 , 各个相关图谱还没有整合在一起 , 这给标记
基因带来一定的难度 , 构建饱和、稳定的黄瓜遗传图谱是亟待解决的问题。构建饱和的遗传图谱主要
有两方面的工作 , 一是利用多态性高、经济实用的分子标记技术 , 如 SSR、AP2PCR、SCAR等 ; 二是
在适当的作图群体中检查共有标记 , 然后利用相关计算机软件合并现有图谱以得到更饱和的黄瓜分子
连锁图谱。
References
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