梨高密度SNP图谱构建和果实有机酸的QTL定位

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梨属(Pyrus L.)植物属于蔷薇科(Rosaceae)落叶果树,在中国是继苹果、柑橘之后的第三大果树。梨有机酸含量是果实品质的重要指标,是决定果实口感的关键因素。梨不同种类和品种之间有机酸含量差异较大。探索与果实有机酸关联的分子标记,从而在分子水平上了解其遗传特性,对加速育种进程、培育高品质梨品种具有重要意义。本研究利用全基因组重测序,筛选出高质量SNP标记对三个梨杂交群体进行亲缘关系鉴定,将‘翠玉’ב甘梨早八’及其124个子代作为作图群体,构建遗传连锁图谱,并对果实有机酸含量相关性状进行QTL定位。主要结果如下:1.杂交后代亲缘关系鉴定利用梨树的3个杂交群体及亲本共计397个个体进行全基因组重测序,并以‘翠冠’梨基因组为参考基因组进行比对,筛选高质量SNP标记,对各群体后代和亲本遗传背景进行评估,鉴定亲缘关系。结果表明,杂交群体1的180株个体中,有177个体为‘玉露香’ב红早酥’后代,另外3株后代的亲本不在候选亲本池中;杂交群体2的84株个体来自同一母本‘早香水’,但有4个不同的父本,分别是‘晋酥’后代4株、‘晋蜜’后代7株、‘雪香’后代8株、‘苹香’后代65株;确定杂交群体3的124个子代亲本为‘翠玉’ב甘梨早八’。2.梨杂交群体遗传图谱构建利用验证后的材料‘翠玉’、‘甘梨早八’及其杂交组合124个个体进行全基因组测序,结合‘翠冠’梨参考基因组,筛选出分布于17条连锁群的2748个SNP标记,构建出覆盖长度1562.336 c M的双亲遗传图谱,平均标记距离0.572c M。在2748个SNP标记中,941个‘lm×ll’型标记、521个‘hk×hk’型标记、1286个‘nn×np’标记。在17条连锁群中,最长为第15号连锁群,覆盖长度125.083 c M,含有246个标记,最短为第8号连锁群,覆盖长度74.157 M,含有126个标记。3.梨果实有机酸相关的QTL定位分析测定梨杂交后代有机酸相关表型指标并利用上述构建的遗传图谱进行QTL定位。从苹果酸含量、柠檬酸含量、总有机酸含量(以苹果酸与柠檬酸之和表示)以及可滴定酸含量4个特征评价梨果实有机酸积累特征。表型检测结果表明,苹果酸含量和总有机酸含量符合连续正态分布规律,柠檬酸含量和可滴定酸含量整体呈现单峰分布的趋势,因此这些表型为多基因控制的数量性状。通过QTL定位,共获得4个QTL,1个与苹果酸含量相关、2个与柠檬酸含量相关、1个与总有机酸含量相关,没有鉴定到与可滴定酸含量相关的QTL。后续分析发现,与前3个表型相关的QTL位于连锁群同一段区域,均在LG6的47 c M附近。利用LOD峰值标记10475对子代进行基因分型,检测到基因型与表型紧密关联。
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