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百日草(Zinnia elegan Jacq.)属于菊科百日草属,是夏秋花卉中优良的一年生草本花卉,具有花期长、花量大、重瓣性强且花色鲜艳绚丽等优点,已广泛应用于国内外的园林绿化。然而,株型矮化的雄性不育两用系较少见,因而很大程度上限制了百日草矮化品种的育种工作。此外,采用分子标记辅助育种技术可以缩短选育周期,提高育种效率,降低育种成本,在一定程度上有助于改变育种工作滞后的现状。本试验一方面对亲本雄性不育两用系的花色和矮化进行了转育,并开展了7×7完全双列杂交试验,探究百日草重要观赏性状的配合力、遗传力及遗传规律;另一方面,利用混合池转录组测序(Bulked segregant RNA-Seq,BSR-Seq)对可育池和不育池的RNA-Seq数据进行差异表达Unigenes分析,并设计和筛选了与育性基因相关的CAPS标记引物。主要研究结果如下:1.亲本雄性不育两用系花色及矮化转育(1)雄性不育两用系粉红花色转育结果表明:经过杂交转育和3代选育获得可育株全为粉红色,株高矮化基本稳定(总37株仅1株大于30cm),育性1:1分离稳定的雄性不育两用系(FMah001AB)。(2)深红色中株雄性不育两用系花色矮化双重转育结果表明:经过杂交转育和1代选育获得76.9%的单株株高小于30cm,52.9%的可育株为红色,育性1:1分离稳定的雄性不育两用系(AMS5001AB)。2.7×7完全双列杂交优势育种(1)杂种优势分析,重要观赏性状中花头数、分枝数和纵切舌状花轮数具有较强的正向杂种优势,株高未表现出超亲优势,可见百日草具有培育出花朵和分枝繁多、重瓣性强、株高矮化品种的潜力。(2)配合力分析,百日草一般配合力和特殊配合力对杂交后代的作用是相互独立的,但两者与杂交组合重要观赏性状的平均表现具有一定的相关性。另外,特殊配合力与超亲优势、中亲优势间呈极显著正相关关系。(3)遗传力分析,重要观赏性状中株高、花径、花梗长和舌状花轮数的遗传主要受基因的加性效应控制,遗传传递能力强,适合进行早世代选择;花头数、分枝数和株幅的遗传主要受基因的非加性效应控制,表型易受环境影响,遗传不稳定,适合采用杂交优势育种。(4)亲本和杂交组合应用价值评估,亲本材料J18是优良的切花亲本,A5F是优良的盆花亲本;杂交组合中J18×A5M(株高30.0cm、花径10.5cm)是优良的大花盆花,A5F×Mah001B(株高28.7cm、盛花期花头数11-12)是优良的多花盆花,A1GH×J18(株高75.1cm、花径11.1cm)是优良的大花切花,S5×A1GH(株高79.7cm、盛花期花头数11-13)优良的多花切花。3.质量性状遗传规律分析(1)花色遗传规律,存在质量性状遗传规律,粉红色相对橙黄色为显性,玫红色相对橙黄色、粉红色和红色为显性;同时粉红色与橙黄色、深红色与橙黄色呈数量性状遗传规律,且粉红色与红色和橙黄色以及玫红色与橙黄色、粉红色和红色存在加性效应。(2)育性遗传规律,雄性不育受一对隐性核基因控制,可育(Msms):不育(msms)为1:1。(3)瓣型遗传规律,丝瓣相对平瓣和管瓣为显性,平瓣相对管瓣为显性。4.百日草雄性育性BSR-Seq初步分析分析混合池转录组测序数据结果显示可育池和不育池有283条差异表达Unigenes,其中48条(16.96%)Unigenes获得显著GO富集,富集结果表明它们主要参与了次生代谢物质、苯基丙酸类物质和花粉壁组装的生物过程。另外,根据两池间SNP位点频率差异随机设计了40对CAPS标记引物,其中4对在可育池和不育池间存在多态性。