甜瓜PI390452霜霉病抗性基因的QTL定位

張學(xué)軍，寧雪飛，楊永，李寐華，王賢磊，伊鴻平

(1.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈密瓜研究中心，烏魯木齊 830091；2.新疆大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，烏魯木齊 830046)

甜瓜PI390452霜霉病抗性基因的QTL定位

張學(xué)軍1，寧雪飛2，楊永1，李寐華1，王賢磊2，伊鴻平1

(1.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈密瓜研究中心，烏魯木齊 830091；2.新疆大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，烏魯木齊 830046)

【目的】研究甜瓜抗霜霉病資源PI390452，分析PI390452抗性遺傳規(guī)律，并對抗病基因進(jìn)行QTL定位分析，為甜瓜抗霜霉病分子輔助育種奠定基礎(chǔ)?！痉椒ā坑锰鸸纤共〔≡鶾Pseudoperonosporacubensis(Berk.etCurt.)Rostov.]對PI390452×卡拉克賽(高感霜霉病)雜交后代F2分離群體及F2∶3家系人工接種鑒定，以F2分離群體為研究對象，基于ICuGI已構(gòu)建對應(yīng)分子標(biāo)記連鎖圖譜，應(yīng)用BSA法和1 090對甜瓜SSR引物進(jìn)行連鎖遺傳分析，采用QTL IciMapping軟件定位霜霉病QTL位點?！窘Y(jié)果】資源PI390452霜霉病抗性符合數(shù)量性狀遺傳的特點。共檢測到3個霜霉病抗性基因的QTL位點qR1-1-1、qR1-3-1、qR2-2-1，分別位于chr-5、chr-10、chr-9上，qR2-2-1表型變異率最大為80.84%。【結(jié)論】位于chr-9上的qR2-2-1是控制甜瓜霜霉病主效QTL位點，為甜瓜抗霜霉病分子標(biāo)記輔助育種、抗病基因精細(xì)定位、克隆提供了技術(shù)支持。

甜瓜；霜霉?。粩?shù)量性狀基因(QTL)；SSR分子標(biāo)記

0 引 言

【研究意義】甜瓜(CucumismeloL.)為葫蘆科(Cucurbitaceae)甜瓜屬(CucumisLinn)一年生草本植物，是國內(nèi)外重要的園藝作物和經(jīng)濟(jì)作物[1,2]。在世界大宗水果排名中居第9位，中國甜瓜栽培已有三千多年的歷史，是甜瓜生產(chǎn)及消費第一大國，年產(chǎn)量已超過100×104噸[3-5]。瓜類霜霉病是由鞭毛菌亞門，古巴霜霉菌[Pseudoperonosporacubensis(Berk.etCurt.)Rostov.]引起的真菌性病害，威脅著世界上80多個國家的黃瓜生產(chǎn)和50多個國家的甜瓜生產(chǎn)，并且有不斷增多的趨勢[6-8]。瓜類霜霉病主要危害葉片，發(fā)病初期在葉片上形成水浸狀小斑點，病斑擴(kuò)大后，受葉脈限制呈黃褐色角斑，并伴有灰黑色霉層產(chǎn)生，最后葉片成片發(fā)黃甚至枯焦，俗稱“跑馬干”[9]。嚴(yán)重影響光合作用，流行年份可減產(chǎn)30%～50%，嚴(yán)重的70%～80% ，甚至絕產(chǎn)[10]。由于該病危害嚴(yán)重，流行性強，難于防治，因此，開展甜瓜霜霉病抗性遺傳研究，定位抗病基因，培育抗霜霉病甜瓜品種具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】國內(nèi)外學(xué)者對甜瓜抗霜霉病遺傳規(guī)律研究較多，甜瓜霜霉病的抗性主要存在以下幾個觀點：由1個單顯性基因控制；由不完全顯性基因控制；由寡基因控制，并認(rèn)為這些基因具有不完全顯性；由部分顯性基因控制；由一對隱性基因控制；而近年來的研究認(rèn)為霜霉病抗性是一個數(shù)量性狀，由多基因控制。國內(nèi)外對甜瓜霜霉病抗性資源分子標(biāo)記研究相對較少。楊柳燕等[11]以DM3為研究材料，找到了與抗霜霉病基因連鎖的SRAP標(biāo)記me8em11，遺傳距離為9.8 cM；賀玉花等[12]以PI414723為研究材料，發(fā)現(xiàn)DE1887、DE1320和DE085SSR標(biāo)記與抗霜霉病基因存在連鎖關(guān)系，遺傳距離分別為26 cM、26 cM、13.69 cM，但是都沒有對標(biāo)記進(jìn)行定位。國外一直未見甜瓜抗霜霉病抗性資源分子標(biāo)記報道，2005年P(guān)erchepied[13]利用抗原PI124112，以重組自交系為研究材料，將甜瓜霜霉病抗病基因定位第V連鎖群上?！颈狙芯壳腥朦c】迄今為止，國內(nèi)外對資源PI390452控制甜瓜霜霉病抗性的QTL研究至今未見報道。研究利用抗霜霉病甜瓜資源PI390452和高感霜霉病主栽農(nóng)家品種卡拉克賽為親本構(gòu)建遺傳群體，對甜瓜抗霜霉病基因進(jìn)行遺傳規(guī)律分析?！緮M解決的關(guān)鍵問題】研究以F2群體為作圖材料，利用分離群體分組分析(BSA)法和簡單序列重復(fù)(SSR)技術(shù)，實現(xiàn)抗霜霉病基因的QTL定位研究，并獲得與其連鎖的分子標(biāo)記，為該基因精細(xì)定位及克隆奠定基礎(chǔ)，為甜瓜 MAS育種提供實用技術(shù)，加速選育符合市場需求的抗病甜瓜新品種。

1 材料與方法

1.1 材 料

研究于2015～2016年在新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈密瓜研究中心海南三亞育苗溫室進(jìn)行。抗源PI390452(P1)，引自美國農(nóng)業(yè)部國家植物種質(zhì)資源體系，于新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈密瓜中心保存，高抗霜霉病，綠皮，橢圓形，有深溝，軟肉，網(wǎng)紋全，品質(zhì)差；卡拉克賽(P2)由新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈密瓜研究中心提供，高感霜霉病，墨綠皮，脆肉，網(wǎng)紋粗而稀，風(fēng)味好，口感佳，新疆主栽農(nóng)家品種。P1×P2雜交獲得F1，F(xiàn)1自交獲得139個F2個體，F(xiàn)2再自交獲得F3，形成含139個株系的 F2∶3家系。接種所用的霜霉病[Pseudoperonosporacubensis(Berk.etCurt.)Rostov.]采自海南三亞早期自然發(fā)病的甜瓜葉片。SSR引物來自兩部分，國內(nèi)外相關(guān)發(fā)表文獻(xiàn)已經(jīng)發(fā)表的[14-17]和國際葫蘆科網(wǎng)站中甜瓜信息(http://www.icugi.org/cgi-bin/ICuGI/in-dex.cgi)。

1.2 方 法

1.2.1 甜瓜霜霉病抗性的苗期人工接種鑒定

于2015年2和11月在新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈密瓜研究中心海南三亞育苗溫室內(nèi)進(jìn)行鑒定，鑒定試材包括親本、F1、F2和 F2∶3家系(139 份)，F(xiàn)2群體于2015年2月鑒定，F(xiàn)2:3家系于2015年11月鑒定。抗病鑒定前將種子72℃高溫殺菌48 h后再播入裝有基質(zhì)的營養(yǎng)缽中，基質(zhì)是由椰糠、黃沙按體8∶1比例混合均勻而成，基質(zhì)和營養(yǎng)缽都經(jīng)20%福爾馬林滅菌殺毒。F2∶3家系鑒定采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，每個重復(fù)20株，以卡拉克賽為感病對照，苗期正常管理。

采用噴霧法[18]進(jìn)行霜霉病接種，接種濃度為5×103/mL個孢子。待80%以上甜瓜幼苗第2片真葉完全展平時，噴霧接種，用小型手持噴霧器將配制好的孢子懸浮液均勻噴于植株葉片正反面上，直到流水為止，接種后架小拱覆膜保濕，PE膜上加黑色遮陰網(wǎng)保持黑暗和控制溫度，夜間24℃，白天30℃，相對濕度95%以上。接種后15 d調(diào)查發(fā)病情況。參照Criswell(2008)和Epinat C(1994a，1994b)[19-21]的抗性分級標(biāo)準(zhǔn)，并適當(dāng)修正，將病情分為6個級別：0級：無任何癥狀；1級：病斑面積占整個葉片面積的1/4以下；2級：病斑面積占整個葉片面積的1/4～1/2；3級：病斑面積占整個葉片面積的1/2～2/3；4級：病斑面積占整個葉片面積的2/3～3/4；5級：病斑面積占整個葉片面積的3/4以上。計算病情指數(shù)(DI)，DI=∑(每個病級的植株數(shù)×級別數(shù))/(總植株數(shù)×最高級別數(shù))×100?？剐苑旨墭?biāo)準(zhǔn)：高抗(HR)：0<病情指數(shù)≤10； 抗病(R)：10<病情指數(shù)≤20；中抗(MR)：20<病情指數(shù)≤40；感病(S)：40<病情指數(shù)≤60；中感(MS)：60<病情指數(shù)≤80；高感(HS)：病情指數(shù)>80。

1.2.2 DNA提取和SSR分析

取0.5～1.0 g甜瓜幼嫩葉片，于液氮中研磨成粉末狀，裝入2.0 mL的離心管中，用天根生化科技(北京)有限公司的植物基因組DNA提取試劑盒提取基因組DNA，用Quawell Q3000測量DNA濃度最終調(diào)整至100 mg/L備用。F2代抗感基因池的構(gòu)建取抗病(0級)和感病(5級)的F2代單株各5株等量的DNA，分別混合構(gòu)建抗感基因池。SSR反應(yīng)體系(20 μL)中含有：模板DNA50ng，TaqDNA聚合酶1.2U，dNTPs 2.25 mmol/L，Mg2+1.75 mmol/L，正反引物各0.6 μmol/L，2 μL 10×PCR buffer，擴(kuò)增反應(yīng)在TC-512(TECHNC)PCR儀上進(jìn)行。擴(kuò)增程序為94℃預(yù)變性5 min；94℃變性1 min，52℃退火45s，72℃延伸1 min，40個循環(huán)；72 ℃延伸7 min；4℃保存。6%聚丙烯酰胺膠進(jìn)行電泳，恒壓100V，電泳2～3 h。電泳結(jié)束后，采用銀染方法進(jìn)行染色來檢測條帶。

1.2.3 SSR標(biāo)記篩選、數(shù)據(jù)統(tǒng)計

用1 090對SSR引物PI390452、卡拉克賽進(jìn)行篩選，獲得具有多態(tài)性的引物。參照分離組群分析法(BSA法)，在F2代群體的139個單株中，根據(jù)苗期霜霉病接種鑒定結(jié)果，選取高抗(0級)和高感(5級)的單株各5株，分別提取DNA，用Quawell Q3000測量濃度，然后將高抗和高感植株的DNA分別等量混合，建立抗感基因池繼續(xù)篩選多態(tài)性引物。將最終獲得的多態(tài)性引物用于F2群體分析。條帶統(tǒng)計方法：同抗病親本的帶型一致的標(biāo)記命名為“a”，同感病親本的帶型一致的標(biāo)記命名為“b”，雜合的帶型則記為“h”，缺失或者模糊不清楚的帶型記作“-”。

1.2.4 霜霉病抗性基因的 QTL 定位

結(jié)合甜瓜已發(fā)表構(gòu)建的遺傳圖譜，采用QTL IciMapping軟件進(jìn)行復(fù)合區(qū)間作圖法進(jìn)行QTL分析，在研究中使用的閾值為LOD≥2.5。

2 結(jié)果與分析

2.1 甜瓜霜霉病的抗性鑒定及遺傳分析

2015年分別對親本、F1、F2群體和F2∶3家系進(jìn)行苗期人工接種鑒定，經(jīng)Excel表格統(tǒng)計、分析，2015年2月，抗源PI390452病情指數(shù)為6.67，高抗；卡拉克賽表現(xiàn)為高感，病情指數(shù)為90.00；F1病情指數(shù)為76.67，介于兩個親本之間，趨于感病。2015年11月鑒定結(jié)果與2月結(jié)果基本一致，PI390452病情指數(shù)為7.50(高抗)；卡拉克賽的病情指數(shù)87.50(高感)；F1的病情指數(shù)為 78.67，也介于兩個親本之間，也趨于感病。研究證明，PI390452霜霉病抗性是由隱性基因控制的。對 F2和 F2∶3株系群體病情指數(shù)繪制頻數(shù)分布，F(xiàn)2和 F2:3群體的病情頻數(shù)分布符合正態(tài)分布，PI390452霜霉病抗性是數(shù)量遺傳性狀，可以用于QTL分析。表1，圖1，圖2

表1 親本、F1的病情指數(shù)及F2/F2∶3群體的遺傳參數(shù)

圖1 2015年F2∶3群體霜霉病病情指數(shù)的頻數(shù)分布

圖2 2015年F2群體霜霉病病情指數(shù)的頻數(shù)分布

2.2 多態(tài)性和特異性SSR引物的篩選

根據(jù)國際葫蘆科基因組(ICuGI)網(wǎng)站上及相關(guān)文獻(xiàn)上公開發(fā)表的SSR引物，選取其中1 090對引物，分別以雙親為模版進(jìn)行PCR擴(kuò)增，經(jīng)過6%聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測，除掉無擴(kuò)增產(chǎn)物及擴(kuò)增產(chǎn)物不清晰的引物以外，886對引物能夠擴(kuò)增出明亮的條帶。進(jìn)一步以抗感基因池為模板進(jìn)行篩選，在抗、感基因池間存在多態(tài)性的SSR引物21對，多態(tài)性比率為1.93%，列出引物編號及其堿基序列。表2

表2 抗感基因池間表現(xiàn)多態(tài)性的SSR引物

Table 2 SSR Primers showed polymorphisms between two bulks

編號Code正向引物Forwardprimer反向引物ReverseprimerCMAGN52CCACCAACATAACACACAACCTCTCACACTGTTGGGAAGAECM109CCCCCTTTTCTCCTTCTTCTTGCTCTCATGGGAAACAGAGGECM203TGTACCACCAAAATCCTCAGCGAGGAGGAAGAAGGAAATGGACMBR123TCCGAAGTAAACATCAAAGACAGGTCAGTCAAGATAGTTACGGTTGCMN04-19TTCTTCCCACCAAACCTACGAAATGGCAGAGAGCGAGAAACMN53-72TTTTGGTTTGGAGGGAGTTGTGCCGCTGATTATATGTTGGCMBR115AGGGTGGAAAGACCCCTATGTGTGAATGTATCTTTTCTGATACTGCECM78TCCCAATTCTTTCCACCAAACGGAATTGAGATGGGGAATACMCTN71TCAATTTTTGCCAAACAAGCCAAGGACACAGATTTAATACCSWCT01BTTCTGATCAACGACGAAGGAAACAAAAGCCTCCATTGCMGA172CAATCGCAGATACTTCCACGTGCTTGTCCCAACGGTGTCATECM228TCTGATCGGAAAACCCACTTGCCAAGAATTTTCCCAACATCMCTT144CAAAAGGTTTCGATTGGTGGGAAATGGTGGGGGTTGAATAGGCMTCN8CCTCCGCCACATATTACAATTTCATCTTGACACGTAAGAGCMGA165CTTGTTTCGAGACTATGGTGTTCAACTACAGCAAGGTCAGCECM101TCTAGACCTGTCTTCCCTCAGCTGGCTATGGCTATGGCTAAACCMCT134BGCTCCTCCTTAACTCTATACGCATTATTACCCATGTACGAGCMN09-76GACAATTGATCTGGACAGTTTTTCCGTGATCAACAACTATTGAATTTCMN01-01GAAACCTCCCTTCTTCACTTGGCGTTAATCGGTGTGATTCCECM105TTCTTGCAAATTGTCCAGACCAGAGATTGGCCATCATCGACCMTCN34TCCTCTCTTTTCTTTCATCCGTTGCTGATTTTTGCATTCC

2.3 甜瓜霜霉病抗性基因的QTL定位

根據(jù)2015年2月F2群體霜霉病抗性鑒定結(jié)果，利用QTL IciMapping軟件進(jìn)行連鎖分析，在 LOD≥2.5 的狀態(tài)下進(jìn)行連鎖群分組，用 Linkage Map命令構(gòu)建框架圖，并進(jìn)行圖距的計算。最后進(jìn)行優(yōu)化，得到準(zhǔn)確的圖譜框架。通過軟件分析最后將21個標(biāo)記定位在構(gòu)建的圖譜上。獲得了一張?zhí)鸸蟂SR分子標(biāo)記遺傳連鎖圖譜，總長度為424.27 cM，平均圖距為20.20 cM。遺傳連鎖圖譜包含了4個連鎖群(LG)，其中最長的連鎖群長為227.5 cM，最短的為37.88 cM，每個連鎖群的標(biāo)記數(shù)為2～12個標(biāo)記，共定位3個QTL(qR1-1-1、qR1-3-1、qR2-2-1)。結(jié)合Aurora Diaz等[22]在2015年發(fā)表的遺傳圖譜將研究甜瓜抗霜霉病基因QTL(qR1-1-1、qR1-3-1、qR2-2-1)初步定位于5、10、9染色體上，其中qR1-1-1表型變異率為54.327 2%，LOD值2.55，位于CMBR123～CMAGN52，距離兩側(cè)標(biāo)記的遺傳距離分別為36.00 cM、37.93 cM；qR1-3-1表型變異率為72.158 7%，LOD值為4.87，位于CMCTT144～CMCT134B，距離兩側(cè)標(biāo)記的遺傳距離分別為39.37 cM、41.42 cM；qR2-2-1表型變異率為80.844 1%，LOD值為9.21，位于CMN04-19～CMN53-72，距離兩側(cè)標(biāo)記的遺傳距離分別為28.00和19.93 cM。表3，圖3

表3 2015年2月甜瓜霜霉病抗性基因的QTL

Table 3 QTL analysis of downy mildew resistance gene in melon in 2015

QTL染色體Chromosome位置Position左側(cè)標(biāo)記LeftMarker右側(cè)標(biāo)記RightMarkerLOD表型變異PVE(%)加性效應(yīng)Add顯性效應(yīng)DomqR1-1-11,536.000CMBR123CMAGN522.553054.32721.00270.9209qR1-3-13,1091.000CMCTT144CMCT134B4.879372.1587-0.48951.9755qR2-2-12,928.000CMN04-19CMN53-729.214180.84410.60082.8111

圖3 F2群體SSR連鎖群的構(gòu)建和霜霉病抗性基因的QTL定位

Fig.3 Construction of SSR linkage group and QTL mapping for downy mildew resistance gene in F2populations

3 討 論

3.1 關(guān)于甜瓜霜霉病的抗性遺傳規(guī)律與人工接種鑒定方法

目前，雖然甜瓜抗霜霉病遺傳規(guī)律研究比較早，但是相對較少，且存在分歧。Angelov等[23]以抗病自交系5-4-2-1和感病K15-6為材料，認(rèn)為5-4-2-1霜霉病的抗性由顯性單基因控制，而且在K15-6中存在一個上位修飾基因，影響5-4-2-1內(nèi)的抗病基因表達(dá)，當(dāng)5-4-2-1和其他材料雜交時，抗病基因表現(xiàn)為隱形遺傳，而當(dāng)5-4-2-1和K15-6的雜交時，抗病基因表現(xiàn)為顯性遺傳。Epinat等[24]以抗病資源PI414723、MR-1和PI124112與感病品種Vedrantais為材料，得出PI414723的霜霉病抗性是由顯性單基因控制；MR-1和PI124112的霜霉病抗性是由寡基因控制，且基因表現(xiàn)為不完全顯性。Thomas等[25]研究得出自交系MR-1的霜霉病抗性是由2個基因控制，基因表現(xiàn)為不完全顯性且具有互補性，與Epinat等[24]認(rèn)為MR-1的霜霉病抗性是由寡基因控制出入。Ivanoft[26]以高抗霜霉病的Cuban Castilian、Green Fleshed Rocky Dew、 Orange Fleshed Rocky Dew和Smith' sPerfect為材料，認(rèn)為這4個印度甜瓜栽培品種抗病性是由部分顯性基因控制。Cohen等[27]以PI124111為研究對象，認(rèn)為PI124111的霜霉病抗性是由2個部分顯性基因控制，與Epinat等[24]認(rèn)為PI124112的霜霉病抗性是由寡基因控制有一定出入。Shashikumar[28]以IIHR121和IIHR122為研究對象，認(rèn)為霜霉病的抗性是一個多基因控制數(shù)量性狀。國內(nèi)，楊柳燕等[29]認(rèn)為高抗材料DM3霜霉病的抗性由一對隱性基因控制。賀玉花等[30]認(rèn)為PI414723霜霉病的抗性由一對顯性基因控制。產(chǎn)生分歧的主要原因有：(1)甜瓜霜霉病病原菌的致病型和生理小種研究尚未完全明確，存在分歧，大部分國內(nèi)外學(xué)者認(rèn)為甜瓜霜霉病菌存在高度的變異性，不同地區(qū)的研究者鑒定時所采用的病原菌必然就會存在差異；(2)不同研究人員所用的供試甜瓜材料不同，也會導(dǎo)致試驗結(jié)果的不一致；(3)缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的甜瓜霜霉病抗病鑒定體系，不同的人采用抗病鑒定方法和標(biāo)準(zhǔn)因個人而定，必然導(dǎo)致研究結(jié)果缺乏可比性；(4)甜瓜霜霉病的發(fā)病受周圍環(huán)境影響很大，研究人員地域不同，試驗難以確保在一致的環(huán)境條件下進(jìn)行；(5)甜瓜霜霉病本身抗性遺傳規(guī)律比較復(fù)雜，相對其他病害研究較少。因此，很有必要對甜瓜霜霉病抗性遺傳機(jī)制進(jìn)行深入研究。研究用相對單一純培養(yǎng)的海南甜瓜霜霉病病原菌(經(jīng)過多次新鮮單病斑分離)，用于溫室人工噴霧接種，在模擬最接近自然情況下，同時保證植物和病原菌均勻接觸，以創(chuàng)造甜瓜最真實的感病狀態(tài)，因此能真實反映遺傳群體的抗病規(guī)律，實驗數(shù)據(jù)具有一定的可靠性。

3.2 甜瓜抗霜霉病的分子標(biāo)記及QTL定位

鑒于甜瓜霜霉病病原菌只能活體培養(yǎng)，人工和田間鑒定易受環(huán)境條件影響，研究相對比較費時費力，所以利用分子輔助育種的手段開展抗霜霉病品種的選育研究較少。目前報道的與甜瓜霜霉病抗性基因連鎖的分子標(biāo)記較少，并且連鎖距離不夠緊密，致使前人研究結(jié)果對于MAS育種應(yīng)用性不強。楊柳燕等[29]以高抗材料DM3為材料，找到了與抗病基因連鎖的SRAP標(biāo)記me8em11，遺傳距離為9.8 cM；賀玉花等[30]以PI414723為材料，結(jié)果有3個SSR標(biāo)記DE1887、DE1320和DE0854與抗霜霉病基因存在連鎖關(guān)系，遺傳距離分別為26、26、13.69 cM。國外一直未見甜瓜抗霜霉病抗性資源分子標(biāo)記報道，僅僅在2005年P(guān)erchepied[10]利用PI124112×Védrantais雜交產(chǎn)生的重組自交系，將白粉病與霜霉病的兩個抗病基因分別定位第II與第V連鎖群。

使用1 090對SSR引物對甜瓜霜霉病進(jìn)行研究，其中851對基于甜瓜基因組測序信息設(shè)計。同時，在試驗材料上，前人對于霜霉病分子標(biāo)記的研究大多利用F2群體，由于F2是臨時性群體，不能進(jìn)行重復(fù)試驗，而在抗病性鑒定實踐中，鑒定結(jié)果受環(huán)境影響很大，致使結(jié)果的可信度降低。研究以F2為研究的材料，又利用 F2∶3家系驗證，研究結(jié)果更準(zhǔn)確。研究對與霜霉病相關(guān)基因進(jìn)行定位，共檢測到3個QTL：qR1-1-1、qR1-3-1、qR2-2-1，初步把qR1-1-1定位到chr-5上，qR1-3-1定位到chr-10上，qR2-2-1定位到chr-9上。雖然每個QTL距離兩翼標(biāo)記比較遠(yuǎn)，現(xiàn)階段還難以應(yīng)用于大規(guī)模的MAS育種，但是為抗霜霉病相關(guān)基因確定了大概位置，下一步可以結(jié)合已經(jīng)發(fā)表的甜瓜全基因組序列，同時開展全基因組重測序，重點關(guān)注這個區(qū)域，完成對抗霜霉病相關(guān)基因的精確定位，確定抗病基因序列，最終克隆甜瓜PI390452霜霉病抗性基因。

4 結(jié) 論

通過對F2及F2∶3群體抗病性鑒定結(jié)果分析，資源PI390452所含有的甜瓜霜霉病抗性基因符合數(shù)量性狀遺傳的特點。研究共檢測到3個霜霉病抗性基因的QTL位點qR1-1-1、qR1-3-1、qR2-2-1，分別位于chr-5、chr-10、chr-9上，qR2-2-1表型變異率最大為80.84%，qR2-2-1是控制甜瓜霜霉病主效QTL位點，為甜瓜抗霜霉病分子標(biāo)記輔助育種、抗病基因精細(xì)定位、克隆提供了技術(shù)支持。

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Fund project:High Technology Research and Development Program of Xin jiang(201411109);Youth Foundation of Xinjiang Academy of Agricultural Sciences(xjnkq-2013036);China Agriculture Research System of watermelon and melon(CARS-26-04)

QTL Mapping of Resistance Genes to Downy Mildew inCucumismelossp.meloPI390452

ZHANG Xue-jun1, NING Xue-fei2, YANG Yong1, LI Mei-hua1,WANG Xian-lei2, YI Hong-ping1

(1.TheResearchCenterofHami-melon,XinjiangAcademyofAgriculturalSciences,Urumqi830091,China; 2.CollegeLifeScienceandTechnology,XinjiangUniversity,Urumqi830046,China)

【Objective】 TheCucumismelossp.meloPI390452 with high resistance to downy mildew was used as materials for the study of the genetic law of resistance to pi390452 resistance. And the resistance gene went through QTL mapping to lay the foundation and provide a theoretical basis for the resistance mechanism and molecular assistant selection (MAS) breeding.【Method】An artificial inoculation method was adopted to test the degree of resistance toPseudoperonosporacubensis(Berk.etCurt.) for the F2∶3family lines derived from the cross of PI390452×"kalakesai "(susceptible Farmholding variety). SSR analysis, combined with bulked segregation analysis (BSA), was done on the DNA of F2population using 1,090 pairs of SSR primers. QTL IciMapping software were used to construct SSR linkages and to make sure the corresponding relations between these SSR linkages and ICuGI was constructed corresponding molecular marker linkage map. QTL analysis on downy mildew resistance genes was conducted by QTL IciMapping software.【Result】The inheritance of the resistance gene to downy mildew in PI390452 fit to the inheritance law of quantitative trait. Three QTLs named qR1-1-1,qR1-3-1 and qR2-2-1 for the resistance gene to downy mildew were detected in this study. qR1-1-1,qR1-3-1 and qR2-2-1 were located on Chr.5,Chr.9and Chr.10. The QTL of qR2-2-1 accounted for the highest phenotypic variation of 80.84%.【Conclusion】The QTL of qR2-2-1 located on Chr.9 was the major QTL. The results in this study will be of great benefit to fine mapping and gene cloning for the major QTL of downy mildew resistance gene, also the results will lay a good foundation for melon MAS resistance breeding.

Cucumismelossp.melo；downy mildew；mapping QTL；SSR marker

2016-08-24

自治區(qū)高技術(shù)研究與發(fā)展項目(201411109)；新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院青年基金項目(xjnkq-2013036);國家西甜瓜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項目(CARS-26-04)

張學(xué)軍(1980-)，男，吉林四平人，副研究員，碩士，研究方向為西瓜甜瓜抗病育種，(E-mail)zxj333@126.com

伊鴻平(1962-)，男，研究員，研究方向為西甜瓜遺傳育種，(E-mail)xjyhp2010@sina.com

10.6048/j.issn.1001-4330.2016.12.001

S652；S188

：A

：1001-4330(2016)12-2157-09