利用QTL-Seq技术定位辣椒抗黄瓜花叶病毒病基因

【作者】 郭广君； 孙茜； 刘金兵； 潘宝贵； 刁卫平； 戈伟； 高长洲； 王述彬；

【机构】 江苏省农业科学院蔬菜研究所江苏省高效园艺作物遗传改良重点实验室；

【摘要】 基于高通量测序的QTL-Seq技术在基因定位方面更为高效和精准,在分子育种方面具有更大的利用优势。黄瓜花叶病毒(CMV)病是影响辣椒生产的主要病害,是辣椒抗病育种的主攻目标,辣椒抗CMV基因定位是利用分子标记进行抗CMV辅助育种的基础。以高抗CMV的灌木状辣椒PBC688和不抗CMV的一年生辣椒G29为父母本,构建了含745个单株的F2分离群体,人工接种CMV鉴定单株抗性。根据鉴定结果选取10%的抗感单株,构建抗感基因池。利用QTL-Seq技术通过检测SNP差异位点进行基因定位,结合QTL-Seq定位结果,利用经典的QTL定位方法进一步验证辣椒抗CMV的QTL定位结果。利用QTL-Seq技术在辣椒抗感池之间定位到2个关联区域,分别位于2号和1 1号染色体,关联区域的大小分别为4.36和3.90Mb。利用开发出的Indel标记和经典QTL定位方法在2号染色体关联区间内定位到一个抗CMV的主效QTL,命名为qcmv-2-1,位于标记Indel-2-134~Indel-2-151之间(峰值处标记为Indel-2-140),物理图距为152.87~153.20 Mb(330 kb),遗传连锁距离为0.6 cM,LOD值为18.36,解释的表型变异率为51.6%。在11号染色体的关联区间验证到2个微效QTL,命名为qcmv-11-1和qcmv-11-2,位于标记Indel-11-31~Indel-11-73之间(峰值处标记分别为Indel-11-64和Indel-11-66),物理图距为22.07~23.19Mb(1.12 Mb),遗传连锁距离为2.7 cM,LOD值分别为3.95和3.04,解释的表型变异率分别为8.9%和7.0%。基于辣椒基因组序列,在2号染色体的330 kb区域内鉴定出2个候选基因CA02g19570和CA02g19600,2个候选基因均与马铃薯、番茄和烟草中预测的抗TMV的N基因同源,蛋白质结构分析发现2个基因具有典型的TIR-NBS-LRR抗病基因结构,属于植物NBS-LRR抗病基因家族。以上结果可初步证明,2号染色体的2个候选基因CA02g19570和CA02g19600是灌木状辣椒PBC688对CMV抗性的主要来源。更多还原