冬瓜果皮颜色基因定位及候选基因筛选

【作者】 江彪； 刘文睿； 王敏； 何晓明； 彭庆务； 林毓娥； 梁肇均； 谢大森；

【机构】 广东省农业科学院蔬菜研究所； 广东省蔬菜新技术研究重点实验室；

【摘要】 冬瓜的黑色果皮与黄色果皮为一对核基因控制的质量性状,黑色对黄色为显性。开展冬瓜皮色基因定位研究,为皮色性状的分子标记辅助选择育种、基因克隆等研究奠定基础,有重要的理论和应用价值。以冬瓜黑色果皮亲本B227、黄色果皮亲本B214及其140个F₂单株为材料,提取基因组DNA,并调查各F₂单株的果皮颜色性状。利用SLAF测序技术对140个F₂单株及其亲本进行测序,进一步利用HighMap软件构建冬瓜高密度遗传连锁图谱。基于冬瓜遗传连锁图谱,利用JoinMap4.0对皮色性状进行定位。利用SLAF测序技术构建了第1张冬瓜高密度遗传连锁图谱,该图谱共包含12个连锁群、4 607个标记。基于该遗传连锁图谱,将果皮颜色基因定位于第5号连锁群,与两侧标记间的遗传距离分别为1.0和1.9cM,对表型的贡献率分别为82.66%和71.97%。此外,基于冬瓜基因组DeNovo测序及146份核心资源的基因组重测序,通过全基因组关联分析,重点比较定位区间内的基因序列,最终获得1个控制果皮颜色的候选基因。该基因全长2 900 bp,只有1个外显子,编码682个氨基酸。该基因与黄瓜MYC2转录因子高度同源,故将其命名为BhMYC2。黄皮亲本中在380 bp处出现1个6 bp碱基的插入,预测该碱基插入导致冬瓜果皮颜色发生突变。随后,在插入位点两侧开发了一对特异性Indel标记,能够成功检测出黑色和黄色果皮冬瓜材料。本研究的结果不仅定位并筛选到冬瓜皮色基因,而且开发了一对实用分子标记,为冬瓜分子标记辅助选择育种、皮色性状改良奠定了基础。更多还原