控制番茄果肩颜色基因的分析与标记开发

【作者】 苏晓梅； 刘淑梅； 王施慧； 吕宏君； 郎丰庆； 侯丽霞；

【机构】 山东省农业科学院蔬菜花卉研究所山东省设施蔬菜生物学重点实验室国家蔬菜改良中心山东分中心；

【摘要】 在长期的育种实践过程中,人们为追求番茄果实均匀着色、货架期长,从而对控制绿果肩的位点进行了人工选择,导致番茄品质受到影响。近年来随着番茄果实品质育种的开展,育种者普遍认为绿果肩果实口感品质较好。分析控制番茄果肩颜色基因并开发分子标记,可用于番茄分子标记辅助育种,加速番茄育种进程。前人研究表明番茄果实中叶绿体的发育和叶绿素的分布主要受Uniformripening(U)位点和Uniform gray-green(UG)位点控制。U编码1个MYB转录因子Golden 2-like 2(GLK2),在果实中的梯度表达使番茄果肩呈深绿色。UG编码1个KNOX转录因子TKN4,TKN4作用于GLK2的上游调控番茄果实中叶绿素的梯度分布。GLK2功能丧失可导致叶绿体发育受损,使成熟果实中色素和糖的积累降低,从而影响番茄品质。本研究中对12个具有不同果肩颜色的番茄品系的U和UG基因进行测序,发现突变体u在第1个外显子处有1个A碱基的插入,使其在翻译时发生移码突变,导致蛋白功能丧失而无法形成绿果肩。在突变体ug中,第2个外显子处发生T–A的颠换,使其编码的氨基酸由苯丙氨酸变为亮氨酸,导致蛋白功能变化而不能形成绿果肩。对12份番茄材料的表现型和基因型分析发现,番茄绿色果肩为显性性状,由基因U和UG控制,且二者为互补关系,即当二者均为显性时才能表现绿果肩,若其中任何1个表现为隐性时,均表现为无绿果肩。根据基因差异位点,设计了1个能够检测UG的CAPS标记,PCR产物为154 bp,经MseⅠ酶切后,绿色果肩的番茄材料仍然为154 bp条带,而无绿色果肩的番茄材料可产生102bp和52bp的条带。另外还设计了1个用于检测U基因的SNP标记,使用该标记可区分U和u基因。这两个标记可用于番茄分子标记辅助育种。更多还原