豆峻嶺 路緒強(qiáng) 趙勝杰 張磊 何楠 匡漢暉 劉文革

目的與意義：果皮顏色作為一個(gè)重要的農(nóng)藝性狀，在不用物種中有不同的表型，西瓜果皮也有黑色、墨綠、綠色、黃色、白色等多種顏色。隨著人民生活水平的提高，人們對(duì)特色的西瓜品種的需求日益增長(zhǎng)，黃色果皮作為一個(gè)最直觀的品質(zhì)性狀，越來(lái)越受到人們的喜愛(ài)。然而關(guān)于西瓜果皮黃色的遺傳以及分子機(jī)理研究的相對(duì)較少，黃皮西瓜的育種工作大部分都是依靠傳統(tǒng)的雜交育種方式，本實(shí)驗(yàn)通過(guò)傳統(tǒng)雜交組合的配制，結(jié)合現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)，深入解析西瓜果皮黃色遺傳模式，希望能夠獲得和西瓜果皮黃色的緊密連鎖的分子標(biāo)記，從而為今后的分子標(biāo)記輔助育種提供幫助。

材料與方法：以黃皮西瓜自交系‘94E1（P1），綠皮西瓜自交系‘青峰（P2），兩親本雜交配制F1，F(xiàn)1自交配制F2分離群體，F(xiàn)1分別和P1、P2回交配制回交群體BC1P1、BC1P2。采用BSA（混合群體分離分析）測(cè)序：從F2分離群體中分別選取黃皮西瓜30株、綠皮西瓜30株，分別采取葉片提取DNA，然后分別將黃皮西瓜和綠皮西瓜DNA等量混合，送公司進(jìn)行全基因組重測(cè)序。結(jié)合GWAS（全基因組關(guān)聯(lián)分析）結(jié)果獲得控制西瓜果皮黃色的候選區(qū)間。之后通過(guò)分析候選區(qū)間內(nèi)的SNPs，采用15個(gè)CAPS標(biāo)記、6個(gè)SSR標(biāo)記、2個(gè)SNP標(biāo)記進(jìn)行精細(xì)定位，根據(jù)這些標(biāo)記對(duì)618株F2分離群體進(jìn)行檢測(cè)，篩選重組單株，從而縮小候選區(qū)間。在候選區(qū)間內(nèi)開(kāi)發(fā)連鎖的分子標(biāo)記，然后將其在10個(gè)綠皮西瓜種質(zhì)資源和10個(gè)黃皮種質(zhì)資源中進(jìn)行驗(yàn)證，從而來(lái)篩選出和果皮黃色緊密連鎖的標(biāo)記。

結(jié)果與分析：（1）通過(guò)對(duì)西瓜果皮黃色的六世代群體的遺傳分析，西瓜果皮黃色為單基因顯性遺傳，其中果皮黃色為顯性（AA、Aa），果皮綠色為隱性（aa）。（2）通過(guò)BSA和GWAS相結(jié)合的方法，西瓜果皮黃色被定位在4號(hào)染色體1 bp～5 Mb的區(qū)間內(nèi)。進(jìn)一步通過(guò)CAPS標(biāo)記進(jìn)行精細(xì)定位，最終候選基因被定位到4號(hào)染色體1 bp～59.8 Kb的區(qū)間內(nèi)。比對(duì)參考基因組中該區(qū)間的序列發(fā)現(xiàn)，該區(qū)間沒(méi)有功能基因，并且存在非常多的gaps，因此無(wú)法獲得控制西瓜果皮黃色的候選基因。之后我們?cè)谠搮^(qū)間設(shè)計(jì)分子標(biāo)記，將設(shè)計(jì)的分子標(biāo)記在618株F2分離群體中進(jìn)行驗(yàn)證，最終發(fā)現(xiàn)SNP02標(biāo)記和群體中黃皮性狀緊密連鎖，之后將該標(biāo)記分別在10株綠皮西瓜和10株黃皮西瓜中進(jìn)行驗(yàn)證，最終也發(fā)現(xiàn)該標(biāo)記和西瓜果皮黃色緊密連鎖。

結(jié)? ? 論： 本研究明確了西瓜黃色的遺傳為單基因顯性遺傳，果皮黃色為顯性，果皮綠色為隱性。通過(guò)BSA測(cè)序和GWAS重測(cè)序相結(jié)合的方法將控制西瓜果皮黃色的候選區(qū)間定位于4號(hào)染色體1 bp～59.8 Kb的區(qū)域內(nèi)，通過(guò)對(duì)該區(qū)間內(nèi)開(kāi)發(fā)的分子標(biāo)記進(jìn)行篩選和驗(yàn)證，最終發(fā)現(xiàn)了一個(gè)和西瓜果皮黃色緊密連鎖的SNP標(biāo)記。