番茄高可溶性固形物种质的创造及相关基因的差异表达研究

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1、西南大学硕士学位论文番茄高可溶性固形物种质的创造及相关基因的差异表达研究姓名：徐明磊申请学位级别：硕士专业：蔬菜学指导教师：宋明;杜永臣20060501摘要番茄高可溶性固形物种质的创造及相关基因的差异表达研究蔬菜学专业硕士研究生：徐明磊指导教师：宋明教授杜永臣王孝宣摘要研究员博士果实可溶性固形物含量是番茄(Lycopee础wnesculentum．Mill)重要的品质性状之一，其含量的高低对番茄果实的营养价值、风味121感、实质产量等方面有着重要的影响，并且在植株耐冷抗逆、果实储藏、运输过程中的防冻等方面

2、亦有重要作用。利用野生番茄中提高果实可溶性圆形物含量的基因对于果实品质改良具有重要意义。为此国内外研究者展开了广泛的研究，已从野生番茄中鉴定了38个与果实可溶性固形物有关的QTL，并建立了主效QTL的近等基因系(QTL-NILs)和亚近等基因系(sub．NILs)，例如TAl218就是野生多毛番茄LAl777的一个渐参系，其以普通番茄E6203为遗传背景含有t个长1．2cM来自LAl777第1染色体底端的片段，QTL分析表明该片段具有明显提高果实可溶性固形物含量的作用。本研究在前人研究工作的基础上，以TA

3、l218及其回交后代为主要材料，进行分子标记辅助选择以及筛选优秀育种种质的研究，并利用eDNA-AFLP方法研究了提高果实可溶性固形物QTL的材料在果实不同发育阶段基因的差异性表达。目的在于：利用分子标记辅助选择技术手段将目的基因导入到现有栽培骨干系中，消除不良基因的影响，创造新的育种种质资源；通过基因差异性表达鉴定和分离与果实可溶性固形物相关的TDF以及进行生物信息学分析，研究相关基因在不同发育阶段的表达情况和功能信息。并初步探讨果实可溶性固形物积累的机制。主要结果如下：(1)对4个RFLP标记进行了C

4、APS标记转化分析，其中TGl61和TG237成功转化为CAPS标记，表明RFLP标记可以转化为易于操作、效率高、成本低的CAPS标记。研究结果对于番茄的快速遗传分析，特别是在分子育种中对大量材料进行遗传鉴定时具有较大的应用价值。(2)利用72对EeorI／MseI引物对TAl218，E6203及其F1代进行了AFLP引物筛选，没有筛选到符合多态性要求的AFLP引物。f3)利用2个CAPS标记TGl61和TG237对TAl218和9706的BCl群体进行分子标记分析．并结合每个单株的可溶性固形物含量进行标

5、记型和表现型统计分析。TGl61和TG237两个CAPS标记与高可溶性固形物基因紧密连锁，选择效果显著，均可用于分子标记辅助选择。TGl61的标记辅助选择优于TG237。(4)从Bc}群体的80个单株中筛选出了8个发生分子标记单交换的单株，其中4个单株：260--68、260--64、260—16和260—57的可溶性固形物含量分别为：5．97、5．92、5．84、5．84，远高于各个组合的平均水平。可以肯定，这4个单株含有的来自多毛番茄的外源片段比TAl218西南大学硕士学位论文要短，不良基因连锁累赘的

6、影响进一步消弱，更进一步突出目的基因的作用。而且除了可溶性阎形物含量较高外，4个单株均表现为粉红色果色，生长势、果实大小、单果重、总生物量等综合农艺性状较好，可作为优异的番茄高可溶性固形物育种种质。(5)使用eDNA．AFLP技术对番茄果实不同发育阶段的的基因差异性表达进行分析，获得了95个在嫩叶及果实的膨大期、绿熟期、转色期和完全成熟期特异表达的TDF。在NCBI中的nr库里进行BLAST分析发现9个TDF与己发表的基因、mRNA或eDNA克隆的序列有较高的相似性。其中一个TDF{3062R-245来自

7、262(LAl563×9706)的红熟期，由引物组合E11／M48经选择性扩增后获得，长度为245bp，该TDF与拟南芥qrabidopsisthaliana)dP编码ATPbindinedATP．dependenthelicase／heliease／nucleicacidbindingATIG63250mRNA的序列具有较高的相似性。表明该基因在红熟期特异表达。有可能涉及果实从转色到红熟发育期中物质的合成和积累的代谢调节作用，从而造成该品质番茄果实的可溶性固形物表现独有。TDF．I"69L096序列与T

8、omatorbcS3Ageneforribulosel，5-bisphosphatecarboxylae／oxygenasesmallsubunit基因具有较高的相似性，该TDF的272个碱基序列与之具有98％的相似性(272／276)。该基因在光合产物转化代谢中起调节作用，具有催化氧化戊糖，合成三磷酸腺苷的功能。(6)14个TDF与己知功能的基因序列的同源性相比较低，在EST库中找到相似性很高的己知EST。从中选取长度合适，