甜瓜自交系BPC-4双单倍体的创制、鉴定及基因组变化

毕研胜, 郑莉娜, 张璐, 王瑜晖, 钱春桃

南京农业大学学报 ›› 2023, Vol. 46 ›› Issue (06) : 1040-1050.

甜瓜自交系BPC-4双单倍体的创制、鉴定及基因组变化

  • 毕研胜, 郑莉娜, 张璐, 王瑜晖, 钱春桃
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摘要

[目的]本文旨在通过远缘杂交诱导获得甜瓜自交系BPC-4的双单倍体,并分析其植物学性状和基因组的变化特征。[方法]以甜瓜自交系BPC-4(2n=2x=24)为母本与甜瓜属8种不同材料进行杂交,对获得的杂交后代F_1再进行自交,获得F_2、F_3,用于染色体数目观察、SSR分子标记分析和同一世代植株性状一致性观察,以鉴定其是否为双单倍体;对F_2、F_3进行基因组重测序,分析双单倍体基因组SNP纯化位点分布和稳定性。[结果]在8个杂交组合中,BPC-4×黄瓜自交系YPJ-6组合获得了3粒种子,其中1粒种植成活获得50粒自交后代。经鉴定发现,杂交后代(F_2)染色体数为2n=2x=24。SSR鉴定显示,27对标记在F_2中扩增出的带型与母本相同,F_2单株间的带型一致,且F_3带型不分离,表明F_2基因位点纯合;植物学性状的统计分析显示,F_2与BPC-4相比主要变化为株型紧凑、矮化,其节间距、茎粗、叶长、叶宽、叶柄长的均值都小于BPC-4,F_2单株间整齐一致。以上结果证明远缘杂交获得的后代为双单倍体,因此将F_1、F_2、F_3分别命名为DH_0、DH_1、DH_2。双单倍体的种子数、结籽率数据表明:DH_0的育性较低,DH_1和DH_2育性已经恢复,接近BPC-4,可以通过自交进行种子扩繁保存。基因组重测序发现:与BPC-4相比,双单倍体SNP位点纯化了0.26%,新的纯化位点在12条染色体上均有分布;双单倍体自交后代DH_1和DH_2纯化位点数的差值为1 016个,占比仅为0.05%,远小于孟德尔理论上常规自交S_4与S_5纯合度的差值(3.13%),表明双单倍体基因组已经稳定。[结论]基因组重测序和性状变化证明甜瓜在经历4代自交后仍然有必要创制为双单倍体,且获得的双单倍体可以通过种子保存用于育种和理论研究。

关键词

甜瓜 / 远缘杂交 / 双单倍体 / 重测序 / 基因组

中图分类号

S652

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毕研胜, 郑莉娜, 张璐, 王瑜晖, 钱春桃. 甜瓜自交系BPC-4双单倍体的创制、鉴定及基因组变化. 南京农业大学学报. 2023, 46(06): 1040-1050

基金

苏州市农业科技创新项目(SNG2022017,SNG2022023); 泰州2021年三新技术转化与推广示范项目和科技项目

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