中国农业科学 ›› 2023, Vol. 56 ›› Issue (12): 2367-2379.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2023.12.011
王朝晖(), 李勇, 曹珂, 朱更瑞, 方伟超, 陈昌文, 王新卫, 吴金龙(
), 王力荣(
)
收稿日期:
2022-08-25
接受日期:
2022-12-28
出版日期:
2023-06-16
发布日期:
2023-06-27
通信作者:
吴金龙,E-mail:wujinlong@caas.cn。王力荣,E-mail:wanglirong@caas.cn
联系方式:
王朝晖,E-mail:82101221626@caas.cn。
基金资助:
WANG ZhaoHui(), LI Yong, CAO Ke, ZHU GengRui, FANG WeiChao, CHEN ChangWen, WANG XinWei, WU JinLong(
), WANG LiRong(
)
Received:
2022-08-25
Accepted:
2022-12-28
Published:
2023-06-16
Online:
2023-06-27
摘要:
【目的】通过分子标记与生物信息学手段,鉴定189份桃种质与肉质形成相关的F-M基因座、YUC11启动子区转座子插入、NAC72编码区9 bp插入的基因型及3个位点组合情况,为深入研究桃果实肉质形成机制及育种亲本选配提供理论基础。【方法】通过PCR扩增、竞争性等位基因特异PCR(kompetitive allele specific PCR,KASP)、高分辨率溶解曲线(high resolution melting analysis,HRM)技术,对F-M基因座倍型、YUC11转座子插入、NAC72 9 bp插入进行检测;同时结合重测序数据利用生物信息学方法进一步验证,从而准确鉴定189份桃种质肉质性状形成相关位点基因型及组合情况。【结果】F-M基因座编码多聚半乳糖醛酸酶(endo-PG)的PGM与PGF是调控桃果实肉质形成的两个重要基因。189份桃种质中,PGM与PGF分别有159份(84%)、99份(52%)。F-M基因座共发现H0、H1、H2、H3 4种单倍型,占比分别为33%、39%、4%、24%。在F-M基因座,不溶质粘核以H3H3、H2H3组合为主,溶质粘核以H0H0、H0H1组合为主,溶质离核以H1H1、H0H1组合为主。发现18份含有硬质基因型的种质,在YUC11启动子区含有转座子纯合插入。HRM结果表明,NAC72编码区9 bp插入纯合(早熟)有45份种质、插入杂合(中熟)有71份种质、无插入(晚熟)有73份种质,中熟与晚熟种质占比77%;其中6份种质基因型与表型差别较大。不溶质粘核、溶质粘核、溶质离核3种常见肉质类型,在3个位点最多的基因型组合分别是mmffHdHdI、MMffHdHdI、MMFFHdHdL。【结论】通过分子试验与生物信息学相结合进一步证实了F-M基因座存在4种单倍型;发现18份含有硬质基因型的种质;开发了一种用于鉴定桃成熟期的分子标记;鉴定出不同种质在肉质相关位点的基因型组合形式。
王朝晖, 李勇, 曹珂, 朱更瑞, 方伟超, 陈昌文, 王新卫, 吴金龙, 王力荣. 189份桃种质肉质性状形成相关位点基因型鉴定及组合分析[J]. 中国农业科学, 2023, 56(12): 2367-2379.
WANG ZhaoHui, LI Yong, CAO Ke, ZHU GengRui, FANG WeiChao, CHEN ChangWen, WANG XinWei, WU JinLong, WANG LiRong. Genotype Identification and Combination Analysis of Loci Related to the Peach Flesh Texture Trait via 189 Peach Accessions[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2023, 56(12): 2367-2379.
表1
PCR试验中所用到的引物"
名称 Code | 引物序列 Primer sequence | 退火温度 Annealing temperature (℃) | 片段长度 Size (bp) |
---|---|---|---|
PGM-F | ACTAACCCAACCAATTACTCAAACC | 56 | 3066 |
PGM-R | TGTCCTTAGTACTGGAGGGCAAAC | ||
PGF-F | AGGAGAAATTGGAGACGCCG | 58 | 3353 |
PGF-R | CGTCTTCCGGACATAATCTTACA | ||
YUC-F | TAAAGCCGCCCAAAAATAAA | 58 | 600 |
YUC-R1 | TGGGAAGGAAGAAAATAGTCACA | ||
YUC-R2 | ATTTTCAACTTTCCCGAGCA | 58 | 448/3015 |
PGH0-F | TACGACTACAAGCCAAGTCGG | 56 | 591 |
PGH0-R | ACTCCAGTTGCGCTGAAAGA | ||
PGH2-F | CATATTGAAGAACCAGCCA | 56 | 1364 |
PGH2-R | TGGTATATTGCATCGACGTG | ||
PGH3-F | AAAGATAGGAAGGGGGAAGG | 56 | 524 |
PGH3-R | GTTTGCACTGGGGGTTTTAGA |
表2
不同肉质表型对应基因型组合"
表型 Phenotype | 基因型出现个数 Number of genotype occurrences | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
溶质粘核 | 溶质离核 | 不溶质粘核 | 1 | 2 | 3 | 4 | |
MMffHdHdI | MMFFHdHdL | MMFFHdHdL | mmffHdHdL | 12 | 2 | 22 | 11 |
MMFFHdHdE | MmffHdhdI | MMFfHdhdI | mmffHdHdE | 9 | 1 | 8 | 5 |
MMFfHdHdI | MmffhdhdE | MMFfHdHI | mmffHdHdI | 9 | 1 | 7 | 5 |
MMffHdHdL | MMFFHdhdE | MMFfHdHdL | MmffHdHdE | 8 | 1 | 5 | 3 |
MMFfHdHdE | MMFFHdhdL | MmFfHdHdL | MMffHdHdI | 4 | 1 | 5 | 3 |
MmFfHdhdE | MMFfHdhdI | MMFFhdhdI | MMffHdHdL | 4 | 1 | 4 | 2 |
MmffHdHdL | MmFfHdHdI | MMffHdHdL | mmffhdhdE | 4 | 1 | 3 | 2 |
MmffHdHdL | MmFfHdHdL | MmFfHdhdE | MmffHdHdI | 4 | 1 | 2 | 1 |
MMffhdhdI | MMffHdHdE | MmFfHdhdI | MmffHdHdL | 3 | 1 | 2 | 1 |
MmffHdHdI | MMffHdhdI | MMFFHdHdI | MmffHdhdI | 3 | 1 | 2 | 1 |
MmFfHdHdE | MMffHdhdI | MMFfhdhdE | MMffHdhdI | 3 | 1 | 1 | 1 |
MMFFHdHdI | MMffhdhdL | MmFfHdHdE | MmFfHdHdI | 2 | 1 | 1 | 1 |
MMffHdhdL | MMFFhdhdL | MMFfHdHdI | 2 | 1 | 1 | ||
MMffhdhdE | MMFFhdhdE | 2 | 1 | ||||
MmffHdHdE | MmFfhdhdE | 2 | 1 | ||||
mmffHdHdE | MMFfHdhdE | 2 | 1 |
[1] |
王力荣. 中国桃品种改良历史回顾与展望. 果树学报, 2021, 38(12): 2178-2195.
|
|
|
[2] |
doi: 10.1101/gr.261032.120 pmid: 33687945 |
[3] |
孟君仁. 桃慢溶质性状调控机制初步研究[D]. 北京: 中国农业科学院, 2021.
|
|
|
[4] |
牛良, 曾文芳, 潘磊, 孟君仁, 鲁振华, 崔国朝, 王志强. 硬质桃研究现状及展望. 果树学报, 2020, 37(8): 1227-1235.
|
|
|
[5] |
曾文芳, 王志强, 牛良, 潘磊, 丁义峰, 鲁振华, 崔国朝. 桃果实肉质研究进展. 果树学报, 2017, 34(11): 1475-1482.
|
|
|
[6] |
|
[7] |
doi: 10.21273/JASHS.121.2.231 |
[8] |
|
[9] |
doi: 10.1093/jxb/erw021 pmid: 26850878 |
[10] |
doi: 10.3389/fpls.2020.554158 |
[11] |
|
[12] |
doi: 10.1016/j.scienta.2005.01.017 |
[13] |
doi: 10.1093/jxb/erv400 |
[14] |
曾文芳, 丁义峰, 潘磊, 王小贝, 牛良, 鲁振华, 崔国朝, 王志强. 桃硬质性状可能源于PpYUC11基因启动子区域CACTA型转座子的插入. 果树学报, 2017, 34(10): 1239-1248.
|
|
|
[15] |
doi: 10.1111/tpj.14070 |
[16] |
孟君仁, 曾文芳, 邓丽, 潘磊, 鲁振华, 崔国朝, 王志强, 牛良. 桃若干重要性状的KASP分子标记开发与应用. 中国农业科学, 2021, 54(15): 3295-3307.
doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2021.15.013 |
doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2021.15.013 |
|
[17] |
孟君仁, 牛良, 邓丽, 潘磊, 鲁振华, 崔国朝, 王志强, 曾文芳. 控制桃粘/离核PG基因的BAC克隆筛选与序列分析. 中国农业科学, 2021, 54(20): 4396-4404. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2021.20.013.
doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2021.20.013 |
doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2021.20.013 |
|
[18] |
doi: 10.1186/1471-2229-13-166 |
[19] |
余银梅. 桃果实成熟期调控基因PpNAC56、PpNAC72的表达分析及功能初探[D]. 郑州: 河南农业大学, 2018.
|
|
|
[20] |
何雪娇, 郑涛, 苏金强, 陈振东. 改良CTAB法提取野牡丹科7种植物DNA. 热带农业科学, 2011, 31(10): 73-77.
|
|
|
[21] |
殷豪, 王彩虹, 田义轲, 李节法, 王然, 戴洪义. 利用高分辨率熔解曲线(HRM)分析梨微卫星标记. 园艺学报, 2011, 38(8): 1601-1606.
|
|
|
[22] |
|
[23] |
doi: 10.1093/bioinformatics/btp324 pmid: 19451168 |
[24] |
doi: 10.1093/bioinformatics/btp352 pmid: 19505943 |
[25] |
doi: 10.1093/bioinformatics/bts378 |
[26] |
doi: 10.1093/bib/bbs017 pmid: 22517427 |
[27] |
doi: 10.1186/s12870-017-1213-1 |
[28] |
韩晴. 桃果肉质地和粘离核性状两个关键PpPG基因的表达和调控关系分析[D]. 北京: 中国农业科学院, 2019.
|
|
|
[29] |
doi: 10.1111/jipb.13316 |
[30] |
doi: 10.3390/ijms17111933 |
[31] |
doi: 10.1016/j.plaphy.2020.05.028 |
[32] |
doi: 10.1038/s41438-021-00497-z |
[33] |
王巍. 生长素应答基因PpIAA5-ARF8对桃果实成熟软化的调控作用[D]. 北京: 北京农学院, 2021.
|
|
|
[34] |
doi: 10.1093/jxb/eru277 pmid: 25028558 |
[35] |
doi: 10.1002/smtd.v4.8 |
[36] |
doi: 10.1186/s13059-020-02207-9 |
[37] |
doi: 10.3389/fpls.2020.619953 |
[38] |
doi: 10.1093/plphys/kiac200 |
[39] |
doi: 10.1111/jipb.13278 |
[40] |
doi: 10.1038/s41438-021-00644-6 |
[41] |
王小贝. 桃ERFs和PpIAA1协同调控桃成熟软化的分子机制研究[D]. 武汉: 华中农业大学, 2019.
|
|
|
[42] |
李金金. PpSEP1(SEPALLATA)在不同质地桃果实成熟软化过程中的调控机制[D]. 杨凌: 西北农林科技大学, 2016.
|
|
|
[43] |
李芳. NAP家族成员克隆及其在桃果实发育与成熟期间的表达特性研究[D]. 杨凌: 西北农林科技大学, 2016.
|
|
|
[44] |
doi: 10.1038/s41467-021-27117-7 pmid: 34824241 |
[45] |
doi: 10.3389/fgene.2021.671300 |
[46] |
郭健. 基于基因组结构变异发掘桃重要农艺性状关键基因[D]. 武汉: 华中农业大学, 2021.
|
|
|
[47] |
doi: 10.1016/j.plantsci.2017.01.004 |
[48] |
doi: 10.1093/plphys/kiac353 |
[1] | 任志强, 王晨阳, 寇忠云, 蔡瑞, 杨公社, 庞卫军. 运用计算机断层扫描技术活体评估种公猪瘦肉率、脂肪率和肌内脂肪含量[J]. 中国农业科学, 2023, 56(9): 1787-1799. |
[2] | 曹珂, 陈昌文, 杨选文, 别航灵, 王力荣. 桃果实单果重及可溶性固形物含量的全基因组选择分析[J]. 中国农业科学, 2023, 56(5): 951-963. |
[3] | 彭佳伟, 张叶, 寇单单, 杨丽, 刘晓飞, 张学英, 陈海江, 田义. ‘仓方早生’桃及其早熟芽变不同发育时期果实的转录组分析[J]. 中国农业科学, 2023, 56(5): 964-980. |
[4] | 王秀娟, 高翰, 李海鹏, 高雪, 孙宝忠, 程强, 徐磊, 张亚朋, 雷元华, 魏萌, 李三禄, 胡俊伟, 张长庆, 高会江, 李俊雅, 张路培, 陈燕. 平凉红牛生长性能、胴体及肉质性状分析[J]. 中国农业科学, 2023, 56(3): 559-571. |
[5] | 刘针杉, 涂红霞, 周荆婷, 马艳, 柴久凤, 王旨意, 杨鹏飞, 杨小芹, Kumail Abbas, 王浩, 王燕, 王小蓉. 中国樱桃正反交F1代果实主要性状的遗传分析[J]. 中国农业科学, 2023, 56(2): 345-356. |
[6] | 闫乐乐,卜璐璐,牛良,曾文芳,鲁振华,崔国朝,苗玉乐,潘磊,王志强. 广泛靶向代谢组学解析桃蚜危害对桃树次生代谢产物的影响[J]. 中国农业科学, 2022, 55(6): 1149-1158. |
[7] | 张晋龙,赵志博,刘巍,黄丽丽. 猕猴桃细菌性溃疡病菌T3SS关键效应蛋白基因致病功能[J]. 中国农业科学, 2022, 55(3): 503-513. |
[8] | 郭绍雷,许建兰,王晓俊,宿子文,张斌斌,马瑞娟,俞明亮. 桃XTH家族基因鉴定及其在桃果实贮藏过程中的表达特性[J]. 中国农业科学, 2022, 55(23): 4702-4716. |
[9] | 郝艳,李晓颍,叶茂,刘亚婷,王天宇,王海静,张立彬,肖啸,武军凯. ‘21世纪’桃与‘久脆’桃及其杂交后代果实挥发性成分特征分析[J]. 中国农业科学, 2022, 55(22): 4487-4499. |
[10] | 胡光明,张琼,韩飞,李大卫,李作洲,汪志,赵婷婷,田华,刘小莉,钟彩虹. 猕猴桃属植物通用型SSR分子标记引物的筛选及应用[J]. 中国农业科学, 2022, 55(17): 3411-3425. |
[11] | 王璐伟,沈志军,李贺欢,潘磊,牛良,崔国朝,曾文芳,王志强,鲁振华. 基于SSR荧光标记的79份桃种质遗传多样性分析[J]. 中国农业科学, 2022, 55(15): 3002-3017. |
[12] | 沈志军, 田雨, 蔡志翔, 徐子媛, 严娟, 孙朦, 马瑞娟, 俞明亮. 基于国家果树种质南京桃资源圃的桃褐腐病抗性评价[J]. 中国农业科学, 2022, 55(15): 3018-3028. |
[13] | 谭凤玲,詹萍,王鹏,田洪磊. 基于感官评价及GC-MS结合OPLS-DA分析热杀菌对蟠桃汁呈香品质的影响[J]. 中国农业科学, 2022, 55(12): 2425-2435. |
[14] | 李昂,苗玉乐,孟君仁,牛良,潘磊,鲁振华,崔国朝,王志强,曾文芳. 溶质和硬质型桃果实成熟过程果肉多肽组学分析[J]. 中国农业科学, 2022, 55(11): 2202-2213. |
[15] | 李少华,王云鹏,王荣成,尹萍,李向东,郑方强. 玉米田桃蛀螟幼虫的空间分布型与抽样技术[J]. 中国农业科学, 2022, 55(10): 1961-1970. |
|