中国农学通报 ›› 2023, Vol. 39 ›› Issue (1): 45-50.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2022-0061
苟纪权(), 苏丽文, 程志魁, 黄小春, 吴雯婷, 吕海旋, 刘政国()
收稿日期:
2022-02-10
修回日期:
2022-06-03
出版日期:
2023-01-05
发布日期:
2022-12-27
通讯作者:
刘政国
作者简介:
苟纪权,男,1996年出生,陕西安康人,硕士研究生,主要从事蔬菜遗传育种研究。通信地址:530004 广西壮族自治区南宁市西乡塘区大学东路100号 广西大学农学院,E-mail:基金资助:
GOU Jiquan(), SU Liwen, CHENG Zhikui, HUANG Xiaochun, WU Wenting, LV Haixuan, LIU Zhengguo()
Received:
2022-02-10
Revised:
2022-06-03
Online:
2023-01-05
Published:
2022-12-27
Contact:
LIU Zhengguo
摘要:
对冬瓜果肉叶绿素含量遗传规律进行分析,以期为冬瓜果肉颜色控制基因的挖掘和果肉颜色的改良育种奠定基础。以冬瓜果肉白色纯化自交系(LT-1)为P1,果肉绿色纯化自交系(LT-2)为P2,构建四代遗传群体(P1、P2、F1、F2),利用主基因+多基因混合模型的遗传分析方法,通过分析主基因和多基因对冬瓜果肉种的叶绿素含量影响,探究冬瓜果肉叶绿素含量的遗传规律。结果表明,冬瓜果肉中叶绿素含量是由2对加性—显性—上位性主基因+加性显性多基因遗传模型调控,F2分离群体中的主效基因遗传率为82.0696%,第一对主基因的加性效应da为-1.477,显性效应ha为-1.465,且显性度ha/da接近1,第二对主基因的加性效应db和显性效应hb分别为-0.835、-0.715,显性度ha/da同样接近1。说明在同一对主基因中加性效应和显性效应对叶绿素含量的遗传控制同样重要,2对主基因的加性效应和显性效应均为负值,起减效作用。在F2世代中,要提高叶绿素含量,应该重视主基因的遗传效应,同时利用加性效应和显性效应。
中图分类号:
苟纪权, 苏丽文, 程志魁, 黄小春, 吴雯婷, 吕海旋, 刘政国. 冬瓜果肉叶绿素含量遗传分析[J]. 中国农学通报, 2023, 39(1): 45-50.
GOU Jiquan, SU Liwen, CHENG Zhikui, HUANG Xiaochun, WU Wenting, LV Haixuan, LIU Zhengguo. Genetic Analysis of Chlorophyll Content in the Flesh of Wax Gourd[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2023, 39(1): 45-50.
群体 | 株数 | 平均值/(μg/g) | 最低值/(μg/g) | 最高值/(μg/g) | 差值/(μg/g) | 峰度 | 偏度 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
P1 | 8 | 1.09±0.15 | 0.60 | 1.69 | 1.09 | -0.67 | 0.48 |
P2 | 7 | 6.78±0.32 | 5.77 | 7.65 | 1.88 | -2.08 | -0.06 |
F1 | 12 | 2.13±0.35 | 1.06 | 3.30 | 2.24 | -1.55 | 0.18 |
F2 | 194 | 2.41±0.11 | 0.55 | 7.45 | 6.90 | 0.65 | 1.04 |
群体 | 株数 | 平均值/(μg/g) | 最低值/(μg/g) | 最高值/(μg/g) | 差值/(μg/g) | 峰度 | 偏度 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
P1 | 8 | 1.09±0.15 | 0.60 | 1.69 | 1.09 | -0.67 | 0.48 |
P2 | 7 | 6.78±0.32 | 5.77 | 7.65 | 1.88 | -2.08 | -0.06 |
F1 | 12 | 2.13±0.35 | 1.06 | 3.30 | 2.24 | -1.55 | 0.18 |
F2 | 194 | 2.41±0.11 | 0.55 | 7.45 | 6.90 | 0.65 | 1.04 |
模型 | MLV值 | AIC | 模型 | MLV值 | AIC |
---|---|---|---|---|---|
1MG-A | -388 | 785.7558 | MX1-AD-ADI | -348 | 712.5784 |
1MG-AD | -361 | 733.4982 | MX1-EAD-AD | -371 | 753.0085 |
1MG-EAD | -362 | 734.4564 | MX1-NCD-AD | -351 | 713.2881 |
1MG-NCD | -399 | 807.5360 | MX2-A-AD | -370 | 746.8378 |
2MG-A | -380 | 769.3349 | MX2-AD-AD | -341 | 691.6910 |
2MG-AD | -341 | 696.0086 | MX2-ADI-AD | -335 | 688.0900 |
2MG-ADI | -337 | 696.6345 | MX2-ADI-ADI | -335 | 694.4754 |
2MG-CD | -344 | 697.5490 | MX2-CD-AD | -366 | 738.7573 |
2MG-EA | -380 | 767.3349 | MX2-EA-AD | -370 | 744.8320 |
2MG-EAD | -350 | 707.0548 | MX2-EAD-AD | -344 | 692.5660 |
MX1-A-AD | -370 | 752.8922 | PG-AD | -382 | 773.9715 |
MX1-AD-AD | -351 | 715.2881 | PG-ADI | -366 | 743.4832 |
模型 | MLV值 | AIC | 模型 | MLV值 | AIC |
---|---|---|---|---|---|
1MG-A | -388 | 785.7558 | MX1-AD-ADI | -348 | 712.5784 |
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2MG-A | -380 | 769.3349 | MX2-AD-AD | -341 | 691.6910 |
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2MG-ADI | -337 | 696.6345 | MX2-ADI-ADI | -335 | 694.4754 |
2MG-CD | -344 | 697.5490 | MX2-CD-AD | -366 | 738.7573 |
2MG-EA | -380 | 767.3349 | MX2-EA-AD | -370 | 744.8320 |
2MG-EAD | -350 | 707.0548 | MX2-EAD-AD | -344 | 692.5660 |
MX1-A-AD | -370 | 752.8922 | PG-AD | -382 | 773.9715 |
MX1-AD-AD | -351 | 715.2881 | PG-ADI | -366 | 743.4832 |
候选模型 | 世代 | U12 | P(U12) | U22 | P(U22) | U32 | P(U32) | nW2 | P(nW2) | Dn | P(Dn) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
MX2-AD-AD | P1 | 1.3099 | 0.2524 | 0.6837 | 0.4083 | 1.2662 | 0.2605 | 0.2027 | 0.2644 | 0.3392 | 0.3206 |
F1 | 2.4466 | 0.1178 | 3.4344 | 0.0639 | 1.8358 | 0.1754 | 0.2539 | 0.1893 | 0.4047 | 0.2129 | |
P2 | 0.7294 | 0.3931 | 1.3239 | 0.2499 | 1.6762 | 0.1954 | 0.1240 | 0.4848 | 0.3260 | 0.4502 | |
F2 | 0.3514 | 0.5533 | 0.2044 | 0.6512 | 0.2379 | 0.6257 | 0.1308 | 0.4575 | 0.0609 | 0.4536 | |
MX2-ADI-AD | P1 | 0.0182 | 0.8927 | 0.0034 | 0.9532 | 0.5737 | 0.4488 | 0.0512 | 0.8691 | 0.2084 | 0.8660 |
F1 | 0.0184 | 0.8920 | 0.5661 | 0.4518 | 6.1699 | 0.0130* | 0.1375 | 0.4327 | 0.2811 | 0.6370 | |
P2 | 0.0153 | 0.9017 | 0.5328 | 0.4654 | 5.9593 | 0.0146* | 0.1436 | 0.4117 | 0.2981 | 0.5632 | |
F2 | 0.0460 | 0.8301 | 0.0311 | 0.8599 | 0.0156 | 0.9005 | 0.0479 | 0.8893 | 0.0396 | 0.9115 | |
MX2-EAD-AD | P1 | 1.3561 | 0.2442 | 0.6374 | 0.4247 | 1.7339 | 0.1879 | 0.2292 | 0.2214 | 0.3679 | 0.2343 |
F1 | 2.8491 | 0.0914 | 3.6451 | 0.0562 | 1.2090 | 0.2715 | 0.2799 | 0.1609 | 0.3942 | 0.2384 | |
P2 | 0.8507 | 0.3563 | 1.2362 | 0.2662 | 0.7657 | 0.3815 | 0.1185 | 0.5080 | 0.3102 | 0.5124 | |
F2 | 0.5132 | 0.4738 | 0.4926 | 0.4828 | 0.0011 | 0.9737 | 0.1540 | 0.3789 | 0.0550 | 0.5850 |
候选模型 | 世代 | U12 | P(U12) | U22 | P(U22) | U32 | P(U32) | nW2 | P(nW2) | Dn | P(Dn) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
MX2-AD-AD | P1 | 1.3099 | 0.2524 | 0.6837 | 0.4083 | 1.2662 | 0.2605 | 0.2027 | 0.2644 | 0.3392 | 0.3206 |
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P2 | 0.7294 | 0.3931 | 1.3239 | 0.2499 | 1.6762 | 0.1954 | 0.1240 | 0.4848 | 0.3260 | 0.4502 | |
F2 | 0.3514 | 0.5533 | 0.2044 | 0.6512 | 0.2379 | 0.6257 | 0.1308 | 0.4575 | 0.0609 | 0.4536 | |
MX2-ADI-AD | P1 | 0.0182 | 0.8927 | 0.0034 | 0.9532 | 0.5737 | 0.4488 | 0.0512 | 0.8691 | 0.2084 | 0.8660 |
F1 | 0.0184 | 0.8920 | 0.5661 | 0.4518 | 6.1699 | 0.0130* | 0.1375 | 0.4327 | 0.2811 | 0.6370 | |
P2 | 0.0153 | 0.9017 | 0.5328 | 0.4654 | 5.9593 | 0.0146* | 0.1436 | 0.4117 | 0.2981 | 0.5632 | |
F2 | 0.0460 | 0.8301 | 0.0311 | 0.8599 | 0.0156 | 0.9005 | 0.0479 | 0.8893 | 0.0396 | 0.9115 | |
MX2-EAD-AD | P1 | 1.3561 | 0.2442 | 0.6374 | 0.4247 | 1.7339 | 0.1879 | 0.2292 | 0.2214 | 0.3679 | 0.2343 |
F1 | 2.8491 | 0.0914 | 3.6451 | 0.0562 | 1.2090 | 0.2715 | 0.2799 | 0.1609 | 0.3942 | 0.2384 | |
P2 | 0.8507 | 0.3563 | 1.2362 | 0.2662 | 0.7657 | 0.3815 | 0.1185 | 0.5080 | 0.3102 | 0.5124 | |
F2 | 0.5132 | 0.4738 | 0.4926 | 0.4828 | 0.0011 | 0.9737 | 0.1540 | 0.3789 | 0.0550 | 0.5850 |
项目 | 参数 | 估计值 |
---|---|---|
一阶遗传参数 | m | 3.6818 |
da | -1.477 | |
db | -0.835 | |
ha | -1.465 | |
hb | -0.715 | |
i | — | |
jab | — | |
jba | — | |
l | — | |
[d] | -0.514 | |
[h] | 0.0722 | |
二阶遗传参数 | σ2mg | 1.7675 |
h2mg/% | 82.0696 | |
σ2Pg | 0 | |
h2Pg/% | 0 |
项目 | 参数 | 估计值 |
---|---|---|
一阶遗传参数 | m | 3.6818 |
da | -1.477 | |
db | -0.835 | |
ha | -1.465 | |
hb | -0.715 | |
i | — | |
jab | — | |
jba | — | |
l | — | |
[d] | -0.514 | |
[h] | 0.0722 | |
二阶遗传参数 | σ2mg | 1.7675 |
h2mg/% | 82.0696 | |
σ2Pg | 0 | |
h2Pg/% | 0 |
[1] | MORTON J F. The wax gourd, a year-round Florida vegetable with unusual keeping quality[J]. Florida state horticultural society, 1971:104-109. |
[2] |
ADAMI M, FRANCESCHI P D, BRANDI F. Identifying a carotenoid cleavage dioxygenase (CCD4) gene controlling yellow/white fruit flesh color of “Piqiutao” (white fruit flesh) and its mutant (yellow fruit flesh)[J]. Plant molecular biology reporter, 2013, 31(5):1166-1175.
doi: 10.1007/s11105-013-0628-6 URL |
[3] | 黄持都, 胡小松, 廖小军, 等. 叶绿素研究进展[J]. 中国食品添加剂, 2007(3):114-118. |
[4] |
BO K, WEI S, WANG W, et al. QTL mapping and genome-wide association study reveal two novel loci associated with green flesh color in cucumber[J]. BMC plant biology, 2019, 19(1):243.
doi: 10.1186/s12870-019-1835-6 pmid: 31174472 |
[5] | BURGER Y, PARIS H S, COHEN R, et al. Genetic diversity of cucumis melo[J]. John Wiley & Sons, Ltd, 2010. |
[6] |
GALPAZ N, GONDA I, SHEMTOV D, et al. Deciphering genetic factors that determine melon fruit-quality traits using RNA-Seq-based high-resolution QTL and eQTL mapping[J]. Plant journal, 2018, 94(1):169-191.
doi: 10.1111/tpj.13838 URL |
[7] |
BLANKE M M, LENZ F. Fruit photosynthesis[J]. Plant, cell and environment, 1989, 12:31-46.
doi: 10.1111/j.1365-3040.1989.tb01914.x URL |
[8] |
HETHERINGTON S E, SMILLIE R M, DAVIES W J. Photosynthetic activities of vegetative and fruiting tissues of tomato[J]. Journal of experimental botany, 1998, 49:1173-1181.
doi: 10.1093/jxb/49.324.1173 URL |
[9] | DINAR M, STEVENS M A. The relationship between starch accumulation and soluble solids content of tomato fruits[J]. Journal American society for horticultural science,1981. |
[10] |
POWELL A L T, NGUYEN C V, HILL T, et al. Uniform ripening encodes a Golden 2-like transcription factor regulating tomato fruit chloroplast development[J]. Science, 2012, 336:1711-1715.
doi: 10.1126/science.1222218 pmid: 22745430 |
[11] |
SAGAR M, CHERVIN C, MILA I, et al. SlARF4, an auxin response factor involved in the control of sugar metabolism during tomato fruit development[J]. Plant physiology, 2013, 161(3):1362-1374.
doi: 10.1104/pp.113.213843 pmid: 23341361 |
[12] | DAVIES J N, HOBSON G E, MCGLASSON W B. The constituents of tomato fruit- the influence of environment, nutrition, and genotype[J]. CRC critical reviews in food technology, 1981, 15(3):205-280. |
[13] |
KEPHART J C. Chlorophyll derivatives- Their chemistry? commercial preparation and uses[J]. Economic botany, 1955, 9(1):38.
doi: 10.1007/BF02984957 URL |
[14] |
EDWARDS B J. Treatment of chronic leg ulcers with ointment containing soluble chlorophyll[J]. Physiotherapy, 1954, 40(6):177.
pmid: 13177174 |
[15] |
BOWERS W F. Chlorophyll in wound healing and suppurative disease[J]. American journal of surgery, 1947, 73(1):37-50.
pmid: 20279378 |
[16] | LARATO D C, PFAU F R. Effects of a water-soluble chlorophyllin ointment on gingival inflammation[J]. The New York state dental journal, 1970, 36(5):291-293. |
[17] | BALDER H F. Heme and chlorophyll intake and risk of colorectal cancer in the Netherlands cohort study[J]. Cancer epidemiology, biomarkers and prevention: A publication of the American Association for Cancer Research, 2006, 15(4):717-725. |
[18] | 孙小镭, 王永强, 王冰, 等. 黄瓜嫩果果皮叶绿素含量的遗传[J]. 园艺学报, 2004, 31(3):327-331. |
[19] | 张兴伟, 王志德, 牟建民, 等. 烤烟叶绿素含量遗传分析[J]. 中国烟草学报, 2011, 17(3):48-52. |
[20] | 陈虹容, 商桑, 田丽波, 等. 苦瓜叶片叶绿素含量的遗传分析[J]. 热带作物学报, 2021, 42(6):1572-1578. |
[21] | 林婷婷, 王立, 张琳, 等. 不结球白菜叶绿素含量的主基因+多基因混合遗传分析[J]. 南京农业大学学报, 2014, 37(5):34-40. |
[22] | 吴浪, 赵菁菁, 罗佳伟, 等. 番茄绿果与橙果间果实颜色及主要色素含量的遗传研究[J]. 中国蔬菜, 2017(3):29-37. |
[23] | 李洪涛, 许瀚元, 李景芳, 等. 玉米叶绿素含量基因效应分析[J]. 作物杂志, 2019(5):46-51. |
[24] | 唐亮, 徐正进. 水稻苗期干物重和叶绿素含量的遗传分析[J]. 安徽农业科学, 2007, 35(6):1633-1635. |
[25] | 李合生. 植物生理生化实验原理和技术[M]. 北京: 高等教育出版社, 2000:130-137. |
[26] | 章元明, 盖钧镒, 张孟臣. 利用P1 F1 P2和F2或F2:3世代联合的数量性状分离分析[J]. 西南农业大学学报, 2000, 22(1):6-9. |
[27] | 曹锡文, 刘兵, 章元明. 植物数量性状分离分析Windows软件包SEA的研制[J]. 南京农业大学学报, 2013, 36(6):1-6. |
[28] | 刘文睿, 江彪, 彭庆务, 等. 冬瓜种子千粒重主基因+多基因混合遗传分析[J]. 热带作物学报, 2012, 33(6):993-996. |
[29] | 谢大森, 何晓明, 彭庆务, 等. 冬瓜枯萎病的抗性遗传规律[J]. 热带作物学报, 2009, 30(7):1005-1008. |
[30] | 程志魁, 刘政国, 陈婕英, 等. 冬瓜果实形状的主基因+多基因遗传分析[J]. 分子植物育种, 2021, 20(17). |
[31] | 吴兴富, 焦芳婵, 陈学军, 等. 烟草主要农艺性状的主基因+多基因遗传分析[J]. 分子植物育种, 2021, 19(19):6438-6447. |
[32] | 方敦煌, 焦芳婵, 卢灿华, 等. 烟草青枯病抗性的主基因+多基因混合遗传分析[J]. 分子植物育种, 2023. |
[33] | 解松峰, 吉万全, 王长有, 等. 小麦穗部性状的主基因+多基因混合遗传模型分析[J]. 中国农业科学, 2019, 52(24):4437-4452. |
[34] | 丁盼盼. 辣椒果皮颜色的遗传分析及QTL定位[D]. 合肥: 安徽农业大学, 2017. |
[35] | 李洪涛, 许瀚元, 李景芳, 等. 玉米叶绿素含量基因效应分析[J]. 作物杂志, 2019(5):46-51. |
[36] | 孙小镭, 王永强, 王冰, 等. 黄瓜嫩果果皮叶绿素含量的遗传[J]. 园艺学报, 2004(3):327-331. |
[37] | 唐亮, 徐正进. 水稻苗期干物重和叶绿素含量的遗传分析[J]. 安徽农业科学, 2007(6):1633-1635. |
[38] | 翟英. 番茄果实色泽和色素含量的遗传特征[J]. 分子植物育种, 2019, 17(1):264-269. |
[39] |
李丹丹, 司龙亭, 李季, 等. 弱光下黄瓜幼苗叶片叶绿素含量的遗传分析[J]. 华北农学报, 2009, 24(1):133-137.
doi: 10.7668/hbnxb.2009.01.030 |
[1] | 蒋锋, 闫艳, 麦嘉埼, 梁日朗, 周捷成, 李坪遥, 刘鹏飞. 甜玉米品质性状的主基因+多基因遗传分析[J]. 中国农学通报, 2022, 38(30): 14-20. |
[2] | 焦加斌, 陈晓东, 郑朝元, 陈潇, 常静静, 宋钊, 谢大森, 何裕志, 张白鸽. 黑皮冬瓜干物质和养分吸收与分配的动态规律[J]. 中国农学通报, 2022, 38(18): 62-69. |
[3] | 李灿, 陈晓东, 郑卓越, 焦嘉斌, 李强, 张福锁, 谢大森, 何裕志, 张白鸽. 镁和微量矿质元素对黑皮冬瓜外观和品质的影响[J]. 中国农学通报, 2021, 37(4): 49-55. |
[4] | 黄树苹, 谈杰, 陈霞, 张洪源, 张敏. 普通丝瓜果皮颜色性状的遗传研究[J]. 中国农学通报, 2021, 37(25): 58-63. |
[5] | 欧点点,赵光伟,贺玉花,王平勇,徐志红,孔维虎,张健,徐永阳. 甜瓜果皮颜色遗传分析及基因定位[J]. 中国农学通报, 2019, 35(13): 64-69. |
[6] | 弭宝彬,谢玲玲,王鑫,张竹青,马艳青,周火强. 冬瓜EMS诱变条件优化及突变体筛选[J]. 中国农学通报, 2018, 34(21): 35-41. |
[7] | 黄树苹,张 敏,谈 杰,王春丽,陈 霞,张洪源,谈太明. 普通丝瓜果肉褐变程度的主基因+多基因遗传模型分析[J]. 中国农学通报, 2018, 34(19): 50-56. |
[8] | 李树华,张文杰,白海波,吕学莲,董建力,惠建,魏亦勤,康学兵. 春小麦穗部性状的主基因 多基因遗传分析[J]. 中国农学通报, 2017, 33(6): 20-26. |
[9] | 周王鼎,刘进平. 生物有机肥对冬瓜生产示范与推广效果研究[J]. 中国农学通报, 2017, 33(32): 87-91. |
[10] | 闫艳,王春华,穆 平. 水、旱条件下小麦苗期部分农艺性状的遗传分析[J]. 中国农学通报, 2017, 33(3): 8-14. |
[11] | 王 雪,陈立新,胡少新,付立新,谢立波,权 红. 辣椒果实维生素C含量性状的遗传分析[J]. 中国农学通报, 2017, 33(13): 49-53. |
[12] | 熊姜玲,赵光伟,徐志红,贺玉花,孔维虎,张 健,徐永阳. 甜瓜柄蔓夹角主基因 多基因遗传分析[J]. 中国农学通报, 2016, 32(34): 55-61. |
[13] | 乔慧琴,杜晓芬,杨慧卿,车星星,袁峰,王智兰,张丹丹,田岗,王军,郭二虎,刘永忠,张林义,彭书忠. 谷子不育系高146A不育与早抽穗性状遗传关系分析[J]. 中国农学通报, 2015, 31(27): 159-163. |
[14] | 查仁明,陈小敏,杨蜀魏,罗洪发,张修宝,江 燕. 一个水稻半矮化突变体基因的初步定位[J]. 中国农学通报, 2015, 31(20): 67-70. |
[15] | 胡新军,韩小霞,粟建文,袁祖华,李勇奇. 中国南瓜可溶性固形物含量的主基因+多基因遗传分析[J]. 中国农学通报, 2015, 31(10): 69-73. |
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