番茄叶表姜烯含量主效QTL的精细定位及克隆

Zingiberene with antixenosis and antibiosis to whitefly (Bemisia tabaci) is a kind of sesquiterpene, secreted from tomato leaf. Screening high zingiberene content tomato material will be an important way to avoid the serious damage by whitefly. In-depth study of the genetic basis of the control and regulation mechanisms to zingiberene content, not only can accelerate the breeding of resistant varieties, but also helps to use genetic engineering to improve crop resistance to insects. This project intends to map and clone the major QTL related with zingiberene content on chromosome 2 by BC1 population, constructed by LA2329(solanum habrochaites) and 9706 (solanum lycopersicum). We hope to establish a tomato breeding technology by content-based metabolite and get excellent tomato germplasms with resistance to whitefly; meanwhile reveal zingiberene regulatory mechanisms in vivo in order to improve crop resistance to insects by terpene metabolism genetic engineering.

姜烯是番茄叶表分泌的对烟粉虱具毒杀和趋避作用的倍半萜类物质。高姜烯含量番茄品种的选育是防治烟粉虱危害的重要途径。深入研究控制姜烯含量的遗传基础和调控机制，不仅能加速抗虫品种的选育，而且有助于利用基因工程手段改良作物的抗虫性。本项目拟以多毛番茄LA2329与普通番茄9706构建的BC1群体为研究对象，采用QTL图位克隆的方法完成位于2号染色体上的姜烯含量主效QTL的精细定位及相关基因克隆。通过研究，以期建立基于代谢物含量筛选的番茄育种技术，获得优良的抗烟粉虱番茄种质；同时揭示姜烯在番茄体内的调控机制，为将来利用萜类代谢基因工程改良作物提供理论基础。

本项目针对我国番茄生产上烟粉虱危害愈发严重的情况，首先通过分析番茄抗烟粉虱相关性状，明确了多毛番茄分泌的姜烯是重要的抗虫物质；通过构建BC1群体，初步定位了多个与烟粉虱抗性相关的QTL位点，精细定位了两个与姜烯含量相关的QTL位点，分别位于2号染色体和8号染色体上，遗传距离小于1cM；并对该区域的候选基因进行了初步分析；开发了一个与姜烯含量紧密连锁的分子标记，用于分子标记辅助育种。该研究为下一步验证候选基因的功能打下了坚实的基础，有助于阐明姜烯的合成机制及调控网络，为利用基因工程手段改良番茄的萜烯代谢提供了理论基础。同时，本研究开发了一个实用的分子标记，将该标记应用于番茄种质改良，有助于提高现有番茄材料的姜烯含量，对选育高姜烯含量的番茄新品种有重要意义。