依赖温度调控半矮生桃节间长度基因的精细定位与候选基因分析

Peach [Prunus persica (L.) Batsch] is deciduous perennial fruit crop with excessive sprout and tree vigor. Perfect the tree architecture is the best way to solute the problem. One key component of tree architecture is tree height. Reducing tree height can increase planting density, allow higher yields, shorter lab cost in fruit trees, and also improve grower’s benefit and orchard’s life. Yet, little is known about the genetic and molecular regulation basis for the height in peach tree. In this proposal, we select semi-dwarf peach that dependent temperature to regulate internode length as research material. Map-based cloning method was used for fine mapping and candidate gene PpTdRIL identification. Based on several segregation populations (843 individuals) and gene locus mapped (physical region 350Kb), further step will be carried on for fine mapping. The genes of mapping region are analyzed via genomic DNA sequence variation, gene expression changes induced by temperature and validation in other individuals to narrow, identify and clone gene controlling this trait. The result has scientific and practical perspective and also will apply to marker-assisted breeding, transgenic function conformation and ultimately provide insights into how temperature regulate fruit tree height.

桃[Prunus persica (L.) Batsch]为多年生落叶果树，萌芽力强、生长量大。优化树体结构是解决上述问题的关键途径，其中株高是优化树体结构的重要组成部分，降低树体高度有助于高密栽培、提高单位面积产量、节约劳动力成本、提高桃树种植的经济效益和果园的经济寿命。然而，控制桃株高的遗传和调控机理仍不清楚。本研究拟以依赖温度调控株高（节间长度）的半矮生桃为研究材料，采用图位克隆的方法精细定位和克隆依赖温度控制节间长度的基因PpTdRIL。在构建多个分离群体组合（843个单株）和基因定位基础上（物理距离区间350Kb），继续开展该基因的精细定位研究。通过分析候选区基因的gDNA结构、温度处理候选区基因的表达变化以及在其他株系的验证，进而克隆目标基因。该研究具有十分重要的科学和现实意义，可为早期分子标记辅助选种、基因的功能鉴定以及温度调控株高的分子机理奠定基础。

桃[Prunus persica (L.) Batsch]为多年生落叶果树，萌芽力强、生长量大。优化树体结构是解决上述问题的关键途径，其中株高是优化树体结构的重要组成部分，降低树体高度有助于高密栽培、提高单位面积产量、节约劳动力成本、提高桃树种植的经济效益和果园的经济寿命。然而，控制桃株高的遗传和调控机理仍不清楚。本研究拟以依赖温度调控株高（节间长度）的半矮生桃为研究材料，采用图位克隆的方法精细定位和克隆依赖温度控制节间长度的基因PpTdRIL（PpTssd）。在构建多个分离群体组合和基因定位基础上（物理距离区间350Kbp），继续开展该基因的精细定位研究。通过构建杂交群体中桃白玉（普通生长型）×09-北8-25（温敏半矮生型），通过开发SNP、SSR和Indel标记完成了目标性状的精细定位，将目标基因定位在79Kbp的物理距离区间内（桃基因组Version 2.0）。参考桃基因组，在精细定位区域内包含9个基因。在精细定位区域内开发的SNP标记进行单株的基因分型，确定了AA、Aa和aa的单株，然后提取AA和aa基因型的DNA，依据连锁关系设计引物，进行大片段PCR扩增精细定位的79Kbp区间片段（最大扩增片段长度23Kbp），然后混样后进行二代测序。通过比较二者（AA和aa）差异发现在Pp03上的3G49800（GTP）基因存在大片段的缺失，并分析了3G49800在不同品系完全连锁的关系，该基因是可能的候选基因。该研究具有重要的科学和现实意义，通过定位和确定候选基因建立了目标性状的分子辅助选种体系为进一步阐明温度调控株高的分子机理奠定基础。