关联分析解析桃果实内酯类和芳樟醇合成的遗传机理

Aroma is one of the most important factors to evaluate fruit quality. Synthesis of volatile compounds is not only determined by cultivation conditions, ripening stage, storage treatments, but also by fruit varieties and genetic mechanism. .Lactone and linalool are two most important characteristic aroma compounds in peach/nectarine fruits. In this research, two specific SSR markers which were developed from lactone and linalool related candidate genes were used to genotype different peach accessions and crossing population. After quantifying these two compounds among different accessions, association study was implement in order to detect the best gene alleles and identify the proper peach varieties in peach breeding program. Besides, according to the former results, around 100 core collections were selected and genotyped with 9 K SNP chips, the objective is to find the correlation between these two aroma compounds and SNP variation among different peach accessions by whole genome association study.

香气是评价果实风味品质的重要指标之一，其合成不仅受栽培措施、成熟度、贮藏等条件影响，还受品种自身的遗传因素影响。内酯类和芳樟醇是桃、油桃果实最重要的两种特征香气成分。本研究首先采用桃香气内酯类和芳樟醇物质合成相关的候选基因中已经开发的两个SSR标记，对不同桃品系及杂交群体进行基因型测定，并测定两种特征香气含量，进行关联分析，确定桃香气优良等位基因，挖掘桃育种过程中优良种质资源。然后选择核心种质资源进行高密度9 K SNP芯片基因型测定，采用全基因组关联分析解析两种特征香气组分品种间差异及其与单核苷酸变异的关系。

香气是评价果实风味品质的重要指标之一，内酯类和芳樟醇是桃、油桃果实最重要的两种特征香气成分。本研究首先采用转录组测序对不同成熟期、不同桃桃品种果实进行香气候选基因的筛选验证，并对桃香气内酯类和芳樟醇物质合成相关的候选基因中开发的两个SSR标记进行验证，通过测定两种特征香气含量，进行关联分析，确定桃香气优良等位基因，挖掘桃育种过程中优良种质资源。然后选择核心种质资源进行高密度9 K SNP芯片基因型测定，采用全基因组关联分析解析两种特征香气组分品种间差异及其与单核苷酸变异的关系，并在杂交群体中进行两种香气成分的QTLs定位。结果显示，浓香型白肉桃‘湖景蜜露’中 ACX1表达量高于低香型白肉桃‘中华寿桃’反之，‘中华寿桃’中PTS1的表达量高于‘湖景蜜露’。两个特异SSR分子标记基因分型结果显示，209/213和213/213基因型下的品种内酯类物质含量比较高，含有207等位基因的品种大部分为古老地方品种，香气物质含量比较低。从对PTS1-SSR的关联分析中发现，183/187基因型下芳樟醇物质含量比较高，其次为187/187，其中PTS1-SSR在杂交群体中得以验证。对不同桃群体全基因组SNP芯片构建，挖掘了两个SNP标记与γ-十内酯和芳樟醇合成相关。利用9K SNP芯片对桃果实18个香气组分进行了QTL定位。其中桃果实的主要香气成分γ-十内酯（桃香味）检测到1个QTL位点，位于LG2,解释遗产变异率为73.4%。δ-十内酯检测到1个QTL位点，位于LG2, 解释遗产变异率为76.6%。芳樟醇检测到10个QTL位点，位于LG1、LG3和LG6，可解释遗传变异率为86.1-86.7%。试验在分析香气表型的同时，利用所得到的大批量数据又对杂交后代所出现的流胶病抗性分离进行了调查研究，首次对流胶病的遗传控制机理进行了QTL定位，通过连续两年的调查研究，定位到2个与流胶病相关的QTL位点，并在种质资源圃中挖掘出了定植多年来流胶病抗性较强的品种“双佛”，间接为日后开展桃树流胶病遗传机理研究奠定了基础。计划任务书所列项目均已完成。所开发的2个SSR分子标记结合SNP分子标记对日后开展分子标记辅助育种具有重要意义。