哈密瓜糖酸含量关联分析与功能性分子标记的发掘

研究目的：发掘哈密瓜糖酸含量的功能性分子标记。本项目基于关联分析(依赖于基因组中等位基因单倍型的非随机性为基础的连锁不平衡)可以鉴定与表型相关的基因和基因内部的功能基序的理论基础。首先，构建哈密瓜关联分析群体，并利用已定位在哈密瓜连锁图上的SSR标记对关联分析群体进行基因组扫描，初步分析其群体结构及连锁不平衡。其次，对果实糖酸含量相关酶基因SuSy、SPS、Inv、PEPC、AOC、CS、IDH、ME、MDH进行PCR扩增、测序、SNP检测和单倍型分析。然后，通过关联分析，发掘序列变异与糖酸含量之间的相关性，获得与糖酸含量功能相关的遗传变异位点。最后，设计等位基因特异的PCR引物，进行糖酸含量功能性分子标记的开发。这一研究为提高哈密瓜果实品质性状选育效率，加快哈密瓜品种改良、育种和创新奠定基础，为哈密瓜分子育种提供思路，同时对阐明哈密瓜果实糖酸积累机制和揭示其果实糖酸遗传规律有重要意义。

项目的背景.新疆哈密瓜以其独特的风味，饮誉国内外。成熟哈密瓜果实主要含有葡萄糖、果糖、蔗糖以及柠檬酸和苹果酸等成分，不同的糖酸组分及含量形成了不同风味。在育种实践中，对糖酸含量主要是通过表现型间接对基因型进行选择，致使育种周期长，效率低，制约着哈密瓜品种改良的进程。.主要研究内容.(1)构建哈密瓜关联分析群体，利用均匀分布在哈密瓜连锁图上的SSR引物对关联分析群体进行基因组扫描，分析群体结构及连锁不平衡。对糖酸含量与SSR标记变异进行关联分析。.(2)对哈密瓜糖酸含量相关酶基因进行PCR扩增、测序、SNP检测及单倍型分析。.(3)对糖酸含量代谢途径相关酶基因单倍型与糖酸含量进行基于连锁不平衡的关联分析，发掘有显著表型效应的候选基因单倍型位点，设计等位基因特异的PCR引物，进行糖酸含量功能性分子标记的开发。.重要结果及关键数据.利用甜瓜12个连锁群上的61个微卫星标记(Simple sequence repeat，SSR)，对收集的98 份新疆甜瓜地方品种资源群体进行群体结构遗传多样性分析。结果表明SSR水平的基因多样性指数平均为0.8648，变幅为0.7189（M31）一0.9470（M106）。PIC值平均为0.8517，变幅为0.5779（M55）--0.9446（M106），材料分可为6个亚群。 .对SuSy、SPS、Inv、PEPC、AOC、CS、IDH、ME、MDH在32份材料中进行PCR扩增，初步找到6条与甜瓜糖酸含量相关的片段，并定位到甜瓜基因组上。对其中的一条柠檬酸合成酶基因进行全长克隆。. “风味四号”甜瓜F2分离群体， 选择酸不甜、甜不酸、不酸不甜各50个单株分别混池建库，进行简化基因组测序，获得6个甜味性状相关候选区域，区域内共有13个差异标记，与甜味性状关联最强的区域覆盖0.9Mb，分布着10个标记，该区域标记密度为0.09Mb/标记；23个酸味性状相关候选区域，区域内共有48个差异标记，与酸味性状关联最强的区域覆盖2.75Mb，分布着14个标记，该区域标记密度为0.2Mb/标记。上述61个差异标记有9个标记定位在双亲基因组上， 1个与甜味性状相关的基因，8个与酸性状相关的基因。.基于简化基因组测序(SLAF-seq)的选择性基因型鉴定和集群分离分析和（Super-BAS)，结合生物信息学方法，开发出一个含糖量性状相关基因功能性分子标