园艺学报 ›› 2024, Vol. 51 ›› Issue (5): 982-992.doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2023-0060
收稿日期:
2023-12-07
修回日期:
2024-03-26
出版日期:
2024-05-25
发布日期:
2024-05-29
通讯作者:
*E-mail:liren01@caas.cn,cuixia@caas.cn
基金资助:
LIU Zeying, SUN Shuai, LIU Zhiqiang, CUI Xia*(), LI Ren*(
)
Received:
2023-12-07
Revised:
2024-03-26
Published:
2024-05-25
Online:
2024-05-29
Contact:
*E-mail:liren01@caas.cn,cuixia@caas.cn
摘要:
在栽培番茄Money Maker(MM)背景下获得的尖果脐(sharp blossom-end,shb)突变体果实的果脐突出,果实较小,呈心形,果实纵横比增加,说明SHB调控番茄果实大小和形状。徒手切片和石蜡切片观察发现,shb突变体果皮较MM果皮细胞层数显著减少,果皮变薄。在花柱发育早期,MM花柱基部的细胞小而紧密,但shb突变体花柱细胞持续膨大,花柱基部不断扩张,并在脱落后形成尖果脐。以MM和shb为亲本杂交构建了F2代分离群体,遗传分析表明尖果脐表型是由隐性单基因控制的质量性状。将尖果脐和平果脐极端表型单株进行DNA混池,并利用BSA-seq(Bulked Segregant Analysis Coupled with Whole-Genome Sequencing)的方法初步筛选到4个候选基因。
刘泽营, 孙帅, 刘志强, 崔霞, 李仁. 番茄尖果脐突变体的生理特性及其候选基因分析[J]. 园艺学报, 2024, 51(5): 982-992.
LIU Zeying, SUN Shuai, LIU Zhiqiang, CUI Xia, LI Ren. Mapping of the Sharp Blossom-end Gene and Screening of Candidate Gene in Tomato[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2024, 51(5): 982-992.
图1 栽培番茄MM及其shb突变体果实表型分析 数据采用Student’s t-test检验。*,**表示显著差异(* P < 0.05;** P < 0.01)。 H:最大高度;W:最大宽度。
Fig. 1 Phenotype analysis of the cultivated tomato MM and its mutant shb fruits Data analysis was performed by student’s t-test. *,** means statistically significant differences(* P < 0.05;** P < 0.01). H:Maximum height;W:Maximum width.
图2 栽培番茄MM和突变体shb果皮细胞形态学观察 黑色直线a部分用于统计果皮细胞层数;红色矩形部分用来统计细胞数量;橙色直线b、c分别用来统计细胞长度和宽度。数据采用Student’s t-test检验。** 表示差异极显著(P < 0.01)。
Fig. 2 The morphological observation of pericarp cells in the cultivated tomato MM and the mutant shb fruits The black line a indicates the cell layer number,the red rectangle indicates the total cell number,and the orange lines b and c indicate the cell length and width,respectively. Data analysis was performed by student’s t-test. ** means statistically extremely significant differences(P < 0.01).
图3 栽培番茄MM和shb突变体果实在花后0 d和6 d的脐部形态 红箭头代表花柱将来脱落的位置。
Fig. 3 The morphology of the blossom end in the cultivated tomato MM and the mutant shb at 0 and 6 days post-anthesis The red arrow indicates the location where the style would drop.
图4 栽培番茄MM和shb突变体花后0、3和6 d的果实花柱基部组织切片 红箭头指的是花柱将来脱落的位置。
Fig. 4 The cell morphological observation of the style base in the cultivated tomato MM and the shb mutant fruits at 0,3,6 days post-anthesis The red arrow indicates the location where the style would drop.
图5 栽培番茄MM、shb突变体以及其F1代果实果脐表型
Fig. 5 The phenotype of the blossom end of the cultivated tomato MM,the shb mutant line,and MM × shb F1 generation fruits
图6 利用BSA-seq绘制的影响番茄尖果脐性状的Δ(SNP-index)在全基因组上的分布 图中散点代表Δ(SNP-index),橙色直线代表|Δ(SNP-index)| > 0.8。红箭头指示筛选到的位于基因附近的5个SNP/InDel,其中2个Δ(SNP-index)值相等。
Fig. 6 Δ(SNP-index) from BSA-seq for mapping the genomic regions controlling tomato sharp blossom end The scattered points in the figure represent the calculated values of Δ(SNP-index). The orange straight line represents the |Δ(SNP-index)| > 0.8. The red arrows indicate the five screened SNP/InDels located near genes,two of which have equal delta SNP-index values.
单核苷酸多态性 SNP | 突变在基因上位置 Location of mutation | 候选基因 Candidate gene | 基因注释 Annotation |
---|---|---|---|
SL4.0ch06_ 38607063 | 启动子 Promoter | Solyc06g065570 | N-α-乙酰转移酶50 N-α-Acetyltransferase 50 |
SL4.0ch06_ 38607063 | 3′端非编码区 3′UTR | Solyc06g065580 | 尿苷-胞苷激酶 Uridine kinase |
SL4.0ch08_ 55974557 | 启动子 Promoter | Solyc08g068740 | 未知蛋白 Unknown protein |
SL4.0ch08_ 55974560 | 启动子 Promoter | Solyc08g068740 | 未知蛋白 Unknown protein |
SL4.0ch09_ 1411527 | 启动子 Promoter | Solyc09g007860 | 钙依赖的磷脂结合蛋白Calcium-dependent lipid-binding |
表1 与番茄尖脐相关SNP位点及候选基因列表
Table 1 SNP and candidate genes list associated with the sharp bloosom end in tomato
单核苷酸多态性 SNP | 突变在基因上位置 Location of mutation | 候选基因 Candidate gene | 基因注释 Annotation |
---|---|---|---|
SL4.0ch06_ 38607063 | 启动子 Promoter | Solyc06g065570 | N-α-乙酰转移酶50 N-α-Acetyltransferase 50 |
SL4.0ch06_ 38607063 | 3′端非编码区 3′UTR | Solyc06g065580 | 尿苷-胞苷激酶 Uridine kinase |
SL4.0ch08_ 55974557 | 启动子 Promoter | Solyc08g068740 | 未知蛋白 Unknown protein |
SL4.0ch08_ 55974560 | 启动子 Promoter | Solyc08g068740 | 未知蛋白 Unknown protein |
SL4.0ch09_ 1411527 | 启动子 Promoter | Solyc09g007860 | 钙依赖的磷脂结合蛋白Calcium-dependent lipid-binding |
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