园艺学报 ›› 2024, Vol. 51 ›› Issue (2): 239-252.doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2023-0739
徐琴1, 王嘉颖1, 张曼楠1, 萧志浩1, 郑涵楷1, 卢永恩1, 王涛涛1, 张余洋1,2, 张俊红1,2, 叶志彪1,2, 叶杰1,2,*()
收稿日期:
2023-09-25
修回日期:
2023-11-23
出版日期:
2024-02-25
发布日期:
2024-02-26
通讯作者:
基金资助:
XU Qin1, WANG Jiaying1, ZHANG Mannan1, XIAO Zhihao1, ZHENG Hankai1, LU Yong'en1, WANG Taotao1, ZHANG Yuyang1,2, ZHANG Junhong1,2, YE Zhibiao1,2, YE Jie1,2,*()
Received:
2023-09-25
Revised:
2023-11-23
Published:
2024-02-25
Online:
2024-02-26
摘要:
以501份番茄重测序自然群体为研究材料,于苗期测定Na+和K+含量并计算Na+/K+比值,通过全基因组关联分析及单倍型分析,筛选耐盐相关显著关联位点,鉴定基于显著关联位点不同基因型材料的耐盐表型,利用该位点开发分子标记及验证。结果表明:大果番茄的驯化和改良过程导致了植株地上部Na+含量和Na+/K+比值的降低。通过全基因组关联分析在7号染色体上鉴定到与番茄地上部Na+含量和Na+/K+比值显著关联位点NTC7(Na+ tolerance loci on chromosome 7),该位点包含两个功能已知的耐盐基因,HKT1;1和HKT1;2。序列分析和单倍型分析鉴定到HKT1;2启动子上存在1个6 bp插入缺失与地上部中Na+含量和Na+/K+比值高度关联,通过盐处理验证该位点与番茄耐盐性相关,说明InDel_6是番茄苗期耐盐的功能突变位点。利用ARMS-PCR技术基于该位点开发番茄耐盐性相关的分子标记,并对不同基因型的材料进行耐盐表型鉴定,完成了分子标记的验证。
徐琴, 王嘉颖, 张曼楠, 萧志浩, 郑涵楷, 卢永恩, 王涛涛, 张余洋, 张俊红, 叶志彪, 叶杰. 番茄苗期耐盐相关遗传位点鉴定及分子标记开发[J]. 园艺学报, 2024, 51(2): 239-252.
XU Qin, WANG Jiaying, ZHANG Mannan, XIAO Zhihao, ZHENG Hankai, LU Yong'en, WANG Taotao, ZHANG Yuyang, ZHANG Junhong, YE Zhibiao, YE Jie. Identification of Genetic Loci and Molecular Marker Development of Salt Tolerance in Tomato Seedlings[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2024, 51(2): 239-252.
图1 番茄3个亚组地上部和地下部Na+、K+含量及Na+/K+比值 PIM:醋栗番茄(46个);CER:樱桃番茄(180个);BIG:大果番茄(275个)。 * P < 0.05;** P < 0.001;*** P < 0.0001。
Fig. 1 The Na+ and K+ content and Na+/K+ ratio in roots and shoots of three subgroups of tomato accessions PIM:Solanum pimpinellifolium(46);CER:S. lycopersicum var. cerasiforme(180);BIG:S. lycopersicum(275). * P < 0.05;** P < 0.01;*** P < 0.001.
图2 番茄种质资源地上部Na+含量、K+含量和Na+/K+比值全基因组关联分析结果
Fig. 2 Results of genome-wide association analysis of Na+ and K+ content in shoot of tomato germplasm resources
图3 Na+含量高度关联位点筛选及不同单倍型Na+含量、Na+/K+比值分析 A:钾离子转运家族成员SlHKT1;1和SlHKT1;2附近显著性位点分析;B:18 bp和6 bp插入缺失基因型Na+含量单倍型分析;C:Na+/K+比值单倍型分析,其中Hap_1:Del_18/Del_6,Hap_2:Ins_18/Del_6,Hap_3:Del_18/Ins_6,Hap_4:Ins_18/Ins_6;D、E:TS-9、TS-16、TS-50、TS-680、TS-17、TS-18、TS-123、TS-156材料InDel_18和InDel_6变异位点序列分析。
Fig. 3 Screening of highly associated loci of Na+ content and analysis of Na+ content and Na+/K+ ratio of different haplotypes A:Member of potassium ion transport family SlHKT1;1 and SlHKT1;2 analysis of nearby significant sites;B:Haplotype analysis of Na+ contentof 18 bp indel and 6 bp indel;C:Haplotype analysis of Na+/K+ ratio of four genotypes,Hap_1:Del_18/Del_6,Hap_2:Ins_18/Del_6,Hap_3:Del_18/Ins_6,Hap_4:Ins_18/Ins_6;D,E:Genotype sequencing results of 18 bp and 6 bp indel(TS-9,TS-16,TS-50,TS-680,TS-17,TS-18,TS-123,TS-156).
图4 不同单倍型番茄盐处理的株高、根长和鲜质量相对变化及表型示例
Fig. 4 Relative changes in plant height,root length,and fresh mass and examples of phenotypes in tomato with different salt treated
[1] |
doi: 10.1038/s41598-018-31917-1 pmid: 30201952 |
[2] |
|
[3] |
|
[4] |
|
[5] |
|
[6] |
|
陈峰, 徐建第, 姜明松, 张全芳, 朱文银, 李广贤, 周学标, 杨连群. 2017. 利用ARMS-Tm-shift-qPCR技术检测水稻低直链淀粉含量基因Wx-mq. 山东农业科学, 49 (10):15-19.
|
|
[7] |
|
[8] |
|
[9] |
doi: 10.1016/j.sajb.2021.07.034 |
[10] |
|
范鑫, 赵雷霖, 翟红红, 王远, 孟志刚, 梁成真, 张锐, 郭三堆, 孙国清. 2018. AtNEK6在棉花旱盐胁迫响应中的功能分析. 中国农业科学, 51 (22):4230-4240.
doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.22.002 |
|
[11] |
|
冯诚诚, 黄如葵, 黄熊娟, 陈小凤, 黄玉辉, 梁家作, 刘杏连, 王齐旭. 2018. 基于SLAF-seq技术的苦瓜白粉病SNP分子标记开发. 热带作物学报, 39 (1):108-115.
|
|
[12] |
|
[13] |
|
[14] |
|
[15] |
doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2022-0052 |
坎智勇, 张德辉, 李中兴, 余思思, 钱谦, 樊天乐, 李雪薇, 马锋旺, 管清美. 90个苹果品种耐寒性评价和全基因组关联分析. 园艺学报, 50 (5):921-932.
|
|
[16] |
|
[17] |
|
[18] |
|
[19] |
doi: 10.1038/ng.3117 pmid: 25305757 |
[20] |
|
林涛, 蔡锦玲, 郑凯玲, 黄青峰, 施爱玲. 2020. 番茄抗性基因Ty-2和Ph-3多重PCR的检测应用. 安徽农业科学, 48 (3):101-115.
|
|
[21] |
|
[22] |
|
[23] |
|
毛艇, 李旭, 李振宇, 徐正进. 2017. 水稻Wx复等位基因基于PCR的功能标记开发与利用. 作物学报, 43 (11):1715-1723.
doi: 10.3724/SP.J.1006.2017.01715 |
|
[24] |
|
牛世伟, 娄春荣, 徐嘉翼, 崔远鸿, 王娜. 2019. 不同品种番茄对硝酸盐胁迫响应及耐盐指标评价. 吉林农业大学学报, 41 (6):670-675.
|
|
[25] |
|
[26] |
doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2021-0092 |
潘鑫峰, 叶方婷, 毛志君, 李兆伟, 范凯. 2022. 睡莲WRKY家族的全基因组鉴定和分子进化分析. 园艺学报, 49 (5):1121-1135.
doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2021-0092 |
|
[27] |
|
彭玲, 冯璐, 宋爱云, 董林水, 李庆军, 刘京涛. 2023. 不同浓度盐和氮处理对冬枣果实品质形成的交互作用. 园艺学报, 50 (10):2192-2206.
doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2022-0740 |
|
[28] |
doi: 10.1002/jsfa.10038 pmid: 31525259 |
[29] |
|
[30] |
|
[31] |
|
[32] |
|
[33] |
|
[34] |
|
邵婕, 杨正修, 邹强, 陆峥飞, 李凡. 2023. ARMS-PCR技术在玫瑰果鉴别中的应用. 食品工业, 44 (1):161-165.
|
|
[35] |
|
[36] |
|
[37] |
|
[38] |
doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2022-0569 |
韦建明, 李云洲, 梁燕. 2023. 嫁接技术提高番茄抗病抗逆性的研究进展. 园艺学报, 50 (9):1997-2014.
doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2022-0569 |
|
[39] |
|
[40] |
|
吴媛媛, 李海涛, 吕书文, 刘念, 杨国栋, 邹庆道, 张子君. 2014. 番茄根结线虫病抗病基因Mi的CAPS标记及检测. 辽宁农业科学, 280 (6):11-14.
|
|
[41] |
|
[42] |
|
[43] |
|
[44] |
doi: 10.1186/s12870-020-02419-y pmid: 32375632 |
[45] |
doi: 10.1111/nph.14920 pmid: 29205383 |
[46] |
|
[47] |
doi: 10.1093/plphys/kiab230 pmid: 34618111 |
[48] |
|
[49] |
|
[50] |
|
[51] |
|
[52] |
|
[53] |
|
周秀文, 张晓蕊, 孙贺祥, 赵翔, 张娜, 姚兴东, 谢甫绨. 2022. 大豆种质萌发期和苗期耐盐性评价. 沈阳农业大学学报, 53 (3):257-264.
|
|
[54] |
|
[1] | 刘港运, 段世享, 许娜娜, 郭姚淼, 豆峻岭, 杨 森, 牛欢欢, 刘东明, 杨路明, 胡建斌, 朱华玉. 分子标记辅助构建甜瓜矮化基因Cmerecta近等基因系[J]. 园艺学报, 2024, 51(9): 2048-2062. |
[2] | 韩荧, 段颖, 牛一杰, 李衍素, 贺超兴, 孙敏涛, 王君, 李强, 陈双臣, 闫妍. 腐殖酸生物降解地膜提高番茄品质的转录代谢机制研究[J]. 园艺学报, 2024, 51(8): 1758-1772. |
[3] | 龚小雅, 李贤, 周新刚, 吴凤芝. 分蘖洋葱伴生番茄诱导的根际微生物对根结线虫病的影响[J]. 园艺学报, 2024, 51(8): 1913-1926. |
[4] | 田 雯, 李子琛, 王 霖, 王大江, 王 昆, 孙思邈, 王广艺, 刘 昭, 路 翔, 冯建荣, 高 源, . 苹果重要性状全基因组关联分析研究进展[J]. 园艺学报, 2024, 51(7): 1565-1579. |
[5] | 孟思达, 韩磊磊, 相恒佐, 朱美玉, 冯 珍, 叶云珠, 孙美华, 李艳冰, 赵利萍, 谭昌华, 齐明芳, 李天来. 番茄心室数的调控机制研究进展[J]. 园艺学报, 2024, 51(7): 1649-1664. |
[6] | 马星云, 范冰丽, 唐光彩, 贾芝琪, 李营, 薛东齐, 张世文. DXR调控番茄叶绿体发育、花色与果实着色机制初探[J]. 园艺学报, 2024, 51(6): 1241-1255. |
[7] | 张文静, 徐大勇, 吴倩琳, 杨佛, 信丙越, 曾昕, 李峰. 拮抗番茄灰霉病的贝莱斯芽孢杆菌XDY66基因组分析[J]. 园艺学报, 2024, 51(6): 1413-1425. |
[8] | 王永珍, 张剑国, 刘彩虹, 李思蓓, 吕甜甜. 番茄新品种‘圆红212’[J]. 园艺学报, 2024, 51(6): 1435-1436. |
[9] | 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. |
[10] | 李品, 甘宁, 陈家伟, 项思翔, 沈静漪, 欧阳波, 卢永恩. 番茄自然群体磷利用效率分析及耐低磷种质筛选[J]. 园艺学报, 2024, 51(5): 993-1004. |
[11] | 杨婷, 席德慧, 夏明, 李佳楠. α-苦瓜素基因提高番茄对烟草花叶病毒抗性的机理研究[J]. 园艺学报, 2024, 51(5): 1126-1136. |
[12] | 阳茜, 饶得花, 刘洪, 杨哲, 苏镇柱, 江院, 殷纪伟, 徐振江. 卡特兰DUS测试性状与SSR标记的关联分析[J]. 园艺学报, 2024, 51(4): 787-803. |
[13] | 胡志峰, 邵景成, 张莉. 番茄新品种‘陇番15号’[J]. 园艺学报, 2024, 51(4): 917-918. |
[14] | 张正海, 王永富, 吴华茂, 于海龙, 曹亚从, 冯锡刚, 王立浩. 辣椒重要性状遗传定位与候选基因研究进展[J]. 园艺学报, 2024, 51(3): 669-696. |
[15] | 刘根忠, 李方曼, 葛平飞, 陶金宝, 张星雨, 叶志彪, 张余洋. 番茄抗坏血酸含量相关QTL定位及候选基因鉴定[J]. 园艺学报, 2024, 51(2): 219-228. |
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