沙红，王燕飞，高文伟，曲延英，张立明

（1.新疆农业科学院经济作物研究所，乌鲁木齐830091，2.新疆农业大学农学院，乌鲁木齐830052）

甜菜离子注入诱变高糖性状的QTL分析

沙红1，王燕飞1，高文伟2，曲延英2，张立明1

（1.新疆农业科学院经济作物研究所，乌鲁木齐830091，2.新疆农业大学农学院，乌鲁木齐830052）

利用离子注入诱变突变体高糖材料S10与中糖F104构建高糖F2群体，通过800条RAPD，20对SSR引物的筛选及F2群体63个单株田间性状的调查，运用Mapmaker/expversion3.0和QTL2.0软件进行高糖性状QTL分析，获得了包含16个标记位点的7个连锁群，覆盖甜菜染色体总长度的418.9cM，确定了3个与甜菜高糖性状相关的QTL位点。

甜菜；高糖；RAPD和SSR；QTL

甜菜是我国北方重要的糖料作物。与世界甜菜种植先进国家相比，我国甜菜单产、含糖率相对较低，选育优良高产高糖甜菜品种是解决问题的根本途径[1，2］。分子标记辅助育种技术在现代农作物育种中得到广泛应用，尤其是水稻、棉花等。而目前，分子育种在甜菜育种刚起步。本试验是在新疆农业科学院经济作物研究所朱小平、王燕飞等同志的工作基础上进行更深一步的研究[3］。

1 材料和方法

1.1 群体构建

离子注入诱变高糖突变体材料S10，中糖F104互为母本，配置杂交组合，F1自交获得F2群体。

1.2 DNA提取与RAPD和SSR标记分析

1.2.1 DNA提取与纯化改良SDS法，详参考沙红等人[4］。

1.2.2 RAPD和SSR标记分析800条RAPD随机引物和20对SSR引物对亲本进行多态性筛选，用亲本间有差异的SSR引物对F2群体的所有单株进行PCR扩增和电泳检测。甜菜RAPD反应体系为25μL反应液中：10×Buffer（100mmol/L Tris-HCl，100mmol/L KCl，80mmol/L（NH4）2SO4，0.5%NP-40）2.5μL；2.5mmol/L Mg2+；0.3mmol/L dNDPs；1U Taq酶；引物0.3μM；DNA模板30～50ng。反应程序：95℃预变性5min；94℃变性lmin，37℃退火lmin，72℃延伸2min，40个循环；72℃延伸5min；4℃保存。采用1%琼脂糖凝胶电泳，电压3.5v/cm。溴乙锭染色[3］。SSR扩增体系为10μL的PCR反应体系含：10×Buffer（20mmol/L MgSO4，100mmol/L Tris-HCl，100mmol/L KCl，80mmol/L（NH4）2SO4，0.5%NP-40）0.8μL；0.8mM dNTPs；0.5U Taq酶；模板DNA30ng；1nM引物并上覆的矿物油。PCR反应程序：94℃3min；94℃1min，57℃1min，72℃1min，35个循环；72℃10min；4℃保存。扩增产物在用8%的PAGE电泳检测。

1.3 性状考察及QTL定位

1.3.1 性状考察高糖F2群体作一年生栽培，10月20日单株检糖。

1.3.2 QTL定位用Mapmaker/expversion3.0进行连锁图的构建和QTL2.0软件作高糖性状QTL2.0定位。

2 结果与分析

2.1 RAPD和SSR标记多态性筛选

RAPD标记800条引物出现稳定的特异性只有173条。不同引物扩增出的谱带数差异较大。SSR标记中20对引物有10对在两亲本间存在差异，表现出多态性，且扩增条带多，清晰，多态性好。在亲本之间表现出多态性。扩增产物的分子量在300～3000bp，主要集中在500～2000bp。经多次重复，确定19条RAPD引物和6对SSR引物对甜菜高糖亲本S10，中糖亲本F104及其F2代63株进行PCR扩增。

2.2 遗传连锁图谱构建

2.2.1 基于F2群体连锁图谱构建RAPD和SSR标记的偏分离分析25个多态性位点中，来源于父本的位点数为12个，来源于母本的位点数为13个。X2适合性测验表明，在25个RAPD标记中，有9个标记为偏分离标记。利用Mapmaker/expversion3.0软件设置最小LOD值为3.0和最大重组率为50cM，初步构建了1个包括7个连锁群16个标记位点的甜菜分子连锁图谱，16个RAPD和SSR标记，覆盖甜菜染色体总长度的418.9cM，标记间平均图距为19.9cM。根据连锁群的长度，由大到小依次将7个连锁群命名为Lg1～Lg7。在21个标记中，标记在连锁群上分布不均匀，标记最多的只有6个标记，最少的只有2个标记。

2.2.2 区间作图法结合考察田间检糖结果，用MAPMAKER/QTL VERSION 1.1b程序进行区间作图法的QTL定位，取LOG值为3.0，确定与高糖性状相关的QTL位点3个，见表1和图1。

SC1-1 QTL位点位于ssr13-2～ssr13-4之间，加性效应为1.77，显性效应为0.36。

SC1-2位点位于ssr13-4～ssr11-1之间，加性效应为1.83，显性效应为0.45。

SC2位点位于ssr11-2～ssr4之间，加性效应为1.37，显性效应为0.47。

3 讨论

表1 F2群体区间作图QTL定位结果（LOD>3.0）

图1 利用F2群体构建的7个分子标记连锁图谱

3.1 利用RAPD和SSR标记多态性筛选

在试验中利用800条引物RAPD标记对两亲本扩增，出现稳定的特异性只有173条，不同引物扩增出的谱带数差异较大；而SSR标记中20对引物有10对在两亲本间存在差异，表现出多态性。说明在本试验中RAPD标记特异性较SSR差，其主要原因可能是：RAPD标记相对要求模板DNA质量高，同时受RAPD本身重复性、稳定性的限制，从而影响扩增条带多态性和特异性。

3.2 分子标记群体的构建

甜菜为两年生大样本异花授粉作物，同时甜菜染色体复杂、倍性多样，构建标记群体难度大。在分子标记群体构建中对群体数量有一定的要求，以保证所有的遗传信息得到充分的表达，从而获得与性状相关联的分子标记位点。本试验中最终符合要求的F2群体63株，这对位点的确定和与性状连锁的紧密程度略有影响。

[1］王燕飞，董心久，张立明，等.再谈新疆甜菜生产和含糖率[J］.中国糖料，2009（3）:69-71.

[2］卢秉福，韩卫平，祁勇.甜菜种植比较效益分析[J］.中国糖料，2009（3）:39-41.

[3］朱小平，王燕飞，沙红，等.甜菜离子注入诱变高糖突变体的RAPD分子标记筛选[J］.新疆农业科学，2008，45（2）：313-316.

[4］沙红，王燕飞，曲延英，等.一种适于甜菜RAPD分析的DNA快速提取方法[J］.新疆农业科学，2005，42（3）：162-164.

QTL Analysis of Impregnating Ion into High-sugar Mutant Sugarbeet

SHA Hong1,WANG Yan-fei1,GAO Wen-wei2，QU Yan-ying2，ZHANG Li-ming1
(1.Institute of Industrial Crops,Xinjiang Academy of Agriculture Sciences,Urumchi 830091,China; 2.College of Agriculture,Xinjiang Agriculture University,Urumchi 830052,China）

S10 is one of the parents as high sugar content mutant induced from ion impregnation,and F104 is as mid-sugar contentin this experimentin Xinjiang.Based on the 800 RAPD,20 pair makers and information of 63 plants from F2populations,the data were analyzed by strips using Mapmaker/expversion3.0 and QTL2.0.The results showed that seven Linkage pedigree of 16 molecular marks,covering 418.9cM of sugarbeet chromosome length,three QTLs were detected and linked to high sugar content（at the levelof LOD＞3）.

Sugarbeet;High sugar content;RAPD and SSR;QTL

S566.3；Q78

A

1007-2624（2010）03-0027-02

2010-03-18

新疆维吾尔自治区科技厅“十一五”攻关项目（200631103）。

沙红（1974-），女，江苏省启东县人，助理研究员，主要从事植物生物技术与分子生物学研究。

王燕飞（1955-），女，江苏省启东县人，研究员，研究方向：甜菜和油料作物育种与栽培。E-mail:yanfeidj@xaas.ac.cn