关联分析结合分离群体挖掘番茄可溶性固形物含量QTLs

Tomato is an important vegetable crop and soluble solid content of fruit is a main quality trait. Mining the genes and resources of soluble solid content in natural population is valuable for tomato breeding. Preliminary investigation of trait and re-sequencing of one population including 400 individuals have been finished, and we found abundant phenotype and genetic variations within this group. Based on that, we will further detect the quantitative trait loci of soluble solid content (qSSC) by genome-wide association combined with bulked analysis of segregation population, and fine map the major gene. The breeding value of major QTL would be tested by backcross transformation. This research does not only contribute the discovery and breeding application of high qSSC in tomato population but also could give references for other trait improvements in tomato breeding.

番茄是重要的蔬菜作物，可溶性固形物是番茄重要的品质性状。挖掘自然群体中可溶性固形物（Soluble Solid Content, SSC）的优异基因和资源，对番茄育种实践具有重要的价值。我们已经对400份遗传多态性丰富的番茄群体进行了初步的性状调查和重测序分析，在此基础上我们拟通过全基因组关联分析和分离群体混合测序相结合的方法对群体中可溶性固形物含量QTLs（qSSC）进行检测，精细定位主效位点，进一步通过回交转育探索此位点在番茄育种中的应用价值。本研究不仅有助于番茄群体高qSSC遗传位点的挖掘和育种应用，而且相应的研究策略对番茄其它性状的改良也具有重要的借鉴价值。

番茄是重要的蔬菜作物，可溶性固形物是番茄重要的品质性状。挖掘自然群体中可溶性固形物(Soluble Solid Content, SSC)的优异基因和资源，对番茄育种实践具有重要的价值。 我们对400份遗传多态性丰富的番茄群体进行了初步的性状调查和重测序分析，在此基础上我们通过全基因组关联分析发现了控制果实含糖类的主效位点，其中效应最大的位点位于番茄11号染色体的末端，可同时控制果实中果糖和葡萄糖的含量。同时，选择糖含量差异显著，11号信号位点不同基因型的两个个体构建了分离群体BC1,通过重组单组的筛选将位点定位到了51.159Mb-51.225Mb区间，基于此区域基因的表达量分析，确定了CDPK8 为候选基因。通过利用Crispr-Cas9 的基因敲除实验，获得了不含外源DNA、稳定遗传的两种变异类型cr-1和cr-2。对T1和T2代果实糖含量进行连续分析，发现果实中的果糖和葡萄糖的含量与对照相比较，含量显著提高。同时对果实的大小和产量进行评估，两遗传转化材料跟对照相比较，没有显著的变化。由此证明了CDPK8对果实糖积累的调控作用。同时，此项目产生了两份可直接应用于高糖含量育种的优异材料。