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月季是蔷薇科(Rosaceae)蔷薇属(Rosa)具有重要观赏价值的植物,是世界上应用最广泛的切花和庭院花卉之一。全世界有月季品种30000~35000个,花型多样,花瓣数量从单瓣的5片到高达200多片,但月季重瓣花形成的机制尚不清晰。为解析月季重瓣性形成的分子机制,本研究以‘窄叶藤本月季花’(Rosa chinensis‘Zhaiye Tengben Yuejihua’)ב月月粉’(R.chinensis‘Old Blush’)杂交群体为材料,对花型性状的遗传规律进行了分析,利用遗传图谱进行QTL(Quantitative Trait Locus)定位,结合NGS-based BSA对花瓣数量性状进行了精细定位,获得了调控月季花瓣数量的候选基因,为解析月季重瓣性形成的分子机制提供了依据。主要结论如下:(1)月季花型性状遗传规律分析对‘月月粉’、‘窄叶藤本月季花’及两者的303个杂种后代的重瓣性、花瓣数量、雌蕊数量、雄蕊数量、雄蕊瓣化数量、花径、花瓣长度和花瓣宽度共8个性状进行了测定,发现花瓣数量性状分离明显,单瓣/重瓣个体数量比约为3∶1,花瓣数量最少5片,最多54片,有雄蕊瓣化的现象。花型性状的变异系数为16.28%~194.77%,广义遗传力为34.96%~67.19%,变异程度最大的是瓣化雄蕊数量,最小的是花径。利用主基因+多基因遗传分析方法确定了各花型性状的遗传模型,花瓣数量与雄蕊数量呈负相关关系,证明月季重瓣性起源于雄蕊瓣化。(2)月季花型性状QTL定位基于前期建立的二倍体月季高密度遗传图谱,用CIM复合区间作图法对8个花型性状进行QTL分析,检测到相关QTLs位点100个。重瓣性、瓣化雄蕊数量、雄蕊数量、雌蕊数量等4个性状LOD值最高的QTLs均分布在第三连锁群(LG3)上,花瓣数量LOD值最高的QTLs分布在LG4上,花径、花瓣宽度LOD值最高的QTLs分布在LG7上,花瓣长度LOD值最高的QTLs分布在LG6上。8个性状QTLs的最高LOD值范围为3.24-12.9,解释表型变异率范围为3.66%-13.8%。(3)利用NGS-based BSA对月季花瓣数量性状进行精细定位在‘窄叶藤本月季花’ב月月粉’的杂交群体中选花瓣数量具有极端差异的单瓣花和重瓣花各30株,构建单瓣DNA池与重瓣DNA池,进行50×全基因组重测序,利用|Δ(SNP-index)|方法,将花瓣数量QTL位点定位到Chr3:10840001-Chr3:15320001区间内,区间大小为4.46Mb;利用ED法将花瓣数量最显著关联位点定位到Chr3:13200001-Chr3:13940001区间内,区间大小为738.45kb。(4)候选基因在月季花发育不同时期的表达模式分析对利用遗传图谱确定的花瓣数量QTL定位区间与NGS-based BSA定位区间取交集,结合基因功能注释,筛选出19个基因作为候选基因,并进行表达模式分析,发现,Rchi OBHm Chr3g0467361(RGA3)、Rchi OBHm Chr3g0467381(RGA2)、Rchi OBHm Chr3g0467441、Rchi OBHm Chr3g0468481(Rc AP2L)、Rchi OBHm Chr3g0466491(Rc AS1)、Rchi OBHm Chr3g0467691(Rc WUS)、Rchi OBHm Chr3g0467431(Rc WAT1)和Rchi O BHm Chr3g0467371共8个基因在重瓣花各个发育时期的表达量均显著高于单瓣花,作为调控月季花瓣数量性状的候选基因。(5)调控月季花瓣数量性状候选基因的功能分析采用真空浸透法对‘月月粉’幼苗进行整株真空侵染,对7个基因进行VIGS沉默,发现Rc AP2L、Rc AS1和Rc WUS三个基因沉默后,月季的花瓣数量比对照和空载对照均显著减少,伴随花瓣数量的减少,雄蕊数量增加,萼片数量、雌蕊数量没有显著变化。对候选基因基因进行了基因克隆和生物信息学分析。综上所述,本文解析了月季花型性状的遗传特点,利用QTL定位结合NGS-based BSA进行了精细定位,将花瓣数量定位到738.45kb区间内,利用VIGS技术挖掘到3个调控月季花瓣数量的基因,为阐明月季花瓣数量性状调控机制奠定了基础。