草莓果实品质性状相关 QTL 定位及标记开发：开启草莓遗传改良新篇章

《Euphytica》：Identification of quantitative trait loci (QTL) and development of markers associated with fruit quality traits in strawberry (Fragaria × ananassa Duch.)

为解决草莓果实品质性状遗传机制不明确及缺乏有效分子标记辅助育种的问题，研究人员以‘Fortuna’和‘Rubygem’杂交的 F1群体为材料，开展草莓果实品质性状的数量性状位点（QTL）分析及相关标记开发研究。研究共检测到 28 个 QTLs，开发并验证了相关标记，为草莓育种提供了重要参考。

　　草莓，作为世界上备受欢迎的水果之一，以其鲜美多汁、色泽诱人的特点深受消费者喜爱。在草莓的种植和育种领域，果实品质是关键的考量因素，它不仅影响着消费者的购买意愿，还关乎种植者的经济效益。然而，草莓果实品质性状受到多种因素的影响，遗传机制复杂，这给育种工作带来了巨大挑战。例如，草莓果实的颜色、甜度、酸度等品质性状在不同品种间差异显著，且易受环境因素干扰，导致难以准确预测和改良。为了深入了解草莓果实品质性状的遗传规律，开发有效的分子标记辅助育种技术，来自土耳其多个科研机构的研究人员开展了相关研究，其成果发表在《Euphytica》杂志上。
研究人员选取了‘Fortuna’和‘Rubygem’两个草莓品种进行杂交，获得了 164 个 F₁代个体。利用这些个体构建了遗传群体，旨在通过对其果实品质性状的研究，揭示相关遗传机制并开发分子标记。在研究过程中，主要运用了以下关键技术方法：一是 DNA 提取及浓度测定，采用 CTAB 法提取叶片基因组 DNA，并通过琼脂糖凝胶电泳和 Qubit 荧光计进行质量和浓度检测；二是表型分析，包括利用 HPLC 技术测定果实糖含量，以及通过比色法测定果实颜色相关参数；三是 QTL 定位，借助已构建的遗传图谱，采用区间作图法进行 QTL 分析；四是分子标记开发，运用高分辨率熔解（HRM）分析技术对相关标记进行验证。
研究结果如下：

1. 表型性状评估：对 F₁群体果实的葡萄糖、果糖、蔗糖、木糖含量以及果实颜色相关性状（如果肉颜色、果心颜色、果实亮度值、色度值、色调值等）进行了测定。结果显示，这些性状在亲本和子代间存在显著差异，且呈现出不同的分布规律。例如，葡萄糖含量在 F₁代中的范围为 0.64% - 2.31%（2022 年数据），果糖含量在 2021 年 F₁代中为 1.08% - 2.74%。
2. 相关性分析：通过对糖含量和果实颜色参数进行相关性分析，发现部分性状之间存在显著相关性。如 2022 年测量数据显示，果实亮度值（LVF）和色度值（CVF）之间呈正相关（r = 0.800***），而葡萄糖、果糖和木糖之间在两年测量值中也存在显著相关性。
3. QTLs 鉴定：研究共检测到 28 个与 9 个品质性状相关的 QTLs。例如，与蔗糖含量相关的主要 QTL 位于 LG31，Ax - 123359583 位点在 2021 年和 2022 年都被检测到，解释的表型变异（PV）值分别为 14.1% 和 18.7%；与木糖含量相关的 Ax - 184476583 位点在 Fortuna 和 Rubygem 图谱中均有较高关联，2022 年解释的 PV 值为 13.3%。此外，还鉴定出多个与果实颜色相关性状的 QTLs，分布在不同的连锁群上。
4. 连锁标记开发：对与木糖、果肉颜色亮度值和色度值高度相关的标记进行 HRM 分析，开发出了可用于标记辅助选择（MAS）的标记。同时，分析了单核苷酸多态性（SNPs）对相关性状的遗传效应，发现不同标记的遗传效应存在差异。如 Ax - 184476583 位点的 SNP 对木糖含量具有不完全显性效应，而 Ax - 184841120 位点的杂合基因型（CT）对果肉颜色亮度值有较高影响。
   研究结论和讨论部分指出，本研究成功鉴定了多个与草莓果实品质性状相关的 QTLs，明确了这些性状的遗传基础。开发的分子标记为草莓育种提供了有力工具，有助于在早期筛选出具有优良品质性状的植株，加速草莓育种进程。此外，研究发现不同糖化合物的 QTLs 位于不同的遗传区域，表明它们具有不同的遗传背景。同时，与果实颜色相关的 QTLs 主要集中在特定的同源基因组区域，这为进一步研究草莓果实颜色的遗传调控机制提供了重要线索。这些研究成果对于推动草莓遗传育种研究、培育高品质草莓品种具有重要意义，为草莓产业的可持续发展奠定了坚实基础。