第一章绪 论
番茄（Solanum lycopersicum）是一种重要的蔬菜作物。由于其适应性强，易于栽培，产量高，已成为世界年产量最高的 30 种农作物之一（余延年，1999），据 FAO（联合国粮农组织）统计资料，2009 年世界番茄栽培总面积为 498 万公顷，全年总产量达 1.4 亿吨。番茄营养丰富，风味独特，是维生素、膳食纤维的重要来源，番茄中的番茄红素具有较强的抗氧化能力，能增强人体免疫系统，对癌症有一定预防功效。人们对番茄的消费需求越来越多。但是番茄的周年生产，病虫害严重影响番茄的产量和品质。
栽培番茄选育过程中，长期进行种内杂交，在筛选高产、高品质的同时，丢失了很多抵抗生物和非生物胁迫的有益基因，致使遗传背景越来越窄。番茄属的野生种及其近缘野生种，在演变过程中积累了众多抵抗生物和非生物胁迫的有益基因，可为栽培番茄的遗传改良提供宝贵基因资源（张春芝，2010）。但是利用栽培番茄与野生种的多代杂交自交获得的材料进行改良的方法具有一定的盲目性，而且不完全包含全部的野生种有益基因，为了更系统地挖掘利用野生资源中的有益基因，需要构建完整的野生资源基因库。渐渗系旨在构建一套在栽培种遗传背景下包含全部野生资源染色体组的群体，不仅为有计划地、系统地挖掘野生资源的有益基因提供良好的材料，而且也为基础研究提供遗传背景一致的试验材料。渐渗系的构建对番茄品种改良和科学研究都有重要价值。
1.1 野生番茄种质资源
1.1.1野生种质资源的重要价值
所有现代栽培种都是由其野生种经过长期人工选择逐步驯化而来，人们长期筛选获得高产、高品质等优异农艺性状，剔除影响食用性、商品性的性状（Donald，1968）。但人工选择使得很多有益基因也同时被剔除掉。优良性状在连续选择固定下来的时候，一些看似不重要的性状也逐渐地丢失了。例如小麦和油菜的休眠能力在驯化过程中逐渐丢失，种子成熟后遭雨淋或受潮提前发芽丧失商品性（Holdsworth.，2001）；耐储甜菜的选育使含糖量明显下降（Zeng.，1991）；耐储运番茄的选育使得果肉厚度增加种子量大量减少（Doganlar .，2000）。在过去的半个世纪中，由于现代育种方法长期进行种内杂交，作物遗传多样性急剧退化。而商品经济下作物品种一致性的要求，使得多样的本地品种逐步被改良的新品种取代，加速了种质资源的流失。
遗传高度一致性往往会引起某种病虫害等自然灾害大范围发生，产生巨大经济损失。最典型的例子是 19世纪 40 年代爱尔兰大饥荒，罪魁祸首就是马铃薯品种过于单一致使马铃薯晚疫病大流行。植物遗传资源大量丢失，减少了可供选择和利用的遗传材料。实践证明农作物育种中突破性的成就都与遗传资源的成功挖掘与利用密切相关。遗传变异是基因产生的基础。人工突变虽然可行，但大多数变异是无方向性、有害的，开发效率低。而生长在恶劣生态环境下的野生种积累了大量抗生物胁迫、抗非生物胁迫的有益基因，丰富的野生种质资源为植物的遗传改良提供了宝贵的资源，从野生种质资源中挖掘、开发、利用有益基因更加可行。几个世纪来农作物野生近缘种的数千种遗传等位突变被引入栽培种。水稻栽培种‘IR36’是利用野生种质资源的典型例子（Plucknett.，1990）。‘IR36’由野生稻（O.nivara）和来自 6 个国家的 13 种栽培种共同育成，能抵抗多种昆虫和病害、耐干旱、适合多种土壤条件。另一个例子是马铃薯栽培种‘Brodick’，它由 S. tuberosum spp. Andigena、S. demissum、S. phureja、S.simplicifolium、S. vernei 5 种野生种和其他茄属物种培育而成，对绝大多数真菌病原体都有抗性（Innes，1992）。
第二章潘那利番茄渐渗系的构建
番茄是一种重要的蔬菜作物，培育丰产、多抗、优质的番茄新品种是番茄育种的主要目标。野生番茄中存在提高产量、抵抗生物非生物胁迫、高色素含量等多种有益基因，野生番茄是番茄遗传改良取之不竭的源泉。目前发现潘那利番茄具有茎腐病、细菌性斑点病、镰刀枯萎病、黄萎病、晚疫病、疮痂病、青枯病等病害的抗性基因（Foolad，2007），对白粉虱、烟粉虱、二斑叶螨、蚜虫等 9 种虫害具有较高抗性（Muigai et al.，2003），同时还是一个很好的抗病毒材料。其在抗旱、耐盐等非生物胁迫下也表现出极高的忍耐力。野生番茄渐渗系的建成为系统地挖掘野生番茄资源的有益基因提供了良好的材料。Eshed 和Zamir 构建的潘那利番茄渐渗系已经在基因定位、QTL 相关研究方面发挥了重要作用，并且通过聚合育种成功地培育出高产加工番茄品种 AB2。然而已构建的野生番茄渐渗系渗入片段较大，不利用对野生番茄渐渗系的利用，在各方面研究时都有一定的局限性。已构建的野生番茄渐渗系均以加工番茄或者小果型番茄为遗传背景，限制了优良性状在鲜食番茄中的快速应用。构建一个以鲜食番茄为遗传背景的潘那利渐渗系可以为鲜食番茄育种提供良好的材料基础。
第三章潘那利番茄渐渗系农艺性状定位............................................ 44-50
3.1 材料与方法............................................ 44
3.1.1 试验材料 ............................................44
3.1.2 试验方法 ............................................44
3.2 结果与分析............................................ 44-48
3.2.1 潘那利渐渗系抗病基因筛选............................................ 44-45
3.2.2 群体农艺性状分析............................................ 45-46
3.2.3 黄果肉基因定位 ............................................46-47
3.2.4 网纹果实基因定位 ............................................47-48
3.3 讨论............................................ 48-50
第四章 利用潘那利番茄渐渗系筛选............................................50-57
4.1 材料与方法............................................ 50-51
4.1.1 试验材料 ............................................50
4.1.2 试验方法 ............................................50-51
4.2 结果与分析............................................ 51-56
4.2.1 感病植株 DAS-ELISA 检测............................................ 51
4.2.2 番茄材料抗性基因鉴定............................................51-55
4.2.3 Sw-5 特异区分析............................................ 55-56
4.3 讨论 ............................................56-57
第五章 不同性状基因系的构建............................................57-63
5.1 材料与方法 ............................................57-58
5.1.1 试验材料 ............................................57-58
5.1.2 试验方法 ............................................58
5.2 结果与分析 ............................................58-62
5.2.1 不同性状近等基因系构建............................................ 58-59
5.2.2 性状基因定位............................................ 59-62
5.3 讨论............................................ 62-63
结论
本研究以野生潘那利番茄 LA0716 与农艺性状优良的鲜食粉果番茄 1052 为材料，通过 1 次杂交、5 次回交、1 次自交、5 次苗期分子标记辅助选择，建立了一套潘那利番茄渐渗系群体，通过分析回交群体的性状表现对其进行了初步定位。同时构建了 13 种包含特异性状的渐渗系，对番茄绿茎、黄叶、薯叶、暗脉基因进行了初步定位。主要研究结果如下：
1、利用亲本 1052、LA0716 和 F1对 447 个 CAPS 标记、525 个 SSR 标记进行遗传分析，筛选出 216 个 CAPS 和 236 个 SSR 多态性标记，多态性为 46.5%。
2、根据遗传连锁图谱 Tomato-EXPEN 2000 所提供的标记遗传位置，从 452 个多态性标记中选择均匀分布于 12 条番茄染色体的 200 个分子标记作为群体构建的追踪标记。每个染色体上标记数在 13~24 个之间，标记间图距在 6.3~10.0 cM 之间。全基因组大小 1458 cM，标记间平均图距为 7.29 cM。
3、通过 1 次杂交、5 次回交、1 次自交、5 次苗期分子标记辅助选择，构建了一个野生潘那利番茄渐渗系群体，该群体由 107 个株系构成，每个株系均以优良栽培番茄骨干亲本 1052 为遗传背景含野生潘那利番茄的不同染色体片段，所有潘那利番茄渐渗系含有的染色体片段的总长度覆盖整个潘那利番茄的基因组。
4、根据 200 个追踪标记在 5 个回交世代群体中的基因型比例，检测到 59 个分子标记位点（P<0.05）不符合孟德尔分离比，发生偏分离现象。其中 C2_At4g20410、SSR5、C2_At5g23880、C2_At5g62530、U221657、C2_At4g23840、TG294、C2_At5g19690、C2_At4g18593 在多个世代中均出现偏分离现象。