63份柚类资源S基因型鉴定

以‘晚白柚’等63份柚类资源为材料基础,通过RNA-seq和序列特征分析发掘新的S-RNase,并结合前期已有的9个S-RNase基因信息,设计21对特异性引物,扩增鉴定63份柚类资源的S基因型。结果发掘到12个新的S-RNase,按顺序分别命名为S₁₀-RNase～S₂₁-RNase。特异扩增结果显示：鉴定的63份材料中,有59份材料得到完整的S基因型,4份仅鉴定到1个S-RNase基因,其中S₂-RNase扩增频率最高,达34.92%(22/63),S₄-RNase和S₆-RNase在63份材料中均未扩增出。结果还显示许多品种具有相同的S基因型。     

20个中国李品种自交不亲和S-RNase基因型的鉴定

利用蔷薇科S-RNase通用引物Pru-C2/PruCE-R以及12对特异性引物,对贵州省栽培的20个中国李(Prunus salicina Lindl.)品种叶片DNA进行PCR扩增,鉴定其S基因型。结果表明：采用S-RNase通用引物,仅11个李品种扩增出2个条带;采用12对S-RNase特异性引物,既扩增出与通用引物一样的结果,又鉴定出2个品种的S基因型。共鉴定了13个中国李品种完整的S基因型：红心李S_hS₁₀,姜黄李S₁₀S₂₀,南方李S_iS₉,柰李S_hS_f,槜李S_hS₇,幸运S_bS_c,芙蓉李S_bS_i,大红袍S_dS₂₀,前卫红S_eS_h,玫瑰皇后、澳得罗达、黑宝石和秋姬李S_b     

砂梨新品种‘华丰’

 ‘华丰’梨是以‘新高’梨为母本, ‘丰水’梨为父本杂交选育而成, S 基因型为S₃ S₉ , 在湖 南长沙地区9月上旬果实成熟, 果实扁圆形, 果皮黄褐色, 平均单果质量为331.82 g, 果肉脆嫩, 石细胞少, 风味甜, 可溶性固形物含量11.9%～12.2% , 可滴定酸含量0.08%～0.19% , 维生素C含量0.0440～0.0528 mg·g^{- 1} , 耐贮运性好, 栽培适应性强。     

‘金坠梨’自交亲和性突变机制的初步研究

 自交不亲和性品种鸭梨的芽变品种‘金坠梨’自花授粉能结实, 但其自交亲和性突变机制至今不祥。本研究结果表明, 鸭梨自花授粉结实率仅2% , 自花花粉管在花柱中上部已经停止生长, 而金坠梨自花授粉结实率高达76% , 自花的花粉管能正常生长至花柱基部; 鸭梨花柱能够接受金坠梨花粉并受精结实, 而金坠梨花柱却与鸭梨花粉杂交不亲和; 进一步鉴定出了鸭梨和金坠梨基于S-RNase基因的S基因型, 发现两者S基因型相同, 均为S₂₁S₃₄ ; 通过克隆两品种S-RNase基因cDNA全长序列并进行比较分析发现, 该两品种的1对雌蕊S-RNase基因在核苷酸序列上完全相同, 且S-RNase基因均正常表达, 表达量没有明显差异, 从分子水平上证实了金坠梨在花柱方面和鸭梨并无差异, 可能是花粉S 基因发生突变, 导致了自交不亲和性功能的丧失, 表现出自花授粉能够结实。     

中国杏自交不亲和花粉特异SFB基因的鉴定与序列分析

利用花粉SFB基因的同源扩增结合内切酶酶切的方法,在9个中国杏品种中首次克隆了6个花粉SFB基因,对应花柱S-RNase基因序号将其分别命名为Par-SFB8、Par-SFB9、Par-SFB11、Par-SFB17、Par-SFB23和Par-SFB26,在GenBank上的登录号分别为EU652883、EU935588、EU652884、EU652885、EU652886和EU652887。序列分析表明杏的花粉SFB基因具有蔷薇科李属植物SFB基因的典型结构特征;其内含子位于5′端非翻译区,长度90 ~ 108 bp,核苷酸序列的同源性为63.9% ~ 93.3%。氨基酸序列的同源性比较表明,杏花粉SFB基因的种内同源性为73.7% ~ 85.3%;与李属其他植物花粉SFB基因的种间同源性为75.2% ~ 97.7%。利用特异PCR扩增进一步确定了杏的S9、S11、S17和S26单元型花柱S-RNase与花粉SFB基因间距离,表明花柱S-RNase与花粉SFB基因紧密连锁;同时组织特异性表达分析确定SFB基因在花粉组织中特异表达。以上结果说明获得的SFB基因为杏的花粉候选S基因。     

果树自交不亲和花粉S基因研究进展

果树自交不亲和属于配子体自交不亲和,配子体自交不亲和至少由S位点的花柱S基因和花粉S基因2个基因决定,花柱S基因已被确定为S-RNase基因,而花粉S基因研究在近年才取得进展,一个在花粉中特异表达的基因SFB(Shaplotype-specificF-boxprotein)被发现,并且多方面的证据表明该基因是花粉S基因的最佳代表。就花粉S基因的筛选、该基因的结构特点、可能的作用机理等方面的研究进展予以综述。     

新疆野生樱桃李S-RNase基因分离与鉴定的初步研究

 从4对已报道的李属树种S-RNase基因引物组合中筛选出扩增效果较好的PruC2和PruC4R组合，首次对新疆野生樱桃李（Prunus cerasifera Ehrh.）的45个株系的基因组DNA进行S-RNase基因特异性PCR扩增，并对其PCR产物进行克隆测序。这些核酸序列及其相应的氨基酸序列在GenBank中进行比对, 皆与李属的S-RNase基因有最大同源性，为新疆野生樱桃李的4种S-RNase基因，分别命名为S₁ （511 bp），S₂ （787 bp），S₃ （1859 bp）和S₄ （464 bp），在GenBank的登录号分别为EF638726、EF641276、EF661873和EF661874。45个株系中，43个株系的S基因型分别为S₁S₂、S₁S₃、S₂S₃、S₂S₄和S₃S₄，而10号和15号株系分别只鉴定了一种S-RNase基因，其S基因型组成有待于进一步研究。     

苹果对炭疽菌叶枯病抗性遗传的研究及其分子标记筛选

利用两个对炭疽菌叶枯病高抗的苹果品种（系）‘富士’和‘QF-2’及两个高感品种‘金冠’和‘嘎拉’为亲本配制了4个杂交群体‘富士’ב金冠’,‘金冠’ב富士’,‘嘎拉’ב富士’,‘富士’בQF-2’。以F1群体植株为试验材料,对苹果炭疽菌叶枯病的抗性进行鉴定评价和遗传分析。结果表明,4个群体中抗、感植株的分离比分别符合1︰1,1︰1,0︰1和1︰0的理论比值,初步推测苹果抗炭疽菌叶枯病性状受隐性单基因控制,抗病基因型为rr,感病基因型为RR和Rr。以‘金冠’ב富士’F1群体为试材,采用分离群体分组分析（BSA）方法,通过对均匀覆盖苹果染色体组的500对SSR引物的筛选,获得了一个与抗病性状相关的分子标记S0506206-24,该标记与抗性基因位点的连锁距离为9.8 cM。     

‘奥嗄二十世纪’梨自交亲和性分子机制及遗传特性研究

 ‘奥嗄二十世纪’是自交不亲和性梨品种'二十世纪'的自交亲和性花柱突变体,花粉自交不亲和性功能正常,其自交亲和性突变的分子机制及遗传特性目前仍有争议。本研究通过田间自花及相互授粉以及基因组、mRNA转录和蛋白质水平比较,分析‘奥嗄二十世纪’、‘二十世纪’及其后代S-RNase基因的存在与否、表达特性及其在后代中的遗传。结果显示,‘奥嗄二十世纪’花柱S₂-RNase基因的核苷酸序列和表达特性与其原始品种‘二十世纪’的完全一样;而S4-RNase基因信号比其原始品种‘二十世纪’的弱,而且也在花柱中正常表达(包括转录和翻译水平),但表达量低;然而在其自交亲和后代基因组中检测不到S₄-RNase基因。本研究表明,‘奥嗄二十世纪’基因组中存在花柱S₄-RNase基因,但不能遗传给后代。     

甜樱桃‘拉宾斯’自交亲和性与SFB4′基因的关系研究

甜樱桃品种‘拉宾斯’与‘雷尼’均为S1S4基因型。调查其自花结实率,‘拉宾斯’为31.3%,表现自交亲和;‘雷尼’为0,表现为自交不亲和。将‘拉宾斯’与‘雷尼’相互授粉,‘拉宾斯’为父本时表现亲和,反之不亲和,推断‘拉宾斯’的自交亲和性由花粉侧突变导致;调查花粉萌发率,‘拉宾斯’为58.08%,‘雷尼’为57.82%。鉴定‘拉宾斯’自交后代及其与‘雷尼’杂交后代的S-RNase的基因型,发现所有后代中均出现S4基因型,部分后代中出现S1基因型,证明‘拉宾斯’花粉育性是正常的,其亲和性可能是由S4基因座上花粉侧的基因突变导致。测序发现‘拉宾斯’花粉SFB4′在911 bp处有4个碱基缺失。分析‘拉宾斯’花粉SFB4′与花柱S4-RNase的连锁性,发现两者连锁率为100%。以‘拉宾斯’为父本的带有SFB4′的杂交后代的自花结实率为23.3%~61.4%,表现自交亲和,说明来源于‘拉宾斯’的SFB4′基因与自交亲和性有关。RT-PCR及测序显示‘雷尼’SFB4与‘拉宾斯’SFB4′均能正常转录,但4个碱基缺失导致其C端翻译提前终止,原核表达SFB4和SFB4′蛋白发现SFB4略大于SFB4′,推测是由于SFB4′的翻译提前终止导致的。以上结果表明:‘拉宾斯’的自交亲和性可能是由花粉侧SFB4′C端的氨基酸缺失导致,该缺失可能使其丧失了与S-RNase的识别能力。     

中国樱桃泰山干樱S-RNase基因的克隆及序列分析

以中国樱桃品种泰山干樱为试材,利用李属植物C2、C5保守区引物,扩增花柱S-RNase基因,获得4个S等位基因,测序结果表明序列大小分别为:1608、950、796、504bp。根据同源比较发现大小为796bp的等位基因与基因库中登录的S1-RNase为同一基因,其它3个S-RNase基因为首次报道,依序列大小分别命名为S2(1608bp,登陆号EF541168)、S4(950bp,登陆号EF541173)和S6(504bp,登陆号EF541172)。序列分析表明S2-RNase在C3区存在终止密码子,导致翻译提早终止;S4-RNase的C5区前有插入片断;S6-RNase在高变区比其它S等位基因少一个氨基酸残基。氨基酸序列同源性比较分析表明,中国樱桃S-RNase与樱花、扁桃的相似性高。在系统进化树中中国樱桃的4个S-RNase基因的氨基酸序列和樱花、扁桃、甜樱桃、酸樱桃等一起归于李亚科。     

苹果自花结实性品种花柱S - 核酸酶基因的克隆

 从苹果二倍体品种‘Ontario’和‘迎秋’花柱中分别克隆到了两个S - 核酸酶基因。同源性比较结果, ‘Ontario’和‘迎秋’都有一个与‘富士’Sf - 核酸酶基因完全相同的序列。‘Ontario’另一个S等位基因编码一个新的S - 核酸酶, 被命名为S8 - 核酸酶; ‘迎秋’另一个S等位基因与苹果‘红茜’的Sd - 核酸酶基因序列相同。     

早熟、耐贮桃新品种‘中油15号’的选育

‘中油桃15号’是中国农业科学院郑州果树研究所选育的耐贮型白肉油桃新品种,母本采用7月中旬成熟的白肉油桃优系‘89-1-28’,父本是早熟白肉油桃品种‘中油桃5号’。该品种果实大,平均单果质量180~200 g,大果质量可超过250 g;果形圆且对称,果顶圆平,果实的缝合线中等深度,梗洼中等宽度,较深;果皮不能被剥离且底色为白色,果面无茸毛并着艳丽的红晕,果肉呈白色,含较多花色苷但近核处花色苷较少;花为蔷薇型,花粉多自花结实;品质上,果肉质地很硬,耐贮性好;果肉纤维很少,风味甜,果实可溶性固形物含量为12.6%;丰产、稳产性好。在河南省郑州地区的果实发育期为85 d左右,6月中旬成熟后,可持续留树采收直到7月初。     

白梨新S基因的克隆

 采用PCR - RFLP检测、DNA序列分析和田间杂交试验, 从白梨中分离鉴定了1个新的S-RNase基因。该S-RNase基因PCR扩增产物大小与S-RNase基因PCR产物相似, 为450 bp左右。但PCR -RFLP和DNA序列分析均表明, 它与S₈-RNase基因存在较大差异, 该基因内含子为252 bp, 而S₈-RNase的内含子为234 bp, 并在高变区中具有10个氨基酸出现替换, 有两个氨基酸出现缺失。而该S-RNase基因却与S₁₂-RNase基因具有较高的相似性, 在HV区中只有1处碱基被替换, 周边区中有10处出现碱基替换或缺失。因此, 继梨S18-RNase基因, 将它命名为S₁₉-RNase基因(AY250987) 。与S 基因型已确定的梨品种的杂交坐果率也说明了该基因是一个新的S-RNase基因。     

京白梨等品种S 基因型鉴定及新基因S28 和S30 的核苷酸序列分析

 根据梨S基因高度保守区C1和C3区, 设计1对引物P1和P2, 对梨品种的基因组DNA进行S基因特异扩增、克隆、测序, 并在GenBank中BLAST比较, 确定S 基因特异性片段, 对京白梨等6个供试自交不亲和品种的S基因型比对结果为: 白梨中的‘库尔勒香梨’为S₂₁ S₂₈ , ‘苹果梨’为S₁₇S₁₉ ; 砂梨中的‘台湾蜜梨’为S₁₁ S₂₂ ; 西洋梨中的‘葫芦梨’为S_a S_b; 秋子梨中的‘京白’为S₁₆ S₃₀ , ‘早梨18’为S₄ S₂₈。其中S₂₈和S₃₀为首次登录的新S 基因, 在GenBank的登录号分别为AY562394 (库尔勒香梨) 和AY876945 (京白) 。     

扁桃SLF基因和S-RNase基因的克隆及表达分析

 以扁桃‘Pioneer’品种为材料, 利用RT-PCR及RACE技术, 克隆了1个新的SLF ( S LocusF-box ) 基因(PdSLF1) 和两个新的S-RNase基因( PdSm 和PdSn) 的cDNA。PdSLF1全长1 331 bp, 编码376个氨基酸; PdSm 全长826 bp, 编码228个氨基酸; PdSn基因全长878 bp, 编码227个氨基酸。与公共数据库中的序列进行相似性比较, 发现这3个基因所编码的氨基酸序列与其它蔷薇科植物相应基因的氨基酸序列均具有较高的一致性, PdSLF1为70.2% ～84.8% , S-RNase为59% ～83.9%。PdSLF1基因在花药中专一性表达, 而PdSm 和PdSn基因在雌蕊中专一性表达。     

甘肃桃抗南方根结线虫性状的SRAP标记

以桃野生近缘种红根甘肃桃（Prunus kansuensis）与贝蕾[P. persica（L.）Batsch.]杂交的BC1代190株后代为试材,采用SRAP分子标记进行遗传分析。通过筛选在亲本中扩增稳定且多态性丰富的53对SRAP引物进行后代分析,获得来自红根甘肃桃且符合1︰1分离比例的标记115个。应用Mapmaker/Exp 3.0分析软件构建了红根甘肃桃的SRAP分子连锁图谱。该图谱共8个连锁群,包含103个标记,其中102个SRAP标记、1个抗南方根结线虫（Meloidogyne incognita）标记,总图距994.2 cM,每个连锁群的平均长度为124.3 cM,标记间平均图距为9.6 cM。抗南方根结线虫标记Mi-redkansu位于第5连锁群,并获得与其紧密连锁的SRAP标记,其遗传距离为2.1 cM。以36株F2代群体作为验证,检验标记的准确性为91.7%。     

苹果花粉中与花柱S-RNase互作的γ–硫堇筛选及鉴定

 以‘国光’苹果（S1S2）花粉为材料,成功构建了酵母pGADT7-cDNA文库,转化效率约为1.2 × 106 · μg-1,插入片段大小在300 ~ 2 000 bp之间。通过酵母双杂交方法,用苹果S2-RNase的C2HVC3区筛选文库获得一个长505 bp的cDNA片段,经分析发现该cDNA序列上有一个261 bp的开放阅读框（ORF）,该ORF编码一个具N端信号肽的多肽,该成熟多肽由64个氨基酸组成,富含带正电荷的赖氨酸和精氨酸,其C端有8个半胱氨酸和一个γ–硫堇功能域,结构预测显示其具有一个α螺旋,3个β折叠,4个二硫键,由此,推断其为苹果γ–硫堇,命名为MdD1。RT-PCR分析发现：MdD1基因在‘国光’苹果叶片、萼片、花瓣、子房、花药和花柱等组织中都有表达,但花药中表达量最高。酵母双杂交结果表明MdD1除了与苹果S2-RNase的C2HVC3区互作外,还与S1-RNase的C2HVC3区,S1、S2-RNase的成熟多肽区存在互作。初步认为：苹果γ–硫堇可能通过与S-RNase非特异性互作,作为花粉非S因子参与自交不亲和反应。