镁对温室黄瓜光合特性的影响

在温室无土栽培条件下研究了镁对黄瓜开花结果期光合特性的影响。结果表明，多镁胁迫增加了黄瓜叶片叶绿素a、叶绿素b含量，降低了 胡萝卜素含量，缺镁胁迫使黄瓜叶片叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素含量均极显著降低，但缺镁胁迫的叶绿素a/b最高；缺镁胁迫下黄瓜叶片净光合速 率（Pn）、气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）的日变化呈单峰曲线变化，而多镁胁迫下Pn和Tr呈双峰曲线；多镁和缺镁胁迫的胞间CO₂浓度（Ci）、 多镁胁迫的Gs呈近似倒抛物线型；多镁和适镁处理叶片的光饱和点、CO₂饱和点以及表观量子效率和羧化效率都大于缺镁处理。缺镁胁迫下黄瓜光合 作用主要是受非气孔限制,而多镁胁迫下气孔因素和非气孔因素二者兼具。     

低温和镁胁迫对黄瓜幼苗生长和生理特性的影响

利用人工气候箱,采用珍珠岩培养,研究不同温度下镁对黄瓜幼苗生长、碳氮代谢和活性氧清除系统的影响。结果表明,低温下,镁胁迫降低了黄瓜的总叶片数、叶面积、根长、全株干质量和壮苗指数,增大了根冠比。适温下,镁胁迫使黄瓜叶片可溶性蛋白、还原糖和可溶性总糖含量、硝酸还原酶活性下降,根系活力提高;低温下,各处理硝酸还原酶活性、根系活力、可溶性总糖含量较对照降低,还原糖含量较对照升高,多镁和适镁使可溶性蛋白的含量较对照降低,缺镁则使其含量较对照提高。多镁和缺镁均导致黄瓜幼苗叶片MDA、H2O2含量及O2 产生速率升高,缺镁升幅大于多镁。低温缺镁对植株的伤害最大,可能与活性氧的增加有关。适温下,镁胁迫使POD、SOD活性升高,其中POD活性升高幅度最大,而CAT活性降低;适温下植株可能主要通过提高POD活性来抵御镁胁迫。     

外源Spd对盐胁迫下黄瓜SAMs基因表达的影响及SAMs蛋白的生物信息学分析

 以黄瓜品种‘津春2号’为材料,采用营养液栽培,研究了外源亚精胺（Spd）对NaCl胁迫下黄瓜幼苗S–腺苷甲硫氨酸合酶基因（SAMs）表达的影响,分析了SAMs的生物学信息。结果表明,在75 mmol · L-1 NaCl胁迫下,SAMs基因在盐胁迫3、6和12 h内诱导表达上调,24 h后表达受到抑制,低于对照水平;盐胁迫下,外源Spd处理在3、6和12 h内下调了SAMs基因表达,24 h后表达量接近对照水平,表明外源Spd介导了盐胁迫下黄瓜幼苗SAMs基因的差异表达,可能通过修正SAM合成途径响应盐胁迫,增强黄瓜植株耐盐性。黄瓜SAMs蛋白生物信息学分析表明,SAMs蛋白比较稳定,含有多个磷酸化位点,其氨基酸序列中第89位半胱氨酸残基和246 ~ 255位的保守序列DAGLTGRKII对SAMs酶的功能起着重要的作用,同时推导了黄瓜SAMs蛋白的三维结构。     

瓜枝孢弱毒菌株诱导黄瓜抗病相关基因表达的cDNA-AFLP 分析

 利用cDNA-AFLP 技术,分析瓜枝孢弱毒菌株诱导黄瓜苗后72 h 内抗病相关基因的差异表达。结果显示,诱导的基因表达差异始于接种后3 h,接种后6 h 差异表达片段总数达到高峰。8 个取样时间点的诱导性差异表达片段数大于抑制性表达片段数。仅在接种后第12 h 呈现相反趋势。通过回收、克隆、测序和同源性比对,获得的5 个片段分别与拟南芥中病原菌诱导的水杨酸糖基转移酶、梨磷脂酶C编码的基因等具有较高的同源性,初步推断瓜枝孢弱毒菌株诱导黄瓜抗病可能是通过依赖于水杨酸介导的信号传导途径诱导黄瓜的系统抗病性（system acquired resistance, SAR）,作为胁迫抗性信号传递中的关键酶——磷脂酶C 可能参与了上述过程。经Northern 杂交结果证实,克隆分离的DNA 差异片段是瓜枝孢弱毒菌株诱导表达的特异片段。     

黄瓜抗霜霉病相关基因cDNA片段的克隆与分析

 以抗霜霉病黄瓜‘东农129’为试材, 利用基因差异显示技术(DDRT-PCR) 研究了黄瓜接种霜霉病菌前后基因表达的差异。共分离出4个接菌后在叶片中特异表达的cDNA片段, 分别命名为49-2、 50-5、50-7和52-14。同源性比对发现, 50-7号片段与黄瓜脂氧合酶基因部分同源, 其余为未知新基因序列。表达分析显示, 所筛选的4个差异表达基因片段与黄瓜感染霜霉病菌有密切关系。49-2号片段在所检 测的整个感染过程都有很强的表达; 50-5号片段与病菌侵染也有较密切的关系, 但相对49-2表达延迟; 50-7和52-14仅在接种24 h有一定表达, 显示出与病菌诱导之间的特殊关系。     

黄瓜耐铜相关基因CsLecRK的克隆及表达分析

以黄瓜为试材,根据基因响应铜(Cu)的表达模式及保守性,采用基因克隆和生物信息学方法,对筛选获得的黄瓜凝集素受体激酶基因(CsLecRK)进行克隆及生物信息学分析,并对该基因在Cu胁迫条件的表达模式进行分析,以期探索黄瓜耐铜(Cu)的分子机制。结果表明:该基因cDNA全长为2 121 bp,编码706个氨基酸;理论分子量为78.36kDa,等电点为7.76。NCBI Blastp分析与进化树分析均表明,CsLecRK编码的蛋白与甜瓜的LecRK序列同源性最高(95%),进化距离最近。qRT-PCR分析表明,CsLecRK在Cu胁迫条件下表达明显下调。     

黄瓜抗霜霉病相关基因cDNA片段的克隆与分析

以抗霜霉病黄瓜‘东农129’为试材, 利用基因差异显示技术(DDRT-PCR) 研究了黄瓜接种霜霉病菌前后基因表达的差异。共分离出4个接菌后在叶片中特异表达的cDNA片段, 分别命名为49-2、 50-5、50-7和52-14。同源性比对发现, 50-7号片段与黄瓜脂氧合酶基因部分同源, 其余为未知新基因序列。表达分析显示, 所筛选的4个差异表达基因片段与黄瓜感染霜霉病菌有密切关系。49-2号片段在所检 测的整个感染过程都有很强的表达; 50-5号片段与病菌侵染也有较密切的关系, 但相对49-2表达延迟; 50-7和52-14仅在接种24 h有一定表达, 显示出与病菌诱导之间的特殊关系。     

黄瓜3–磷酸甘油醛脱氢酶基因CsGAPDH的克隆及其涝胁迫响应分析

 以黄瓜耐涝品系‘早二N’根组织总RNA为模板,运用RT-PCR结合RACE技术,获得了黄瓜3–磷酸甘油醛脱氢酶基因（CsGAPDH）的cDNA全长序列,基因编码区共1 011 bp,编码336个氨基酸（GenBank登录号HQ156465）。系统进化分析表明：CsGAPDH基因与胡萝卜、葡萄、大豆等双子叶植物同源基因的核苷酸序列相似性均在88%以上,与单子叶植物水稻和玉米同源基因的相似性达86.8%和86%。qRT-PCR表达分析结果表明：CsGAPDH基因快速响应涝胁迫,在涝胁迫2 h,该基因在根中表达量达到对照水平的12倍,在涝胁迫12 h达到表达高峰,随后表达量呈现逐渐下降趋势;CsGAPDH基因在‘早二N’的根、茎、叶中均有表达,根和叶中原始表达量高于茎,在涝胁迫4 h后均诱导表达,根中诱导表达量上调幅度最大,为初始表达量的4倍。CsGAPDH属于黄瓜涝胁迫响应基因,在缓解涝胁迫伤害过程中可能具有重要的调控作用。     

黄瓜3-磷酸甘油醛脱氢酶基因CsGAPDH的克隆及其涝胁迫响应分析

以黄瓜耐涝品系‘早二N’根组织总RNA为模板,运用RT-PCR结合RACE技术,获得了黄瓜3-磷酸甘油醛脱氢酶基因（CsGAPDH）的cDNA全长序列,基因编码区共1011bp,编码336个氨基酸（GenBank登录号HQ156465）。系统进化分析表明：CsGAPDH基因与胡萝卜、葡萄、大豆等双子叶植物同源基因的核苷酸序列相似性均在88%以上,与单子叶植物水稻和玉米同源基因的相似性达86.8%和86%。qRT-PCR表达分析结果表明：CsGAPDH基因快速响应涝胁迫,在涝胁迫2h,该基因在根中表达量达到对照水平的12倍,在涝胁迫12h达到表达高峰,随后表达量呈现逐渐下降趋势;CsGAPDH基因在‘早二N’的根、茎、叶中均有表达,根和叶中原始表达量高于茎,在涝胁迫4h后均诱导表达,根中诱导表达量上调幅度最大,为初始表达量的4倍。CsGAPDH属于黄瓜涝胁迫响应基因,在缓解涝胁迫伤害过程中可能具有重要的调控作用。     

低氮胁迫下黄瓜钙依赖蛋白激酶基因的克隆及表达分析

在低氮胁迫下，以黄瓜品种津研4 号叶片为供试材料，以cDNA 为模板，依据黄瓜基因组数
据库中Csa002986 基因编码区全序列，应用Primer Premier 5.0 软件设计引物，克隆得到黄瓜钙依赖蛋白
激酶基因（calcium-dependent protein kinase，CDPK）。该基因全长1 584 bp，编码527 个氨基酸。预测
该基因编码的蛋白是一个稳定的亲水蛋白，无跨膜结构，无信号肽，存在蛋白激酶结合区、EF 手型钙结
合区、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶活性位点、N 酰基化位点等多个位点。CDPK 基因在不同氮浓度处理下黄瓜
各部位表达分析结果显示，在无氮条件下，CDPK 基因在茎尖表达量最高，其次为叶和茎；在低氮条件下，
CDPK 基因在茎中表达量最高，其次为茎尖和叶；在正常及高氮条件下，CDPK 基因在茎尖表达量最高，
其次为茎和叶。CDPK 基因在叶中的表达模式分析结果显示，在无氮及低氮胁迫下CDPK 基因表达量增加，
随着氮浓度的降低，CDPK 基因的表达量增加并明显高于对照；在高氮胁迫条件下，CDPK 基因的表达量
低于对照。     

黄瓜抗白粉病品系cDNA文库构建及EST分析

 采用SMART技术构建了高抗白粉病的黄瓜品系JIN5-508的叶片cDNA文库,并对其进行了质量鉴定。结果表明,该文库的重组率为95.3%,库容量为1.02 × 106 pfu · mL-1,平均插入片段为0.5 kb左右,是一个高质量的cDNA文库。利用该文库随机挑选的8 352个克隆从5′ 端进行单向测序,共获得8 035个有效的ESTs（expressed sequence tags）,序列的平均长度为838 bp。进一步的生物信息学分析表明：EST序列拼接出3 467个unigenes,其中包括953个contigs和2 514条singletons,文库冗余度较低,为56.9%;从文库中筛选出了大量的低丰度表达基因,约占unigene总数的72.5%,说明文库的复杂性较高;1 991个unigenes获得分子功能注释,其中与蛋白结合活性和催化活性相关的基因分别达到了41.34%和38.72%;在获得功能注释的unigene中,有部分抗病抗逆相关基因高丰度表达,其中3个unigenes与拟南芥白粉病抗性基因Mlo2、Mlo8和Mlo14高度同源,表明该文库可为进一步研究黄瓜抗白粉病相关的特异基因的克隆及功能验证奠定基础。     

黄瓜性别决定相关基因在不同性型黄瓜种质基因组中的分布

根据已有的决定黄瓜雌性的ACC合酶基因CS-ACS1G,与黄瓜性型有关的ACC氧化酶基因CS-ACO2、CS-ACO3,与黄瓜雌性相关的乙烯受体基因CS-ETR2和CS-ERS的序列,通过设计特异引物,对不同性型黄瓜品种基因组DNA进行扩增。结果表明,5个基因在本试验所用的不同性型黄瓜品种的基因组中均能被检测到,说明这5个性别决定相关基因在本试验中不具有雌性特异性。通过PCR克隆在全雌性黄瓜品种G5224中获得了长度为1 124 bp的ACC合酶基因序列。BLAST分析表明,本试验所获得的ACC合酶基因序列和Trebitsh公布的CS-ACS1G基因序列的同源程度为99 %,表明PCR扩增产物确实为CS-ACS1G基因。此基因在基因组中表现不具雌性特异性的现象与多数研究者的结论相悖。     

黄瓜多抗自交系NC-46转基因不定根的高频诱导及其cDNA文库的构建

利用发根农杆菌K599（带有质粒pBIN-35S-GFP）,以具有抗爪哇根结线虫和花生根结线虫等多种抗性基因的黄瓜自交系NC-46离体子叶为外植体,高效诱导出转基因不定根（诱导率达76.7 %）;并在此基础上成功构建了转基因不定根的cDNA文库。构建的cDNA文库重组率为98.3%,原始库容量达2.02 × 106 cfu,其中基因的完整性比率为47.6%,Unigene比例为66.7%。选用转基因不定根构建根的cDNA文库,克服了实生苗难以获得大量均一状态根的缺陷;克服了实生苗根受到土壤根际微生物、线虫等对根生理状态的影响以及对提取RNA的污染问题;利用改良的Smart cDNA文库构建法,获得的文库克隆含有完整的5′端非翻译区的全长cDNA;此外,构建的文库由于利用改良的pUC19载体替代了λTripIEx2噬菌体载体,获得的克隆无需再将插入到噬菌体载体上的cDNA转染到质粒载体,可直接用于杂交和测序筛选,因此在基因克隆筛选时更加方便。     

与黄瓜矮生基因连锁的ISSR标记及其SCAR转换

以黄瓜矮生品系D8与蔓生品系JIN5杂交并自交得到的124株F₂代为试材,应用ISSR分子标记技术和BSA（混合群体分组分析法）法寻找与黄瓜矮生基因连锁的分子标记。从80条ISSR引物中筛选到一个黄瓜矮生性状特异的多态性引物UBC818,经F₂代单株验证,UBC818的扩增片段在蔓生黄瓜JIN5植株中稳定出现,而在矮生黄瓜D8植株中没有。连锁关系分析表明,标记与黄瓜矮生基因间的遗传距离为11.1 cM。根据对该片段的序列分析结果重新设计了1对引物,将ISSR标记成功转化成了SCAR标记, 并命名为UBC818-S。     

成熟黄瓜果皮红色性状的遗传分析及其基因定位

 以黄瓜（Cucumis sativus L.）成熟瓜红色果皮自交系‘NCG127’（P₁）和成熟瓜黄色果皮自交系‘9930’（P₂）为试验材料构建F₂遗传群体,对成熟瓜红色果皮R基因进行遗传分析和基因定位研究。结果表明,黄瓜成熟瓜红色果皮性状由显性单基因控制,红色对黄色为显性。以256株F₂分离群体为试材,应用群体分离分析（BSA）法筛选得到与R基因连锁的20个多态性SSR标记,构建了R基因的分子标记连锁图谱,将R基因定位到黄瓜4号染色体上,物理距离为213.4 kb的区段内,两侧翼标记为UW019319和UW019203,与R遗传距离分别为0.8 cM和0.7 cM。生物信息学分析表明,该区段存在30个预测候选基因。     

黄瓜蜡质合成调控基因CsWIN1的克隆与功能初步分析

从黄瓜中同源克隆了拟南芥中具有调控蜡质合成与代谢功能的基因WIN1/SHINE1,命名为CsWIN1。荧光定量PCR结果表明:CsWIN1在黄瓜植株的叶片和幼果中高表达;通过在拟南芥中过表达CsWIN1,发现其与已报道的WIN1/SHINE1过表达株系表型相似。通过对CsWIN1转基因株系的基因表达分析发现,蜡质合成相关基因的表达受到了调控。根据以上研究结果,推测CsWIN1与拟南芥WIN1/SHINE1在表皮蜡质合成调控上的功能是保守的,通过调控下游蜡质合成相关基因的表达从而影响蜡质的合成与代谢。     

与黄瓜抗炭疽病相关基因连锁的AFLP标记的筛选

以黄瓜抗炭疽病母本66和感炭疽病父本A18及其F₂代分离群体为试材, 采用BSA法和AFLP技术建立了对炭疽病的抗病组和感病组, AFLP引物组合E24M48在抗感组间表现多态性, 且呈共显性。经220个F₂单株分析, 在高抗单株和高感单株中分别仅扩增出251 bp和245 bp的特异片段, 而在中间类型个体中同时扩增出了该两个特异片段。连锁值测定结果表明, 该特异带与黄瓜炭疽病抗病相关基因紧密连锁,距离为21727 cM。测序结果显示, 该两个片段的大小分别为251 bp和245 bp, 并且两个片段的差异在于两个“TCT”重复序列(6个碱基) 的插入或缺失。