疫霉菌侵染后辣椒生理生化指标研究

用辣椒疫病菌生理小种ph3人工接种抗疫病的辣椒品系A5、A3和感病品系EC,并用生理小种ph1接种抗病品系A3,接种后分别测定和分析植株体内苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)、β-1,3-葡聚糖酶(β-1,3-glucanase)和几丁质酶(Chitinase)活性的变化。结果表明:接种疫霉菌后,抗病品系与感病品系体内4种酶的活性有明显差异,并显示出辣椒品系的抗病性与植株体内的多酚氧化酶活性、苯丙氨酸裂解酶活性、β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶活性呈正相关。     

百合抗病无性系抗枯萎病的蛋白质组学分析

以百合抗病无性系和感病无性系为试验材料,开展了百合抗尖孢镰刀菌枯萎病的蛋白质组学研究,以期明确抗病无性系参与抗病反应的关键蛋白。利用蛋白质双向凝胶电泳技术,对被百合尖孢镰刀菌诱导0、24、48和72 h的抗病无性系和感病无性系进行差异蛋白分析。经质谱检测及数据库检索,鉴定了25个差异蛋白质点,其中10个鉴定为未知功能的蛋白,其余15个依据其相关功能分为4类,即防御反应相关蛋白、光合作用相关蛋白、糖类及能量代谢相关蛋白和热激蛋白。其中参与防御反应的病程相关蛋白（推定的抗病蛋白RPS2、推定的抗晚疫病同族蛋白R1C-3、过氧化物酶Q、抗坏血酸过氧化物酶和NBS-LRR类似蛋白）可能是百合抗病无性系介入抗病防御反应的关键蛋白。     

应用2D-DIGE技术分析柑橘衰退病毒诱导的甜橙差异表达蛋白

【目的】为了研究柑橘衰退病毒(Citrus tristeza virus,CTV)诱导甜橙差异表达蛋白的分离和鉴定,【方法】以接种了CTV的甜橙植株为实验组,健康植株为对照组,利用双向荧光差异凝胶电泳(2D-DIGE)技术分析CTV诱导的甜橙差异表达蛋白。【结果】以t检验P<0.05和相对表达量≥1.5的水平作为判别标准,获得了91个CTV诱导的差异表达蛋白点,在实验组中含量高于对照组的蛋白56个,含量低于对照组的蛋白35个。通过MALDI-TOF质谱分析成功鉴定从中选择的37个蛋白点,其中19个蛋白功能明确,16个为预测或假定具有某种蛋白功能,包括与抗氧化相关的硫氧还蛋白、铁氧还蛋白、超氧化物歧化酶和抗坏血酸过氧化酶,与代谢相关的磷酸甘油酸酯水解酶、木葡聚糖内糖基转移酶、变味蛋白,分子伴侣热激蛋白,折叠酶肽酰脯氨酰顺反式异构酶,以及与光合代谢相关的蛋白等。【结论】CTV的侵染影响到甜橙各种复杂的生物学过程。     

黄瓜CsaDMR6-2基因的克隆及特征分析

通过系统进化树和黄瓜霜霉病主效QTL分析,确定了与拟南芥抗霜霉病突变基因DMR6同源性较高的Csa DMR6-2基因为黄瓜霜霉病感病候选基因。以15份不同遗传背景的抗病和感病黄瓜自交系为材料克隆了Cs DMR6-2基因,经过与已知功能的拟南芥基因DMR6、DLO1和DLO2的氨基酸进行多序列比对、蛋白质二级和三级结构的预测,结果显示:欧洲温室型的抗病材料K15和K58的Csa DMR6-2的CDS序列在856bp处有1个碱基的突变,引起相应氨基酸由丝氨酸(TCA)变成丙氨酸(GCA),进而引起其部分蛋白质二级和三级结构的变化;Csa DMR6-2与拟南芥的DMR6、DLO1和DLO2基因具有很高的同源性,且同属于一类氧化酶,两者具有相同的结构域,而抗病材料的变异位点均发生在催化区。试验结果为进一步研究Csa DMR6-2的基因功能和利用感病基因获得霜霉病持久广谱抗性打下了良好的基础。     

白粉病菌胁迫下黄瓜R17抗病品系叶片蛋白质组分析

 以黄瓜抗白粉病品系R17为试材，在接种白粉病菌24、48和72 h后提取叶片蛋白质，采用双向电泳技术研究白粉病菌胁迫条件下黄瓜叶片蛋白质组的变化。结果表明：黄瓜幼苗在白粉病菌胁迫下，24、48和72 h的叶片双向电泳图谱与未接种对照组均存在一定差异。通过质谱分析和数据库搜索，共鉴定出7种表达差异蛋白点，它们分别为磷脂酰肌醇-4-磷酸5-激酶、假拟蛋白g5bf、PSⅡ聚光复合体叶绿素a/b结合蛋白、铁氧还蛋白NADP氧化还原酶、XS结构域所含蛋白、肌球蛋白XI和苹果酸脱氢酶。这些蛋白都可能是与应答白粉病菌胁迫相关的蛋白质网络中的一部分，它们在黄瓜抗病反应中起不同的作用。     

SSR标记和苗期人工接种鉴定黄瓜抗黑星病种质资源

为了获得抗黑星病黄瓜种质,为分子设计育种提供抗源,利用与黄瓜抗黑星病基因紧密连锁的SSR标记CSWCTT02D对102份黄瓜种质资源进行基因型分析。结果表明,黄瓜种质间抗病基因的标记基因型存在遗传变异性,明确了102份种质抗黑星病基因的标记基因型,3份种质存在抗病标记(2.94%),1份种质为杂合型(0.98%),98份种质不存在抗病标记(96.08%);苗期人工接种鉴定有高度抗病种质4份(3.92%),高度感病种质98份(96.08%)。SSR分子检测结果与苗期人工接种基本一致,有2份材料与人工接种鉴定结果不符。‘南9436’(华南型)接种为感病,标记为抗病;‘K92’(华南型)接种为抗病,标记为感病,符合率达98.04%。抗病材料选择应以人工接种结果为依据,因此初步鉴定出4份抗黑星病种质,分别为日本类型‘Q6’和‘NINIA’、华南型‘南9427’和‘K92’,病情指数均为0。该研究为华北型黄瓜抗黑星病品种的遗传改良奠定了技术与种质基础。     

大白菜抗TuMV显性位点F_2的QTL-seq分析

为了挖掘大白菜抗TuMV基因的多样性,制定抗TuMV的遗传改良策略和综合防治措施,对抗TuMV的显性位点进行QTL分析。以大白菜对TuMV高抗的‘89B’和高感的‘强势’为亲本,构建F_2群体。采用人工磨擦接种TuMV法对F_2群体进行单株接种鉴定,经卡平方测验F_2群体抗、感植株分离比例不符合3︰1(χ~2=4.8χ_(0.05)~2=3.84),非单基因遗传,为数量位点控制。选取表型高抗和高感的F_2单株各40株进行混池,对2个极端池以及2个亲本进行重测序分析。通过计算抗、感池与亲本间的△(SNP-index),获得两个抗TuMV位点区域,物理位置为A07染色体的13.9～14.4 Mb和A08染色体的16.4～17.4 Mb。上述两个区域共筛选出具有多态性位点的基因68个,其中6个基因与植物抗性有关,其编号分别为Bra028499、Bra028500、Bra016311、Bra016312、Bra016313和Bra016314,其中Bra028499和Bra028500编码抗病蛋白,Bra016311、Bra016312、Bra016313和Bra016314编码抗TMV蛋白。Bra028499、Bra028500、Bra016311和Bra016314含有TIR-NBS-LRR特殊结构域。在已定位克隆的植物抗病基因中,大约80%属于NBS基因家族,因此推测这些基因可能与大白菜抗TuMV有关。     

与黄瓜霜霉病抗性相关基因连锁的分子标记研究

以黄瓜抗霜霉病和感霜霉病亲本组合(Q9×Q10)的F2分离群体为试材,采用BSA法筛选到了1个AFLP引物组合P11M70在抗病池和感病池间表现多态,抗病池和抗病亲本均具有大小约304 bp的特异谱带,感病池和感病亲本均扩增出了大小约为301 bp的特异片段。经F2单株验证及连锁分析,该特异片段与霜霉病抗病相关基因相连锁,连锁距离为5.22 cM。对特异片段的测序结果显示,两片段的大小分别为304 bp和301 bp,且2个片段的差异仅为3个"A"碱基的插入或缺失以及1个"C-T"的碱基突变。将该AFLP标记成功地转换为了简单实用的SCAR标记。     

大白菜缘枯病抗性基因的SRAP标记筛选

以大白菜缘枯病抗病材料山西信中籽-339和感病材料山西信中籽-332为亲本构建包含111个单株的F2分离群体,利用SRAP分子标记技术并结合分离群体混合分析法(BSA)筛选与抗病基因连锁的标记。结果表明:在672对SRAP引物中有19对引物在抗感病池间存在多态性,经过单株筛选,BMe10CO11标记与大白菜缘枯病抗病基因连锁,其遗传距离为11.4cM。     

葡萄着色期果皮蛋白质组分析

为了研究葡萄不同着色期果皮中蛋白质表达特征,以着色初期、中期和后期等3个着色时期的葡萄果皮为研究对象,运用2-DE、MALDI-TOF/TOF-MS质谱技术以及生物信息学方法对差异蛋白进行分析,结果表明:(1)双向凝胶电泳显示,果皮着色3个时期有1050个高度重复的蛋白点,差异显著的蛋白点有162个,其中108个蛋白得到鉴定,有87个蛋白映射到葡萄蛋白质组数据库中;3个时期均表达的差异蛋白有20个,且随着果皮颜色加深,差异蛋白数量呈上升趋势。(2)GO分析显示,ATP合成酶β亚基(ATPβ)极显著富集于磷酸核糖代谢过程,对着色初期果皮生理代谢的能量需求具有重要意义。(3)KEGG分析表明,碳代谢、生物固碳、磷酸戊糖、氨基酸生物合成等代谢通路在果皮着色的不同时期显著富集。(4)qRT-PCR分析显示,S–腺苷甲硫氨酸合成酶基因(VvMETK4)在果皮着色后期表达量最高。     

利用c DNA-AFLP 技术研究苹果柱型与非柱型c DNA的差异表达

 以苹果(Malus×domestica Borkh. ) 柱型品种舞姿、非柱型品种富士及其杂交F₁群体中柱型、非柱型单株为研究试材, 应用cDNA-AFLP ( cDNA-amp lified fragment length polymorphism) 技术, 研究柱型与非柱型苹果cDNA的差异表达, 探讨了苹果柱型基因Co表达的分子机制。通过64对引物组合的cDNA-AFLP分析获得了1 630条在柱型与非柱型苹果中差异表达的片段。经过BSA ( bulked segregant analysis) 分析和反向Northern杂交鉴定, 获得了11个差异表达的cDNA片段, 并进行了克隆、测序和序列同源性检索分析。有5个片段在GenBank数据库中发现同源序列, 其余的6个功能未知。核酸和氨基酸比对分析中同源性最高的是片段A7和A16。A7的核苷酸序列同源于红叶石楠Photinia fraseri 26S核糖体RNA (97% ) 、蛋白同源于玉米的细胞色素P450单加氧酶(91% ) , A16的核苷酸(85% ) 及蛋白(93% ) 同源于直果草属Triphysaria versicolor的α-expansin 2基因。对A7、A16两个候选基因片段再进行正向Northern杂交验证,在富士中表达最强, 在非柱型后代、柱型后代及舞姿中表达依次减弱。由此推断, 由细胞色素P450单加氧酶基因所调控的赤霉素GAS变化影响了苹果柱型性状的表达。     

黄瓜嫁接苗和自根苗的蛋白质组学研究

 为了进一步探讨黄瓜嫁接苗比自根苗抗病抗逆性好、光合能力强的机理, 在塑料大棚和高温消毒基质栽培条件下, 用双向电泳(22DE) 技术和质谱(MS) 技术研究了‘黑籽南瓜’与‘津优1号’黄瓜嫁接苗和‘津优1号’黄瓜自根苗叶片的蛋白质变化。嫁接后分别于苗期、开花期和结果期测定嫁接苗和自根苗叶片的蛋白质。结果表明, 嫁接苗叶片中新产生了两类蛋白质: 能提高抗病抗逆能力的R蛋白(RGC693蛋白) 和促进萜烯类物质合成的鲨烯合酶, 能促进叶绿体合成的辅酶和提高光能利用率的捕光叶绿素a/b结合蛋白。它们的出现可以说明嫁接黄瓜的抗病抗逆能力和光合能力优于自根苗的原因。     

BTH诱导的一种黄瓜叶片胞间隙病程相关蛋白的纯化及鉴定

 对苯并噻二唑(BTH) 处理和接种霜霉病菌后的黄瓜幼苗叶片胞间隙液中病程相关蛋白的诱导积累及纯化鉴定进行了研究。结果表明, BTH处理和接种霜霉病菌均可诱导黄瓜叶片胞间隙液产生分子量为27 kD的新蛋白, 利用SDS-PAGE结合电洗脱的方法纯化了该蛋白。通过基体辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOFMS) 分析, 将所得的肽指纹图谱( PMF) 在NCBInr蛋白质数据库中比对, 发现该蛋白是一种酸性几丁质酶。酶活性测定及Western blotting分析进一步证实了上述结果。     

低温胁迫对嫁接黄瓜叶片抗坏血酸-谷胱甘肽循环的影响

 为了探讨嫁接增强黄瓜抗冷性的分子机制，本试验以黑籽南瓜为砧木，‘津绿3号’黄瓜为接穗，对低温胁迫下嫁接和自嫁黄瓜幼苗叶片抗坏血酸-谷胱甘肽循环中抗氧化酶基因的表达和相关酶活性及AsA、GSH和 H₂0₂含量变化进行了研究。结果表明: 低温胁迫下, 嫁接黄瓜叶片DHAR mRNA和GR mRNA相对表达量均大于自嫁黄瓜，GalLDH mRNA和APX mRNA相对表达量均与自嫁黄瓜差异无显著差异； DHAR、GR、GalLDH和APX活性均高于自嫁黄瓜；AsA和GSH含量与AsA/DHA和GSH/GSSG比值均高于自嫁黄瓜， DHA、GSSG和H₂O₂含量均低于自嫁黄瓜。嫁接黄瓜叶片DHAR和GR较高的转录水平维持的较高DHAR和GR活性是AsA和GSH含量明显高于自嫁黄瓜的重要原因， 而嫁接黄瓜叶片较高的GalLDH和APX活性与GalLDH mRNA和APX mRNA相对表达量无关。     

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。     

黄瓜全雌性基因连锁的AFLP和SCAR分子标记

 本研究以全雌品种‘戴多星’自交系和弱雌品种‘北京截头’自交系为双亲杂交获得F₁ ,然后得到F₂ 性型分离群体, 利用分离群体分组分析法(Bulked Segregant Analysis, BSA) 构建全雌和弱雌两个基因池, 筛选了64对AFLP选择性引物EcoR I-NN +Mse I-NNN组合, 发现EcoR I-TG +Mse I-CAC引物组合在全雌基因池中扩增出一条分子量为234 bp的特异带。经F₂ 代单株验证, 该特异条带能在全雌单株中稳定出现。以MAP MAKER (Version 310) 软件分析, 该标记与全雌性位点的连锁距离在617 cM。命名该连锁标记为TG/CAC₂₃₄。将该特异条带回收、克隆、测序, 设计特异SCAR引物, 再对F₂ 代单株基因组DNA进行扩增, 仅在全雌单株中扩增出1条分子量为166 bp 的特异带, 表明已成功地将与黄瓜全雌性连锁的AFLP标记转化为操作简便、表现稳定的SCAR标记, 该标记命名为SA₁₆₆。     

根际低氧胁迫下外源亚精胺对黄瓜幼苗多胺和抗氧化系统的影响

采用营养液水培,研究了根际低氧胁迫下不同浓度外源亚精胺（Spd）处理对黄瓜幼苗根系和叶片中多胺含量、抗氧化酶活性、O₂^ˉ 产生速率、H₂O₂和MDA含量的影响。结果表明,营养液中添加0.05 mm ol·L^-1 Spd,可促进低氧胁迫下黄瓜幼苗的生长,缓解低氧胁迫的伤害;低氧胁迫下黄瓜幼苗体内抗氧化酶活性和多胺含量之间存在着密切的关系,0.05 mmol·L^-1外源Spd可明显提高植株体内Spd和Spm含量,降低Put含量,提高（Spd + Spm）/ Put比值,增强抗氧化酶活性,降低O₂^ˉ 产生速率、H₂O₂和MDA含量,从而促进植株的生长,提高植株对低氧胁迫的耐性。     

黄瓜抗霜霉病异源易位系CT201的筛选与鉴定

 将栽培黄瓜‘北京截头’ (Cucumis sativus L. , 2n = 14) 与Cucum is属双二倍体新种C. hytivus (2n = 38) 回交, 随后自交。通过霜霉病田间接种试验筛选, 从中发现抗霜霉病单株HH12825。将HH12825与C. hytivus的原始亲本‘北京截头’和野生种C. hystrix进行农艺性状对比观察, 发现此单株在叶面积、节长、果长×果径等方面介于栽培黄瓜和野生种之间, 在侧枝数、果刺颜色等方面偏向野生种。观察其花粉母细胞减数分裂过程, 发现其PMC中期Ⅰ多价体频率(56% ±8% ) 和后期Ⅰ二价体分离滞后率(72% ±5% ) 都较高, 具有染色体易位的细胞学特征。进一步利用RAPD分子标记分析, 结果在40个随机引物中找到了两个引物( E219: ACGGCGTATG和A I220: CCTGTTCCCT) 能够在HH12825中重复地扩增出原始亲本野生种C. hystrix特异DNA片断, 从分子水平上证明了其为黄瓜异源易位系, 并把此易位系命名为CT201。     

黄瓜嫩果果皮叶绿素含量的遗传

 选用4个皮色性状不同的黄瓜品种配成正反杂交组合8个，测定结果表明相同亲本正反交组 合叶绿素含量差异不显著，表明黄瓜嫩果果皮叶绿素含量受核基因控制。应用植物数量性状主基因+多基因混合模型，对黄瓜嫩果果皮叶绿素低含量品种‘海阳白皮’与高含量品种‘济宁秋黄瓜’杂交组合的6个家系世代(P₁、F₁、P₂、B₁、B₂和F₂)进行群体叶绿素含量的多世代联合分析，结果显示：该组合叶绿素含量的遗传受2对加性一显性主基因+加性-显性多基因(E-2模型)控制。其B₁、B₂和F₂群体叶绿素含量主基因遗传率(h²_mg%)分别为83.94%、62.12%和86.98％，多基因的遗传率(h²_pg%)为5.86%-18.15%。主基因中加性效应明显，第一对主基因的加性效应值显著高于第二对主基因的效应值，2对主基因对叶绿素含量的贡献率差异较大。两主基因的显性效应差异不大，分别为2．7762(h_a)和2.3392(h_b )。多基因效应主要表现为显性效应[h]，效应值为-5.5243。     

全雌黄瓜单性结实性遗传分析

 采用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型对黄瓜强单性结实雌性系‘6401’ 与非单性结实自交系‘6429’、‘6426’杂交组合多世代群体的单性结实性进行联合分析,结果表明：全雌黄瓜单性结实性在不同遗传背景下遗传表现基本一致,单性结实性遗传均表现为不完全隐性基因遗传,符合E-1-1模型,受2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因控制。两组合第1主基因显性效应、主基因显性×显性互作效应以及多基因效应较大。‘6401×6429’组合的B₁、B₂、F₂群体（主基因+多基因）遗传率分别为51.36%、72.31%和76.78%;‘6401×6426’组合的B₁、B₂、F₂群体（主基因+多基因）遗传率分别为20.50%、75.39%和74.58%。强单性结实全雌黄瓜品种选育以双亲均为强单性结实为宜。