功能基因组学在蔬菜中的应用

随着黄瓜、番茄、马铃薯和大白菜等蔬菜作物国际基因组计划的启动和即将完成，宣告蔬菜作物进入功能基因组学时代。本文综述了功能基因组学的研究内容和技术，及在蔬菜作物中的应用，并分析了未来的发展趋势。     

黄瓜叶面积主效QTL小叶2基因(ll2)的遗传定位

叶片面积影响光合作用效率,是农作物产量的重要构成性状之一。野生黄瓜(Cucumis sativus var.hardwickii)的叶片较小,经过人工驯化后的栽培黄瓜(Cucumis sativus var.sativus)的叶片面积扩大了2~3倍。前人研究已经将控制黄瓜叶面积的主效基因之一ll(little leaf)定位在第6号染色体上。本研究以黄瓜小叶品系XF-24(P1)、大叶品系DF-32(P2)杂交产生的205个单株的F2群体为研究材料,用SAS软件对成熟期调查的各单株相同节位的叶面积进行正态性检验,结果服从正态分布,符合数量性状的遗传特征。为了有效地加快研究进程,在双亲测序情况下,采用插入缺失位点(insertion and deletion,InDel)标记进行基因定位。研究结合双亲全基因组测序数据,生物信息学分析得出双亲序列之间的InDel位点,用Primer Premier 5.0软件在所有染色体上均匀设计88对InDel标记引物,扩增采用分离群体分组混合分析法(bulked segregant analysis,BSA)组建大叶、小叶基因池,池间有多态的引物再进一步扩增F2群体DNA,筛选到7个与黄瓜叶面积基因ll2连锁的分子标记,位于黄瓜第7号染色体上,分别是InDel-1、InDel-2、InDel-3、InDel-4、InDel-5、InDel-6、InDel-7。建立遗传连锁图谱并进行区间作图寻找QTL位点,结果显示,遗传连锁图谱包含以上7个InDel标记,连锁区间为22.1 cM,包括1个控制黄瓜叶片大小的主效QTL位点ll2(little leaf 2),位于标记InDel-2与InDel-4之间,这两个标记之间物理距离为1.24 Mb。与前人的研究结果相比,定位区间更小且是7号染色体上首次发现的黄瓜叶面积QTL位点。截止目前,在黄瓜6号、7号染色体共发现了2个黄瓜叶面积主效QTL位点,分别是ll和ll2,表明黄瓜叶面积遗传机制复杂。叶面积主效QTL ll2的遗传定位,对于控制黄瓜叶片面积的遗传机制和分子机理研究以及分子标记辅助育种具有重要的意义。     

某尾矿库渗漏水对番茄萌发及DNA损伤的影响

为探明国内某尾矿库渗漏水对其周边植物的生长影响,选用番茄(Lycopersicum esculentum)为材料,取国内某尾矿库周边渗漏水,稀释后并用0%,20%,40%,60%,80%及100%(原液)分别处理番茄种子并测定其发芽率和半致死浓度。将存活的番茄移栽到穴盆中继续用对应浓度的渗漏水处理植株到开花期,利用单细胞电泳技术测定番茄叶片细胞DNA的损伤。结果表明:随着渗漏水浓度的升高,番茄种子的发芽率呈明显的下降趋势,60%比例的渗漏水处理,种子发芽率为63%,接近种子萌发的半致死浓度。渗漏水原液处理下,番茄种子发芽率非常低;单细胞凝胶电泳显示,随着渗漏水浓度升高,番茄叶片细胞彗星图像拖尾加长,说明对番茄遗传损伤加重。试验数据表明,某尾矿库渗漏水对番茄种子的发芽有和细胞有严重的影响。     

嫁接提高茄子对黄萎病抗性的研究(简报)

随着茄子保护地栽培面积的日益扩大,以黄萎病为主的土传病害的危害也日益严重。据北京十八里店乡标准化菜田统计,大棚春早熟茄子受黄萎病危害导致的减     

黄瓜果实相关性状QTL定位分析

 【目的】果实性状对黄瓜的商品性及产量具有重要影响,对黄瓜果实性状进行QTL定位分析将有助于了解其遗传机制,为黄瓜果实性状改良以及高产、稳产育种提供有益参考和帮助,同时也可为基因的精细定位及克隆奠定基础。【方法】利用华北保护地类型黄瓜材料9930和欧洲温室类型黄瓜材料9110Gt为亲本构建的遗传图谱,结合不同年份、不同季节4次表型鉴定数据,采用MapQTL4.0软件对12个黄瓜果实相关性状进行多座位QTL模型(MQM)检测。【结果】检测到与8个商品瓜性状相关的QTLs 18个：瓜长Fl（3个）、把长Fsl（1个）、瓜粗Fd（1个）、瓜长/把长Lsr（5个）、瓜长/瓜粗Ldr（1个）、刺色Fsc（4个）、刺密度Fsd（1个）、果瘤大小Fws（2个）;与4个种瓜性状（种瓜长Sfl、种瓜粗Sfd、种瓜重Sfw、种瓜果皮颜色Sfc）相关的QTLs 14个。其中表型贡献率≥10.0%的主效QTL有27个,占QTL总数的84.4%,这些QTL大都分布在Chr.5和Chr.6上。各QTLs的LOD值在3.53—42.21,可解释8.4%—73.1%的表型变异。【结论】本研究检测到与12个黄瓜果实性状相关的QTL共32个,其中刺色和果瘤大小2个性状在2006—2009年春秋两季均检测到主效QTL位点,并获得紧密连锁的特异标记 (SSR02697、SSR19256、SSR15818、SSR06003、SSR00116、SSR05321、SSR00004、SSR02309),可用于基因精细定位研究。     

我国蔬菜作物基因组研究与分子育种

我国是世界蔬菜生产大国,也是蔬菜种子销量大国,蔬菜的育种与推广非常重要。分析了我国蔬菜育种的优势和面临的挑战,综述了蔬菜基因组学和分子育种方面的研究进展,对“十二五”期间蔬菜研究的发展进行了展望。     

马铃薯栽培品种‘合作88’细菌人工染色体文库的构建与评价

以四倍体马铃薯栽培品种‘合作88’培养12 ~ 15 d苗龄的幼嫩叶片为试材,提取高分子量基因组DNA,利用限制性内切酶HindⅢ部分酶切后回收100 ~ 300 kb片段,连接到载体CopyControlTM pCC1BACTM的HindⅢ位点上,构建了细菌人工染色体（BAC）文库。该文库约由850 000个克隆组成,空载率约2.08%,保存在1 700个混合池中,克隆插入片段平均大小约为90 kb,覆盖单倍型马铃薯基因组约85倍。随机挑取6个BAC克隆连续培养5 d,提取DNA进行HindⅢ完全酶切检测,确认不同培养时间的BAC克隆的指纹图谱完全一致,表明文库较好的稳定性。BAC文库的构建为马铃薯重要农艺性状基因克隆、基因组测序以及比较基因组研究等奠定了基础。     

蔬菜和马铃薯转基因现状和前景

转基因技术能定向改良现有优良品种,将在新品种选育中发挥巨大的作用。本文主要介绍蔬菜和马铃薯转基因的国内外研究进展及产业化情况,总结国内工作基础,探讨未来发展趋势,并对我国研究的重点提出建议。     

马铃薯抗晚疫病主效基因R10的RGA-CAPS标记的开发

马铃薯晚疫病抗性基因R10,属于马铃薯抗晚疫病主效位点MLB单倍型之一,该位点已知的各单倍型基因均具有保守结构域,属于同一个R3a基因家族。将R3a基因和源于MLB位点的R3a基因的同源序列进行比对,根据它们高度保守的区域设计引物,以马铃薯晚疫病鉴别寄主MaR10（含抗晚疫病基因R10）、四倍体马铃薯栽培种Katahdin（不含已知抗病基因）及其杂交一代为试材,得到R3a的抗病基因同源序列,再结合限制性内切酶筛选,开发出与马铃薯抗晚疫病主效基因R10连锁的两个RGA-CAPS标记：RGA-600和RGA-1000,这两个标记距离R10基因0.25cM。     

马铃薯抗晚疫病基因R3a、R1和RB在番茄中的表达

 晚疫病由疫霉菌( Phytophthora infestans) 引起, 主要侵染番茄和马铃薯等茄科作物, 造成巨大的经济损失。马铃薯已有5个抗晚疫病基因被克隆。为了研究已克隆的马铃薯抗晚疫病基因是否在番茄中起作用, 将马铃薯的抗晚疫病基因R3a、R1和RB 通过农杆菌介导法分别导入番茄品种Moneymaker中。筛选得到的再生植株经PCR检测结果表明, 目的基因已整合入番茄基因组; 转基因番茄离体叶片接种验证结果表明, 接种马铃薯晚疫病菌株8914829 (即小种0) , 转基因番茄产生了抗病的过敏反应(HR反应) 。为了验证转基因番茄是否对番茄晚疫病菌株产生抗性, 用番茄晚疫病的主流小种和强致病力菌株共5个菌株接种转基因番茄植株, 结果表明转R3a和R1 基因的番茄对部分番茄晚疫病菌株能够产生抗性, RB转基因植株叶片对5个番茄晚疫病菌株均产生抗性。该研究为番茄抗晚疫病的基因工程育种开辟了新的途径。