番茄microRNA调控生长发育及逆境响应的研究进展

【目的】 回顾与总结番茄MicroRNA(miRNA)调控其生长发育及逆境响应的研究现状及进展,为番茄育种的应用提供理论和科学依据。【方法】 查阅国内外相关文献,汇总并对比分析文献数据。【结果】 miRNA是一类广泛存在于植物体内,位于基因组非编码区长约21～25个核苷酸的内源性非编码小分子RNA。其通过定向降解靶基因mRNA和抑制其翻译,对靶基因表达在转录后水平起调控作用。高通量测序的出现有助于植物miRNAs的数量呈指数增长,使得miRNAs相关数据库种类及数据量日渐丰富。番茄诸多生物学过程都受到miRNA的调控,包括植株形态、器官发育、生长发育以及响应干旱、盐、温度和生物胁迫等方面。【结论】 miRNAs在番茄生长发育和胁迫应答等方面起重要作用,围绕miRNAs及其靶基因对番茄的调控机制,定向改变番茄果实品质及生长周期。     

272份辣椒资源的农艺性状分析

目的 研究适宜区域种质资源群体,筛选出优良表现的核心种质资源,为辣椒品种改良创新提供理论依据。方法 对收集的272份辣椒种质资源材料进行遗传多样性、相关性、通径、主成分和聚类分析。结果 22个质量性状的分布频率不同,其变异系数在12.3%~79.78%,遗传多样性指数在0.8~2.4,其中果形分布类型最大,遗传多样性指数也最高。数量形状的变异系数平均值为47.59%,与果实相关性状的变异系数最大,均超过了50%。株高、株幅、首花节位数、商品果横径、胎座大小、果肉厚、单果重、单株果数、单株产量和种子重均与总产量极显著相关。单株产量、商品果纵径、胎座大小、总果数、单株果数、心室数与总产量存在显著的线性关系Y=0.202+0.042X₁₀+0.340X₁₃-0.175X₁₅+0.002X₁₇-0.01X₁₈+4.09X₁₉(R ²=0.941,F=6.449,P=0.001)。筛选出单株果数、单产、果重、商品果横径、叶片长宽、果肉厚、胎座大小、种子百粒重、侧枝数与总产量显著相关(P<0.05)。在欧式距离为7.5处,可将这272份辣椒种资分为6类。 结论 变异系数越高,遗传稳定性越低,且植株单株果数、单株产量、单果重、果实横径、胎座大小、种子重是与辣椒总产量直接相关的重要农艺性状。     

加工番茄下胚轴再生体系的建立

[目的]建立加工番茄模式品种M82的再生体系,为加工番茄M82的遗传转化奠定基础.[方法]研究不同灭菌剂对加工番茄表皮灭菌效果,及运用正交组合设计不同浓度的激素配比,研究不同浓度的激素对加工番茄愈伤组织诱导和不定芽诱导的影响.[结果]加工番茄种皮灭菌,以15;次氯酸钠(NaClO)+吐温-20 30 min对加工番茄M82种皮的灭菌效果最佳;愈伤组织诱导,以MS B5 +3 mg/L6-BA+0.25 mg/LNAA诱导出的愈伤组织平均直径最大;不定芽诱导,以MS B5+0.5 mg/L ZT+0.2 mg/L IAA中诱导的愈伤组织平均出芽数最多.[结论]获得了加工番茄M82的再生体系,并得出细胞分裂素ZT对于加工番茄不定芽的诱导具有较好的效果.     

不同番茄品种对番茄黄化曲叶病毒病抗病性分析与筛选研究

[目的]通过不同番茄品种设施栽培下抗番茄黄化曲叶病毒病(Tomato Yellow Leaf Curl Virus,TY)抗病性、植株生物学、果实品质和产量的分析与筛选,为南疆地区适宜的秋延茬番茄品种选择提供一定的参考依据.[方法]于2013年在喀什地区,对引进的国内外抗TY番茄品种进行番茄黄化曲叶病毒病发生情况的调查和取样鉴定.同时,对植物和果实的其它生物学性状也进行比较研究.[结果]在抗病性方面,供试的12个番茄品种中除了欧亚多、迪欧和天马54外,其他品种均对TY有很高的的抗性;产量方面,参试的品种产量最高的是班特11 018.0 kg/667 m2,其次为奥力奥10 816.4 kg/667 m2;在品质方面,VC含量最高的品种是抗TY番茄、班特、奥力奥,欧亚多和抗TY番茄含糖量最高;生物学方面,长势较好的品种有抗TY番茄、奥力奥、班特和新达利.[结论]抗病品种大卫、班特虽然抗性好、产量高,但果肉带黄色,品质较差;欧诺虽然抗性最好、产量高,但灰霉病、脐腐病很严重,果实大小不均;欧瑞斯、奥力奥、新达利为综合性状好的推广品种.     

加工番茄CAPS遗传标记反应体系的优化

[目的]以加工番茄M82、IL7 1-5为材料,研究加工番茄CAPS分析中PCR反应体系的主要成分对CAPS扩增结果的影响.[方法]以公开发表并检验稳定的CAPS标记c2_at5g20180为引物,PCR反应采用25 μL反应体积,含模板DNA 100 ng,2.5 UTaq DNA聚合酶,1.5 mmol/L MgCl2,0.2 mmool/L dNTPs,0.15μmmol/L引物.在保持其它因素一致的条件下,通过5个梯度,变化单一因子,筛选最优参数.反应程序为:94℃预变性3 min;94℃变性40 s,55℃退火40 s,72℃延伸90 s,共37个循环,最后72℃延伸10 min,4℃保存产物.[结果]通过体系优化,成功扩增出清晰稳定的PCR产物.[结论]在总体积为25 μL的PCR反应中,含50 ng模板DNA,0.75 UTaq DNA聚合酶,Mg2+终浓度为1.5 mmol/L,dNTP浓度为0.16 mmol/L,引物浓度为0.2 μmol/L时效果最好.     

番茄雄性不育基因的克隆及序列分析

[目的]克隆番茄雄性不育基因,明确番茄雄性不育基因的突变信息.[方法]以番茄雄性不育系材料为试材,通过同源克隆的方法,将4个雄性不育的候选基因进行克隆.[结果]有3个候选基因在雄性不育系与可育系之间发生了突变,第一个突变基因Solycg001的序列全长为2473 bp,只在925 bp处发生了一个单位点突变,由G颠换为A;第二个基因Solycg 002的序列全场为4 288 bp,有3个位点发生了单位点突变,分别为1 194处C颠换为A、1 211处A颠换为G、1 529处T颠换为C;第三个突变基因Solycg 003的序列全长为3479 bp,有4个位点发生了单位点突变,分别为849 bp处T颠换为C、1 855处C颠换为A、1 877处插入了一个C和2 123处A颠换为G.通过生物信息学分析发现第一个基因Solycg001是一个剪切体蛋白基因;第二个基因Solycg002是一个淀粉与蔗糖代谢通路中的酶;第三个基因Solycg003是一个核糖体基因.[结论]根据前人研究的进展,植物的雄性不育是由于淀粉及可溶性糖的代谢异常引起的,初步判断第二个基因Solycg002为不育目标基因.     

温室番茄源库协调下冠层光分布特征及群体光合生产的研究

[目的]研究番茄源库协调下冠层叶面积分布、叶倾角、光透过系数等指标的变化,探讨叶片空间配置对冠层结构的影响及与群体光合生产,为温室番茄“矮、密、早”高产栽培提供理论支持.[方法]通过源库协调整枝,系统测定源库协调期叶面积指数、叶倾角、光透过系数等指标的空间分布,结合冠层群体光合速率的变化及光合生产与分配.分析温室番茄源库协调下冠层光分布特征及群体光合生产.[结果]源库协调下,从第2穗花序下换头冠层叶面积指数(LAI)在上层叶、中层叶均在2以上,叶面积指数分布比例高,平均叶簇倾斜角表现为:下层叶＞上层叶＞中层叶＞发育叶,下部茎叶夹角相对较大,群体直射辐射和散射辐射透过系数较小,番茄冠层群体辐射透过系数一直处于较适宜的范围,在0°～360°内叶分布较为均匀,消光系数从下层叶至表层叶逐渐减小,表层叶位没有“午休”现象,上层叶表现出轻微午休特性,中、下部叶位光合速率明显高于对照(CK);植株鲜物质分配到根和果实中的比例分别比对照(CK)高19.2;、8.2;,干物质主要分配到果实,其干重分配比例比对照(CK)果实中高18.6;,群体光合在根和果实中生产,在果实中累积较多,有利于经济产量的形成.[结论]从第2穗花序下换头群体叶面积配置光分布较均匀,源库协调下冠层中部有较好的透光性,冠层底部漏光损失较小,整个冠层仍维持了较高的群体光合速率.促进了光合物质积累,冠层各层次的叶源与光分布的比例吻合程度高,保证了光能的有效利用,温室番茄冠层光合生产效率的继续提高主要依赖于冠层光照条件的改善,可通过整枝技术的改良来实现.     

21种植物八氢番茄红素合成酶的生物信息学分析

[目的]对番茄等21种植物的八氢番茄红素合成酶(phytoene synthase,PSY)进行生物信息学分析,为研究植物八氢番茄红素合成酶的结构与功能分析奠定基础.[方法]采用Blast、ProtParam和SignalP等生物信息学软件,对番茄、拟南芥、辣椒和胡萝卜等21种植物PSY的理化性质、蛋白结构和系统发生树等进行分析.[结果]21种植物PSY氨基酸不存在信号肽,不具有跨膜结构,推测PSY可能定位于细胞质叶绿体中发挥功能,二级结构由α螺旋、无规则卷曲和延伸链等结构元件组成.[结论]PSY蛋白为较不稳定亲水性蛋白,亚细胞定位于叶绿体上.不经过跨膜转运,而是直接在细胞质基质中形成.     

不同辣椒品种果实发育过程中DNA甲基化的MSAP分析

【目的】分析辣椒GB14和GB38果实发育过程中酶切位点的甲基化,为在分子水平上研究辣椒红素调控规律、在辣椒遗传育种中奠定理论基础。【方法】对辣椒果实发育成熟过程中的DNA甲基化修饰进行分析。【结果】DNA半甲基化条带比率与全甲基化条带比率均随着籽粒的生长发育而逐渐升高,两种辣椒果实绿熟期和红熟期基因组总体甲基化比例分别为36.51%、36.38%、35.57%和35.45%。对甲基化表现呈多态性变化的8个片段回收、测序分析表明,DNA甲基化发生的位点既存在于基因组的编码区,也存在于非编码区。【结论】在辣椒果实发育过程中,DNA甲基化修饰发生了巨大的变化;CCGG位点的半甲基化水平与辣椒红素积累呈正比。     

加工番茄引种试验的灰色关联度分析

根据引自日本加工番茄和新疆主栽加工番茄品种的试验数据,运用灰色关联度分析方法,对其主要性状与理想品种性状之间的密切程度进行综合分析,结果表明在供试的21个品种中,与理想品种性状的关联度次序依次为:NDM2265＞NDM969＞NDM5582＞NDM5577＞NDM5585＞NDM5584＞NDM1224＞NDM5563＞NDM3374＞NDM5564＞NDM843＞NDM5566＞NDM4461＞NDM633N＞新番4号＞德番99＞NDM3379＞NDM0092＞NDM970＞NDM5571＞里格尔(87-5,下同).即NDM2265、NDM969表现最好,适应在新疆种植,而主栽品种里格尔表现最差,其它品种性状居中,此结果与各品种实际表现基本一致.