冬瓜 WRKY 基因家族鉴定及表达分析

【目的】WRKY转录因子家族在植物生长发育、抵御胁迫等过程起着至关重要的作用。挖掘参与冬瓜（Benincasa hispida Cogn.）非生物胁迫的WRKY基因家族成员,探究其生物学功能。【方法】基于冬瓜基因组数据库鉴定冬瓜WRKY成员,利用生物信息学的方法系统分析其WRKY基因家族成员的蛋白理化性质、系统发育、保守基序、顺式作用元件,通过qPCR分析冬瓜WRKY的表达情况。【结果】冬瓜WRKY基因家族有57个成员,氨基酸数目在126～650之间,相对分子质量在13.92～71.68 kD之间;蛋白等电点在4.61～9.69之间。根据系统进化树将该家族分为3个类群,第二类群又分为5个亚组。冬瓜WRKY外显子有2～6个。染色体定位分析发现,有56个基因定位在12条染色体上,1个基因未定位在染色体上。保守基序分析显示,Motif 1和Motif 3存在于56个基因,且同一类群具有类似的保守基序结构。同时,冬瓜WRKY基因的启动子上均含有应激反应相关元件、激素响应元件。WRKY在冬瓜不同组织和果实发育时期特异表达。RT-PCR结果表明非生物胁迫和激素处理冬瓜可诱导部分WRKY基因的表达。...     

侵染广东连州葫芦的黄瓜绿斑驳花叶病毒的分子特征 及致病性分析

【目的】黄瓜绿斑驳花叶病毒(Cucumber green mottle mosaic virus,CGMMV)是侵染瓜类作物的主要病毒之一,对瓜类产业造成巨大的危害。本研究旨在探明侵染广东省连州市葫芦的CGMMV分离物(CGMMV-GDLZ)分子特征及其在系统进化中的地位,并测定其对黄瓜、葫芦和西瓜的致病性,为CGMMV的防控提供理论依据。【方法】从广东省连州市葫芦种植基地采集2个疑似CGMMV侵染的病样以及1个无症状样品,提取总RNA,根据CGMMV参考序列（GenBank登录号：KX883801）设计引物进行RT-PCR检测,引物序列为F：CCACGAGTTGTTTCCTAATGCTG/R：TTTGCTAGGCGTGATCGGATTGT,退火温度53℃,扩增长度890 bp。将CGMMV全长序列分为前后两段,前半段1—3 511 nt,扩增引物序列为F：AAGTTCATTTCATTTGGAGAGGGTTTTAATTTTTATAA TTAAACAAA/R：AGTTCTGCATTAATTGCTATTTGGTAGGCACAGTGGTAG;后半段3 301—6 423 nt,扩增引物序列为F：GTGCGTGCTACCCCGACTCCAATAGGTTTGATTGCCCGTG/R：GGTGGAGATGCCATGCCGACCCTGGGCCCCTACCCGGGGAAAGG。将前后两段PCR产物通过同源重组的方法克隆到pCB301双元载体上,测序得到CGMMV-GDLZ分离物全长序列。利用CGMMV-GDLZ分离物全长序列在NCBI中进行Blast分析,然后通过MEGA7软件对CGMMV-GDLZ以及其他已经报道的CGMMV分离物进行系统进化树分析。将构建好的pCB301-CGMMV侵染性克隆注射接种本生烟验证其侵染性,然后再注射接种黄瓜、葫芦和西瓜的子叶,测定CGMMV-GDLZ分离物的致病性。【结果】RT-PCR结果证实,广东省连州市葫芦病样感染了CGMMV。CGMMV-GDLZ分离物全长序列为6 423 nt,编码4个蛋白,分别为129K复制酶（61—3 495 nt）、186K复制相关蛋白（61—5 007 nt）、运动蛋白MP（4 994—5 788 nt）和外壳蛋白CP（5 763—6 248 nt）。CGMMV-GDLZ核苷酸序列与CGMMV-eWT分离物（GenBank登录号：KY753928）同源性最高,为99.97%。系统进化树分析结果显示,CGMMV-GDLZ分离物与日本、韩国等东亚CGMMV分离物同属Group 1,在遗传距离上与山东、浙江和河南的CGMMV分离物最接近。pCB301-CGMMV侵染性克隆可以系统侵染本生烟,造成本生烟上部叶片出现皱缩、斑驳、凸起等症状,RT-PCR和Western blot进一步确认了侵染性克隆的侵染性。注射接种CGMMV-GDLZ分离物后15 dpi,葫芦和西瓜即可产生斑驳、花叶、突起、生长迟缓等症状,24 dpi时症状更明显。而15 dpi时,CGMMV-GDLZ分离物在黄瓜上的症状不明显,与未接种对照植株几乎没有区别;将植株从控温接种室移入网室中,30 dpi时,黄瓜植株上部叶片开始出现斑驳和花叶,40 dpi时,症状已经非常明显。RT-PCR和Western blot检测进一步确认了上述结果。【结论】侵染广东省连州市葫芦的CGMMV-GDLZ分离物与山东、浙江和河南的CGMMV分离物很可能具有相同的传染源;CGMMV-GDLZ分离物可以侵染本生烟、黄瓜、葫芦和西瓜等作物,但对这些作物的致病性存在差异。     

瓠瓜(Lagenaria siceraria)白粉病抗性的全基因组关联分析

白粉病是瓜类作物重要病害之一。本研究采用苗期人工接种方法,研究了117份瓠瓜微核心种质对白粉病的抗性,并基于不同材料的病情指数和基因型数据,进行全基因组关联分析(genome-wide association analysis,GWAS)。利用2014年和2018年的抗病表型数据,分别鉴定到22个和13个与白粉病抗性相关的SNPs,其中2个SNPs位点在两年试验中同时被检测到。进一步研究发现不同瓠瓜材料的白粉病抗性与其携带有利等位变异数目成正相关。本研究为克隆瓠瓜抗白粉病相关基因、研究其抗病机制提供科学依据,促进了瓠瓜抗白粉病分子育种。     

冬瓜杂种种子纯度鉴定的SSR分析

种子纯度是种子质量的核心指标,目前冬瓜、节瓜杂种优势已被广泛地应用于生产。探索出一种快速、准确的冬瓜、节瓜品种纯度鉴定方法是确保种子质量的技术保证,也是品种纯度检测实现商业化的前提。本研究以‘绿优’冬瓜和‘梅花8号’节瓜及其各自亲本为试验材料,利用SSR分子标记技术对亲本及杂种之间的多态性进行分析。结果显示,从200对SSR引物中筛选出2对多态性引物scaffold4775和scaffold5674,用于‘绿优’冬瓜和‘梅花8号’节瓜杂种种子纯度的鉴定。其扩增片段电泳条带清晰可辨,杂交种中呈现双亲的互补带型,SSR标记表现出稳定的显性和共显性,能将‘绿优’冬瓜和‘梅花8号’节瓜与其父母本区分开来。分子检测平均纯度均为98%,田间纯度鉴定分别为98%和99%,结果基本一致,表明引物scaffold4775和scaffold5674可用于‘绿优’冬瓜和‘梅花8号’节瓜的纯度鉴定。SSR分子标记呈现出经济快速、准确等特点,在冬瓜、节瓜品种纯度鉴定上其应用前景十分广泛。     

南方根结线虫侵染对不同砧木嫁接冬瓜生长的影响

为了明确南方根结线虫对不同南瓜砧木嫁接冬瓜苗生长发育的影响,以期为冬瓜生产筛选抗根结线虫砧木品种,促进产业可持续发展。本文采用人工接种南方根结线虫,研究比较了‘海砧1号’、‘海砧2号’和‘银龙黄籽’3种南瓜砧木的冬瓜嫁接苗及冬瓜自根苗的抗性水平及植株生物量的差异。结果表明：不同南瓜砧木冬瓜嫁接苗和自根苗的病情指数、根结指数、卵粒指数和繁殖指数均随着生育期延长而不断升高,抗性水平发生不同程度变化;以‘海砧2号’为砧木的嫁接苗在全生育期均表现为抗病,以‘海砧1号’和‘银龙黄籽’为砧木的嫁接苗表现为高感,‘清远黑皮冬瓜’自根苗表现为感病。在茎叶鲜重和单果鲜重方面,生长中后期以‘海砧2号’为砧木的嫁接苗显著高于以‘海砧1号’和‘银龙黄籽’为砧木的嫁接苗以及‘清远黑皮冬瓜’自根苗,但与未接种的‘清远黑皮冬瓜’自根苗无显著差异。研究结果证实,南方根结线虫明显抑制了感病砧木冬瓜嫁接苗的生长和产量,对抗病砧木嫁接苗无明显影响。     

苦瓜种子大小和单粒质量的遗传分析

以苦瓜自交系K7-359(P_1)和K7-422(P_2)分别作为母本和父本,通过杂交获得F_1,F_1自交获得F_2群体,采用主基因+多基因混合遗传模型分析苦瓜种子长度、宽度和单粒质量的遗传规律。结果表明,苦瓜种子长度和单粒质量的遗传均符合加性-显性-上位性多基因遗传模型(C-0模型),多基因遗传率分别为84.91%和76.55%,说明对苦瓜种子长度和单粒质量的选择宜在高世代进行;苦瓜种子宽度的遗传符合1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因模型(D-0模型),主基因和多基因遗传率分别为79.30%和3.86%,主基因遗传效应主要以加性效应为主,说明对种子宽度的改良可以采用组合育种的策略,且适宜在早期世代进行选择。     

有棱丝瓜种植密度的研究

对有棱丝瓜品种雅绿二号春植进行6种种植密度的试验结果表明,种植密度对产量有明显的影响,以1 110株/667 m2的种植密度下产量、产值最高,栽培效果最好。     

苦瓜新品种比较试验

以本课题组选育的苦瓜新品种如玉171、1702、如玉162、1614、1613、如玉136、如玉119、如玉135、如玉146、如玉129为试验材料,以新翠为对照,开展苦瓜新品种比较试验,对苦瓜的长势、抗病性、产量等方面进行调查研究,筛选出高产优质且抗病性强的如玉162、如玉171与如玉119共3个苦瓜新品种,为苦瓜新品种的示范与推广提供技术支撑。     

绿皮苦瓜新品种冠春5号的选育

冠春5号是以高代自交系327作母本,以自交系186作父本配制而成的苦瓜一代杂种。植株生长势旺盛,早熟,从播种至始收82 d(天)。主侧蔓均可结果,主蔓第1雌花节位为第7~8节。瓜长棒形,瓜长25~35 cm,横径5~7 cm,肉厚0.9~1.0 cm,单瓜质量420 g左右。果表皮浅绿色,点状突起与短条状突起相间瘤状物,尾部钝,果肉脆,苦味淡。早春栽培一般每667 m~2产量约3 000 kg,田间对白粉病和疫病的抗性优于对照新农村油绿苦瓜。适宜四川、重庆等地种植。     

苦瓜主要经济性状的遗传及其与环境互作效应

 利用加性-显性与环境互作遗传模型, 分析了7个苦瓜亲本及其21个F1代在春、秋两个栽培 季节8个经济性状的数据, 估算了各项遗传方差分量。结果表明, 单株前期产量(单株前产) 、单瓜质量、果实纵径、果实横径、果肉厚和果形指数等6 个性状主要由加性效应控制, 加性方差的比率分别为45.2%、70.7%、89.4%、38.1%、41.2%和22.0% , 均达极显著水平; 单株产量和单株结果数则以加性×环境效应占优势(加性×环境方差的比率分别为24.5%和38.1% ) 。除单株结果数外, 其余性状的普通狭义遗传率和普通广义遗传率均达到极显著水平; 单株结果数的互作狭义和互作广义遗传率最高, 也达到了极显著水平。