快速鉴定瓜类疫病抗性方法的建立及黄瓜种质资源鉴定

【目的】为方便研究瓜类疫病,快速筛选抗疫病的瓜类材料,建立快速安全有效的瓜类疫病抗性鉴定体系。【方法】通过灌根、喷雾、浸根、菌块离体接种等4种接种方法对黄瓜抗病材料和感病材料幼苗进行接种,通过比较发病率、发病时间及操作程序等确定最简便有效的鉴定方法。【结果】4种接种方法均能鉴定黄瓜疫病抗感情况,但是鉴定效果差异显著。浸根法、喷雾法、灌根法接种合适浓度均为10~2个孢子/mL,操作复杂,接种效率低。菌块离体接种方法利用2 mm直径菌块直接接种于离体子叶背面,放置于有润湿滤纸的培养皿中,保湿24 h即可观察表型,通过计算病斑大小快速鉴定瓜类材料的抗性;利用该方法对40份不同抗性的黄瓜材料进行鉴定,发现栽培黄瓜抗疫病材料极少,只有PE40、PE119、PE120、PE185等4份材料具有抗性,90%的材料均为感病或高感。【结论】菌块子叶离体接种法是瓜类疫病鉴定的快捷有效方法,该方法无需诱孢,能够一次性鉴定数百份材料,且能够保存感病材料或中间材料,大大提高鉴定效率,为瓜类疫病抗性育种奠定基础。     

漆蜡复配涂膜保鲜剂的制备及抗菌、保鲜作用研究

在12%的漂白紫胶溶液中加入精制漆蜡乳液制备漆蜡复配涂膜保鲜剂,测试了其抑菌性能,并用于柑桔的涂膜保鲜。通过考察复配涂膜保鲜剂的稳定性,得到漆蜡复配涂膜保鲜剂的主要制备条件为:紫胶12%,漆蜡加入量1%~3%,搅拌速度900 r/min,分散时间15 min。抑菌性能测试结果表明:当复配液中漆蜡加入量为2%时,复配涂膜液对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌和表皮葡萄球菌的抑菌性能最佳,抑菌率分别为24.3%、26.5%和25.2%,且较单一紫胶溶液抑菌率(17.3%、16.3%和15.5%)分别提高了40.5%、62.6%和62.6%。该复配保鲜剂对柑橘具有明显的保鲜效果,有效地延长了果实的贮藏保鲜期,经复配涂膜保鲜剂处理的柑橘室温储藏20天,其腐烂指数仅1.0%,储藏60天后,其腐烂指数为10.0%,较空白对照组(38.4%)和紫胶涂膜处理组(18.6%)分别降低了28.4和8.6个百分点,差异极显著(P<0.01)。     

西瓜果实表皮蜡粉的化学成分与基因定位

【目的】蜡粉是植物抵御外界胁迫的第一层保护性屏障,对西瓜果实表皮蜡粉的结构、化学成分、遗传规律进行研究,并预测控制该性状的基因,以便全面了解性状的生理生化作用,发掘候选基因。【方法】试验选用无蜡粉的西瓜自交系‘美佳选黑’（P₁）和有蜡粉的西瓜自交系‘FH’（P₂）为双亲配制杂交组合,构建六世代群体（P₁、P₂、F₁、F₂、BC₁P₁、BC₁P₂）,利用扫描电子显微镜（SEM）对双亲成熟期果实表皮结构进行观察,通过气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）对蜡粉的化学成分进行测定,以峰面积为指标,定量计算蜡粉化学成分的含量,采用BSA-seq对西瓜表皮蜡粉进行基因初定位,应用BLAST软件将定位区间内的编码基因与多个数据库比对完成基因信息注释,并通过详细的基因注释信息及突变位点分析,快速筛选候选基因。【结果】西瓜果实表皮蜡粉为灰白色,呈致密的板状结构,长度约为5 μm;无蜡粉材料表皮较为光滑,无蜡粉层附着。GC-MS分析显示,蜡粉中共检测到24种脂肪族化学成分,分别属于烃类、醇类、酯类、酸类、酚类和醛类。包括烃类物质10种,含量占表皮蜡粉有效化学提取物总含量的77.72%,链长变化范围为C17—36,主要为C27、C28、C29、C32、C33、C34、C36的饱和正链烷烃;醇类物质5种,占12.60%;酯类物质5种,占0.43%;酸类物质2种,占0.53%;酚类1种,占0.80%;醛类1种,占3.99%;含量最高的5种化学成分依次为：正三十四烷、正二十九烷、1,30-三十烷二醇、正三十三烷、正二十八烷。在后代群体中,F₁、BC₁P₂群体西瓜果实表皮全部有蜡粉,F₂群体有蜡粉和无蜡粉西瓜果实的分离比符合3﹕1的孟德尔分离比例,BC₁P₁回交群体有蜡粉和无蜡粉分离比符合1﹕1的理论比,说明蜡粉的有无符合单基因显性遗传模式,有蜡粉对无蜡粉为显性。对BSA-seq数据进行SNP和InDel关联分析,关联结果取交集得到1号染色体3.16—4.84 Mb的候选区域,该区域共含有144个基因。数据库比对结果显示,在关联区域中,共138个基因有功能注释,包括10个非同义突变,1个移码突变。结合已有文献报道,其中5个非同义突变基因可能与西瓜表皮蜡粉的生成有关：Cla002367为烯酰ACP-还原酶（ECR）类基因,该类基因是特长链脂肪酸合成所必须;Cla011514、Cla002337和Cla002342为细胞色素P450（CYP）家族基因,该家族部分编码蛋白能够通过烃基羟化等反应催化脂肪族化合物的生成;Cla002353的基因注释信息为ABC转运体,ABC转运体与蜡质分子的转运息息相关。【结论】西瓜果实表皮蜡粉为板状结构,主要由特长链脂肪酸衍生成的脂肪族化合物组成。该性状是单基因遗传,有蜡粉为显性性状。BSA关联分析得到1号染色体1.68 Mb的关联区域,并预测关联区域中Cla002367、Cla011514、Cla002337、Cla002342、Cla002353这5个非同义突变基因为调控西瓜果实表皮蜡粉性状的候选基因。     

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。     

提取方法对库尔勒香梨果实表皮蜡质提取效果的影响

以库尔勒香梨为试材，三氯甲烷和正己烷为提取剂，采用常温法、加热法和常温加热组合法提取香梨果实表皮蜡质，探讨香梨果皮蜡质的提取方法，为研究香梨果皮蜡质结构及成分提供基础。结果表明：以三氯甲烷为提取剂的效果明显优于正己烷，采取常温结合加热法提取表皮蜡质的含量最高，常温法提取的蜡质含量最低。扫描电镜观察结果表明：采用常温加热结合法，以三氯甲烷作溶剂可充分提取香梨表皮蜡质，而正己烷提取果实表皮呈不明显网状结构，仍有晶体残留；采用加热法，以三氯甲烷提取香梨果实表皮蜡质后，表皮蜡质有小部分残留，而正己烷提取后残留晶体较三氯甲烷提取后多，有不规则的小粒状晶体残存；用常温法则两种溶剂均不能将香梨表皮蜡质提取干净。综合提取蜡质含量和扫描电镜分析的结果得出，以三氯甲烷为溶剂、采用常温加热结合法是有效且易行的提取库尔勒香梨表皮蜡质的方法。     

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。     

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。     

早熟丰产苦瓜长丰3号的选育

长丰3号苦瓜是汕头市白沙蔬菜原种研究所用C99-01A作母本、C01-03B作父本配制而成的杂交一代组合。果实长圆锥形,瓜长25～30cm,横径6～8cm,皮绿色,单瓜质量300～600g。中抗白粉病、枯萎病,耐热、耐寒、耐涝性强,适应性广。早熟,播种至初收春季为75天,夏秋直播后52天始收,每667m2产量3000～4000kg。     

不同抗旱性棉花品种蜡质含量与水分利用效率的关系

【目的】在新疆自然生态条件下,研究不同抗旱性棉花品种蜡质含量变化及与水分利用效率(WUE)的关系。【方法】以抗旱性不同的棉花品种新陆早22号(抗旱性强)和新陆早17号(抗旱性弱)为试材,采用膜下滴灌技术设置正常灌溉和干旱处理,测定分析棉花产量形成期叶片蜡质含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、相对含水量(RWC)及籽棉产量。【结果】与正常灌溉相比,干旱处理显著降低了棉花籽棉产量,但盛花至吐絮期叶片蜡质含量提高10.84%、叶片WUE则增加23.96%。不同品种对水分处理响应不同,正常灌溉下新陆早22号与新陆早17号的棉花籽棉产量、RWC、WUE和叶片蜡质含量均无明显差异,干旱条件下新陆早22号的籽棉产量、叶片蜡质、RWC和WUE分别比新陆早17号高41.38%、14.27%、13.1%和3.84%;。相关分析表明,棉花叶片表皮蜡质含量与Tr、Pn呈显著负相关关系,且Tr的负相关系数高于Pn;与RWC呈显著正相关关系。【结论】抗旱性强棉花品种主要通过增加盛花至吐絮期内叶片蜡质含量,降低叶片蒸腾耗水,提高WUE及籽棉产量。     

基于SLAF-seq技术的苦瓜白粉病SNP分子标记开发

以高抗白粉病苦瓜MC18和高感白粉病MC105杂交构建遗传分离群体,利用SLAF-seq技术进行深度测序,开发与抗白粉病性状紧密关联的SNP分子标记。结果表明:测序共获得各样品的有效reads为10.48 Mb,获得高质量的SLAF标签91 856个,其中多态性SLAF标签5 502个,多态性比例为5.99%。通过对多态性SLAF标签进行关联分析,筛选出与苦瓜白粉病抗病性状紧密关联的SNP位点共29个。根据关联分析结果 ,通过四引物扩增受阻突变体系PCR技术进行SNP位点多态性的验证,其中Marker4542、Marker11188分子标记特异性强、灵敏度高、稳定性好,建立一套简便快捷的苦瓜SNP分型方法。该方法可对苦瓜育种材料进行分子标记辅助选择,以进一步提高苦瓜抗病育种效率。