黄瓜雌性性状的遗传分析

 【目的】分析黄瓜雌性遗传效应,为黄瓜雌性系和新品种选育提供理论依据。【方法】以雌性系（D0401、D0420）、强雄性系（D06103、D0819）、普通的雌雄异花同株（HL-3）黄瓜为试材,按照Griffing 双列杂交试验方法Ⅳ1/2P(P-1)配制杂交组合,同时选取其中一个组合（D0420×D06103）构建6世代群体P1、P2、F1、F2、B1、B2,调查统计单株25节内的雌花节率,采用数量性状A-D遗传模型,分析不同季节（春季、秋季）黄瓜雌性遗传规律。【结果】黄瓜的雌性遗传符合A-D遗传模型。加性方差、显性与环境互作方差占总变异的比率分别为51.05%、19.66%,显性和加性与环境互作效应均为0;狭义遗传力、广义遗传力均为51.05%;环境互作狭义遗传力为0,环境互作广义遗传力为19.65%。【结论】黄瓜全雌性是多基因控制的数量性状;雌花节率主要是由基因加性效应所控制,常规杂交育种早期世代选择有效;环境（季节）对雌花节率影响较大。     

黄瓜S-腺苷-L-高半胱氨酸水解酶全长DNA的克隆及表达分析

【目的】克隆黄瓜S-腺苷-L-高半胱氨酸水解酶基因的cDNA,并进行生物信息学和表达分析,为研究该基因的功能奠定基础。【方法】通过对乙烯利诱导黄瓜茎尖SSH文库的筛选,采用RT-PCR 和电子克隆技术,获得黄瓜CsSAHH基因的cDNA全长序列(NCBI编号：HQ444960, CsSAHH)。运用半定量RT-PCR,分析CsSAHH基因在乙烯利诱导后的茎尖和雌雄花不同部位的表达。通过生物信息学方法预测CsSAHH基因的蛋白结构。【结果】黄瓜CsSAHH基因的cDNA全长1 545 bp,编码485个氨基酸,其理论上的等电点pI＝5.66,分子量MW＝53.1 kD。CsSAHH基因在黄瓜茎尖受乙烯利诱导增强表达,在黄瓜雄花中的雄蕊表达较弱。CsSAHH理化性质表明,该蛋白无明显的信号肽;蛋白二级结构主要由loop 环和α螺旋构成,含少量的β折叠,预测发现该蛋白分别在85-99 氨基酸残基和262-279氨基酸残基处各有1个S-腺苷-L-高半胱氨酸水解酶活性功能区。CsSAHH基因氨基酸序列与苜蓿的同源性为63%,与水稻、玉米、拟南芥等作物同源性较低。【结论】成功克隆黄瓜CsSAHH基因cDNA序列,在85-99 氨基酸残基和262-279氨基酸残基处各有1个S-腺苷-L-高半胱氨酸水解酶活性功能区。该基因在茎尖受乙烯利诱导增强表达,在雄蕊中表达较弱。在未处理的雌雄花芽发育不同阶段,雌花芽中表达强于幼果和雄花芽。     

黄瓜生长素反应因子(ARF)家族鉴定及表达特异性分析

【目的】鉴定黄瓜生长素反应因子（ARF）,预测small RNAs并验证ARF与small RNAs和生长素的关系;分析ARF在种子萌发过程中的表达模式,推断ARF在黄瓜单性结实和种子萌发过程中是否起到关键作用。【方法】利用拟南芥和水稻ARF蛋白质序列检索黄瓜基因组数据库,对检索到的黄瓜ARF家族进行结构分析和small RNAs预测;将预测到的gma-MIR160o precursur构建到pCAMBIA2301植物表达载体上,利用农杆菌介导法将其导入到单性结实黄瓜品种中,并对PCR检测为阳性的转基因植株进行RT-PCR验证;利用real-time RT-PCR方法分析ARF家族成员在生长素诱导后、开花时期及种子萌发阶段的表达模式。【结果】通过与拟南芥和水稻ARF蛋白序列的比对,共得到18个黄瓜ARF蛋白质序列。将其连同拟南芥和水稻的ARF蛋白质序列共分为4大类。从结构上看,外显子数目2-18不等,但同一类之间基因结构较为相似。进化树分析显示,18个基因之间的相似性不高;18个黄瓜ARF基因均有相对应的small RNA。其中, Csa010564、Csa011935、Csa015176、Csa020560和Csa022361可能都是miR160的靶基因。转基因试验进一步说明Csa010564、Csa011935和Csa015176在表达量上出现下降趋势,而Csa020560和Csa022361的表达量与对照相比略有上升,说明Csa010564、Csa011935和Csa015176是miR160的靶基因;在生长素诱导表达的试验中,Csa007296、Csa011935和Csa015176在根、茎和叶中的表达量均高于对照,说明ARF的表达受IAA的正调控;同时,以上3个基因在叶片和雌花花冠中的表达量均是开花第2 d低于开花当天,而在子房中的表达量确是第2天高于开花当天,尤其是Csa011935和Csa015176上调显著,说明ARF在子房发育过程中起到至关重要的作用;ARF在种子萌发过程中的表达分析显示：大部分基因在吸涨后12 h和48 h处于表达最高峰。【结论】ARF受生长素和相应的small RNAs调控。在黄瓜单性结实和种子萌发过程中,ARF可能起到了关键性作用。     

不同因素对黄瓜丙醇二酸含量的影响

为选育出黄瓜高丙醇二酸专用品种,有必要对于丙醇二酸含量的影响因素进行研究。以丙醇二酸含量不同的3个黄瓜品种为试验材料,采用L9(34)正交试验设计,分析不同品种、植株的不同取样部位、不同的氮素水平和不同生理时期4种因素对黄瓜丙醇二酸含量的影响。结果表明：黄瓜除了果实中含有丙醇二酸外其茎叶中也含有丙醇二酸并且其含量低于果实。在氮元素处于正常浓度水平时,丙醇二酸的含量高于低浓度和高浓度。另外,盛果期时的含量略高于抽蔓期和结果初期。最终试验筛选出的丙醇二酸含量最高的因素组合为：黄瓜品种为‘C11-35’,取样部位为嫩果实,氮元素浓度0.014 mol/L,生理时期为盛果期。     

转基因技术在黄瓜性状改良中的应用及战略思考

20世纪90年代,开始应用基因工程技术培育黄瓜新品种,在一定程度上打破了生物间的生殖隔离,使黄瓜育种更具有目的性和针对性,同时还解决了黄瓜传统育种过程中周期较长、种质资源狭窄及有益性状资源匮乏等难题。本文综述了黄瓜转基因研究所取得的进展,如改善了黄瓜的抗病性、抗虫害、抗逆性、品质、抗除草剂、单性结实和产量等;讨论了转基因黄瓜巨大的商业化潜力;指出近期黄瓜转基因的目标,以及在今后黄瓜转基因工作过程中应注意评估转基因黄瓜的生物安全和商业化过程中存在的其他问题,并对转基因黄瓜的食品和生物安全战略进行了探讨。     

低农药残留量的黄瓜种质资源筛选

以28份黄瓜品种为试材,用目前生产上常用的溴氰菊酯、霜霉威和腈菌唑3种农药进行喷施处理,统一取样。利用气相色谱法分析检测各品种黄瓜果实中3种农药的残留量,筛选出低溴氰菊酯、低霜霉威和低腈菌唑残留量的黄瓜种质资源各3、8和6份。     

挂蔓黄瓜果实成熟衰老鉴定指标的筛选

以2个衰老表现型不同的黄瓜品种为试材,在挂蔓黄瓜果实成熟衰老过程中,测定果实叶绿素、丙二醛(MDA)、可溶性蛋白质、谷氨酰胺合成酶含量(GS)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、脂氧合酶(LOX)活性、呼吸强度和组织相对电导率等9项与成熟衰老相关的生理指标,对这9个指标进行了主成分分析和灰色关联度分析。结果表明,叶绿素、可溶性蛋白质含量、SOD、LOX酶活性4项指标与挂蔓黄瓜果实成熟衰老有显著相关,可作为挂蔓黄瓜果实成熟衰老期鉴定指标。     

黄瓜种质资源对霜霉病和白粉病的抗病性鉴定

采用苗期人工接种,对东北农业大学黄瓜育种研究室保存的51份育种材料进行了霜霉病和白粉病的抗病性鉴定。结果表明,供试材料中没有免疫材料,筛选出高抗和抗病的649、D0463、129三份材料;白粉病抗病性鉴定筛选出D0118、9320-2、D0115、9302-1-1、C04-01、D0410、L18-10-2等13份抗病材料;同时抗两种病害的有:9302-1、649、D0622、D0401、D0115、D0425-1、东农802、东农803、1058-1、D0202-2等10份材料。     

中国现行推广黄瓜品种及种质资源对枯萎病的抗病性评价

采用室内苗期人工接种鉴定方法,对中国现行推广的204份黄瓜品种和54份国内外引进的种质资源进行了枯萎病的人工接种鉴定。204份黄瓜栽培品种中,豫艺春优、绿剑金春、吉杂十八等18个品种对枯萎病表现为高抗,占鉴定品种总数的8.8%;56个品种表现为抗病,55个品种中抗;48个品种表现为感病,27个品种高感。从54份种质资源中筛选出1份高抗枯萎病材料D0327,且该材料能够对枯萎病免疫。     

黄瓜霜霉菌ITS区序列分析反应体系的构建及优化

文章以黄瓜霜霉菌为材料,采用改良的CTAB方法提取基因组DNA,研究了黄瓜霜霉菌ITS区序列分析中PCR反应体系的各主要成分对检测结果的影响,确立了适宜的退火温度和反应体系。优化后的反应体系(25μL)为:采用引物ITS1/ITS4各40 ng,60 ng DNA模板,2.5 mmol·L-1 Mg2+2.0μL,2.5 mmol·L-1 dNTP 1.5μL,Taq酶1 U。优化的PCR扩增程序为:94℃预变性3 min,94℃50 s,52.2℃40 s,72℃1.5 min。在这一条件下运行35个循环;72℃延伸7 min。采用此反应体系和扩增程序,对采自黑龙江省不同地区的31份黄瓜霜霉菌基因组DNA进行PCR扩增,均可得到一条约为900 bp的条带。