普通丝瓜褐变度概率分级与总酚的回归分析

为运用概率分级和回归分析方法揭示普通丝瓜褐变度与总酚含量之间的相互关系,从而建立普通丝瓜基于褐变度正态分布的分级标准,研究测定38份普通丝瓜的褐变度和总酚含量。采用X-1.2818S、X-0.5246S、X+0.5246S和X+1.2818S 4个点将丝瓜褐变度概率分为5级,即极低(1级)、低(2级)、中(3级)、高(4级)、极高(5级),并将其与总酚含量进行线性回归分析。普通丝瓜果肉褐变度变化范围为2.17~9.60,平均值为6.211,变异系数为29.77%,经K-S正态性检验符合正态分布,建立褐变度和总酚含量的线性回归方程y=3.559x-2.837,两者之间存在显著的线性关系。普通丝瓜果肉褐变度与总酚含量呈显著正相关。     

丝瓜铜锌超氧化物歧化酶Cu/Zn-SOD基因家族的克隆与表达分析

【目的】克隆丝瓜铜/锌超氧化物歧化酶Cu/Zn-SOD基因家族,并分析其序列特征、表达情况及其在丝瓜褐变中的作用,为进一步揭示丝瓜褐变的发生机理提供科学依据,为丝瓜品种遗传改良奠定基础。【方法】通过转录组测序和RT-PCR方法获得丝瓜Cu/Zn-SOD基因家族的c DNA序列,采用生物信息学方法分析氨基酸序列,利用荧光定量PCR技术研究Cu/Zn-SOD基因家族在不同组织及褐变条件下的表达情况。采用氮蓝四唑(NBT)光还原法测定总超氧化物歧化酶(SOD)活性,采用福林-酚比色测定总酚含量。【结果】获得了3个丝瓜Cu/Zn-SOD基因家族c DNA序列,依次命名为Lc Cu/Zn-SOD1(Gen Bank登录号:KP178922)、Lc Cu/Zn-SOD2(Gen Bank登录号:KX092445)和Lc Cu/Zn-SOD3(Gen Bank登录号:KX092446)。Lc Cu/Zn-SOD1全长758 bp,包含一个456 bp的开放读码框(ORF),编码152个氨基酸;Lc Cu/Zn-SOD2全长799 bp,ORF为471 bp,编码157个氨基酸;Lc Cu/Zn-SOD3全长1 011 bp,ORF为663 bp,编码221个氨基酸;编码的蛋白与甜瓜、南瓜、黄瓜同源蛋白的相似性均在90%以上。生物信息学分析表明3个基因编码的酶蛋白均无信号肽,无跨膜结构域,为亲水性稳定蛋白,Wolf Psort预测其亚细胞定位于细胞质。Cu/Zn-SOD基因家族在根中的表达量最高,在花中表达量最低。在丝瓜采后储藏期间,Lc Cu/Zn-SOD1和Lc Cu/Zn-SOD3在丝瓜储藏初期表达量较采后当时(0 d)上调,后期表达量受到抑制;在丝瓜鲜切条件下,3个基因表达量在鲜切后较采后当时(0 h)总体呈下降趋势。相关性分析显示,在采后储藏和鲜切条件下,Lc Cu/Zn-SOD1表达量均与SOD酶活性呈极显著性正相关,Lc Cu/Zn-SOD3表达量均与SOD酶活性呈显著性正相关,SOD酶活性在鲜切条件下与总酚含量呈显著负相关,Lc Cu/Zn-SOD1和Lc Cu/Zn-SOD3在调控SOD酶活性方面起作重要作用,Lc Cu/Zn-SOD1和Lc Cu/Zn-SOD3的表达影响了SOD酶活性,并影响了丝瓜褐变进程。【结论】从丝瓜果肉中获得Cu/Zn-SOD基因家族的3个,其中Lc Cu/Zn-SOD1和Lc Cu/Zn-SOD3在普通丝瓜果肉褐变过程中可能发挥着重要作用。     

丝瓜种质资源主成分与聚类分析

对60份丝瓜种质资源的植株、果实等16个农艺性状进行主成分分析和聚类分析。结果表明,60份丝瓜种质资源变异系数范围在0~111%;多样性信息指数在0~2.037。各个材料之间的变异系数和多样性指数各不相同,但总体上60份丝瓜的变异程度和多样性较高。通过主成分分析,提取出5个农艺性状的指标。判断有棱丝瓜和普通丝瓜的因子、果肉因子、果形因子、熟性因子、外观品质因子。根据种质间遗传聚类丝瓜分为有棱丝瓜和普通丝瓜两大类。     

基于EST-SSR标记的MCID法鉴定冬瓜种质资源

种质资源鉴定是研究与利用冬瓜种质资源的基础。为了明确冬瓜种质资源遗传多样性,本研究基于表达序列标签-简单重复序列(EST-SSR)分子标记的人工绘制品种鉴别示意图(MCID)法鉴定40份冬瓜种质资源。利用筛选出的7对引物对冬瓜种质资源进行PCR扩增,应用MCID法构建冬瓜品种鉴定图。结果表明,利用7对引物扩增的特征性谱带能够将冬瓜品种在分子水平上区分开,同时能够构建40份冬瓜种质资源的品种鉴定图。利用Ntsys2.10e软件进行聚类分析,在遗传相似系数0.77处,将冬瓜资源分为3个类群。品种鉴定图能够快速地找到区分品种的引物,比聚类图更加直观。基于EST-SSR标记的MCID法是一种有效的冬瓜资源鉴定方法。本研究对冬瓜资源鉴定具有重要意义。     

冬瓜高通量转录组测序及分析

【目的】获得冬瓜转录组序列、遗传变异等信息,从中挖掘冬瓜基因数据及SSR分子标记,为冬瓜后续研究提供数据支撑。【方法】以冬瓜嫩叶为材料,利用Illumina HiSeq~(TM)2000技术对冬瓜进行转录组测序,构建数据库从中获得干净序列。经De novo拼接组装后,将获得的单基因簇(Unigene)数据在非冗余蛋白数据库(nonredundant protein database,Nr)、蛋白质序列数据库(Swiss Prot protein database,Swiss Prot)、基因本体论数据库(gene ontology,GO)、蛋白质真核同源数据库(eukaryotic orthologous groups,KOG)、东京基因与基金组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)、蛋白质家族域数据库(protein families database,Pfam)6个公共数据库中进行比对,最终得到冬瓜单基因簇注释信息。利用MISA软件对转录组单基因簇进行搜索,获得单基因簇中的SSR位点。【结果】从冬瓜嫩叶中得到62 021 032条高品质序列,组装后获得40 611条单基因簇,平均长度955 bp。将所有单基因簇在Nr和Swiss Prot数据库中进行比对,结果分别比对到27 474及19 573条单基因簇;在GO数据库中,所注释到的10 659条单基因簇分别匹配到生物功能、分子功能和细胞组分3个本体的47个功能组中;与KOG数据库进行注释比对,根据其功能将注释到的单基因簇划分为25类;KEGG数据库比对注释到10 799条冬瓜的单基因簇,可分为5个大类、19个亚类、125条代谢途径;在Pfam数据库中比对到17 990条单基因簇,分属于369个类群。SSR位点搜索发现,有5 086条单基因簇包含SSR序列,获得5 474个SSR位点。【结论】利用高通量测序获得大量冬瓜转录组信息,有助于从分子水平对冬瓜进行深入研究。     

丝瓜ISSR反应体系的优化

以丝瓜基因组DNA为模板,对ISSR反应中主要5个影响因素Mg~(2+)浓度、dNTP浓度、TaqDNA聚合酶浓度、引物浓度和DNA模板浓度,建立丝瓜ISSR-PCR反应的体系。根据实验确定的最佳反应体系为:25μL ISSR体系:50 ng DNA,0.2 mmol/L dNTP,1 U Taq酶,0.4μmol/L的单条引物,2.5μL 10×Buffer,2.0 mmol/L Mg~(2+)。在此基础上,对12个引物的退火温度进行优化。最终选用60份丝瓜品种对所确定的扩增体系及扩增程序进行验证,检测结果表现为扩增产物条带清晰明亮、亮度高和重复性好,表明本试验所确定的反应体系及反应程序适用于丝瓜的ISSR分子标记为丝瓜种质资源的鉴定、分类和丝瓜的杂交育种提供参考依据。     

西葫芦9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶CpNCED2基因的克隆及其干旱响应模式研究

为探究9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)在西葫芦干旱胁迫环境中的调控作用,本研究基于前期构建的转录组数据库从西葫芦中分离到1条1 941 bp的cDNA,该序列包含一个完整的开放阅读框(ORF),命名为CpNCED2;基因预测编码588个氨基酸,其理论分子量(Mw)为65.73 kDa、等电点(pⅠ) 为6.89。CpNCED2与同为南瓜属的中国南瓜和印度南瓜中同源蛋白的相似性均为99%,显示出高度的保守性。Pfam分析发现,CpNCED2具有NCED家族的典型特征,即含有4个保守组氨酸位点(His284、His333、His398和His575)和2个NCED蛋白保守结构域(281~289和333~340位)。利用光合仪对干旱胁迫后1、2、3、4 d西葫芦的幼苗进行测量,结果表明,随着干旱胁迫时间的延长,叶片净光合速率(Pn)、光系统Ⅱ最大光化学效率(F_v/F_m)、非光化学淬灭系数(NPQ)和光化学电子传递效率(ETR)显著降低。同时发现,干旱胁迫后1、2、3、4 d西葫芦叶片中水势逐渐降低,脱落酸(ABA)含量逐渐升高,CpNCED2基因显著上调表达。本试验为进一步研究CpNCED2在西葫芦干旱胁迫应答以及ABA的代谢合成过程的功能提供了理论依据。     

丝瓜LcPPO1基因CRISPR/Cas9基因编辑载体的构建

[目的]通过CRISPR/Cas9系统构建丝瓜LcPPO1基因编辑载体.[方法]根据前期已经克隆得到的LcPPO1基因序列,设计2个sgRNA靶位点序列,退火制备sgRNA双链,分别与线性PCA1301-Cas9载体连接获得2个重组载体,将重组载体转化DH5α感受态细胞,再对其进行PCR鉴定及测序比对分析.[结果]2个sgRNA靶位点序列已经分别准确地连入PCA1301-Cas9载体,插入序列无突变.[结论]成功构建了丝瓜LcPPO1基因编辑载体PCA1301-Cas9-sgRNA1和PCA1301-Cas9-sgRNA2,为后续研究丝瓜LcPPO1基因功能奠定了基础.     

黄秋葵实时荧光定量PCR内参基因的克隆与筛选评价

为筛选黄秋葵实时荧光定量PCR的稳定内参基因,本研究以绿白1号为试验材料,根据黄秋葵RNA-seq数据库,筛选并验证获得18SrRNA、ACT、EF-1α、TUA、TUB、GAPDH等6个内参基因ORF序列;以黄秋葵不同组织、不同发育时期果实、不同发育时期叶片和低温、高温、干旱胁迫处理的叶片为材料,利用实时荧光定量PCR技术分析测定基因表达量,并结合GeNorm、NormFinder和BestKeeper软件评价6个内参基因的稳定性。结果表明,6个基因在不同组织、各发育阶段及不同胁迫下均有表达,但表达稳定性不尽相同,其中,EF-1α在黄秋葵果荚发育、高温胁迫下表达稳定性最好;18SrRNA在黄秋葵各组织、叶发育和干旱胁迫下表达稳定性最优;ACT在低温胁迫下表现最稳定。此外,在29个处理中,18SrRNA、EF-1α、ACT表达均较稳定,可以用于荧光定量表达分析。本研究结果为黄秋葵基因功能分析和调控机理研究提供了基础。