甜瓜种皮颜色控制基因CmSC1的精细定位及候选基因分析

【目的】通过对甜瓜种皮颜色进行遗传分析及基因精细定位,并推测其候选基因和开发特异分子标记,为下一步该基因的功能研究及合理利用奠定基础。【方法】利用白色种皮材料HP22和黄色种皮材料B8、B150分别配制杂交组合,获得后代遗传分离群体并进行种皮颜色的表型调查及遗传分析,通过基因图位克隆方法完成基因的精细定位。通过对定位区间内注释基因进行编码区序列和功能分析确定关键候选目的基因。【结果】甜瓜白色种皮对黄色种皮为显性,由单显性基因CmSC1控制并表现延迟遗传效应。利用368个黄色种皮F₂单株最终将CmSC1精细定位于第5号染色体分子标记S27和S28之间物理距离约95 kb区间内,共包含12个注释基因。其中一个为拟南芥AtTT8同源的编码bHLH转录因子蛋白的MELO3C014406,经序列变异位点分析,黄色种皮材料B8和B150分别在该基因ATG下游第47位碱基处插入碱基A以及在第260位碱基处缺失14 bp导致翻译蛋白提前终止,致使后面功能结构域完全缺失,进而通过开发特异分子标记YS及序列分析,发现65份黄色种皮材料均发生这两种突变形式中的一种,推测MELO3C014406即为控制种皮颜色CmSC1的目的基因。【结论】本研究将控制种皮颜色的CmSC1精细定位于第5染色体95 kb区间内,推测MELO3C014406为最终目的基因,并开发了特异分子标记YS。     

瓜类褪绿黄化病毒及其系统进化分析

【目的】检测新疆南疆7个县/市瓜类褪绿黄化病毒(Cucurbit chlorotic yellows virus, CCYV),进行系统发育分析,为新疆南疆CCYV预警和防控提供参考。【方法】于2019年,从中国新疆南疆7个县/市采集带有黄化特征的51份甜瓜叶片样品,RT-PCR进行CCYV的检测,进行特异性片段的克隆、测序和系统发育分析。【结果】中国新疆巴楚县、阿克苏市、莎车县、伽师县、疏勒县、疏附县均未检测到CCYV,而洛浦县的13份样本中,8份检出为CCYV阳性,检出率为61.53%,洛浦县CCYV特异性片段克隆测序获得了685 bp的核酸序列,与GenBank中的CCYV分离物外壳蛋白(Coat protein, CP)的一致性达到100%。所得序列与中国新疆(吐鲁番)、中国其他省、苏丹、日本、塞浦路斯、黎巴嫩的CP基因聚在I组(Group),沙特阿拉伯的分离物聚在Ⅱ组,伊朗的分离物聚在Ⅲ组。【结论】CCYV在中国新疆南疆洛浦县甜瓜产区发生,与中国新疆吐鲁番、中国其他省及周围国家的CCYV分离物亲缘关系很近,且群体遗传变异很小。     

利用SSR技术鉴定西瓜甜瓜种子纯度

利用SSR分子标记技术对西瓜‘W1806’与甜瓜‘M1805’各3个批次及其亲本间的多态性进行引物筛选和种子的纯度鉴定。结果表明,在28对西瓜的SSR引物中,有5对引物在西瓜‘W1806’的F1代与亲本之间有很好的多态性。其中BVWS00839引物特异性好,条带清晰,父母本条带间隔明显,即作为3个批次的西瓜纯度鉴定的引物,其鉴定纯度分别为99.47%、98.96%和97.92%;在18对甜瓜的SSR引物中,只有1对CMBR052引物在F1代扩出的条带为典型的双亲互补型条带,故用该引物对甜瓜进行纯度鉴定,其纯度分别为97.90%、96.80%和97.40%。与田间鉴定结果的吻合率都在98%以上。这2个材料的吻合率说明SSR分子标记技术对西瓜和甜瓜纯度鉴定结果都是可靠的。     

甜瓜质地差异及相关细胞壁酶活性变化

对两种不同质地类型甜瓜果实发育过程中果肉质地的变化及相关酶活性进行研究。结果表明,花后35~40 d为软、脆两种甜瓜质地形成的关键时期。在该时期,软肉型甜瓜‘NSL’细胞面积与间隙增大,果肉细胞排列疏松,细胞面积为脆肉型甜瓜的115.35%,软肉型甜瓜‘NSL’与脆肉型甜瓜‘XZM’质构参数差异显著,脆肉型甜瓜果实4种细胞壁酶活性总体低于软肉型甜瓜。花后35 d,软肉型甜瓜‘NSL’细胞壁扩展酶基因(CmEXP3、CmEXP5、CmEXP9)相对表达量为最大值,显著高于脆肉型甜瓜‘XZM’。     

永州地区早春大棚甜瓜新品种引进比较试验

为筛选出适宜永州地区早春大棚种植的甜瓜新品种,通过随机区组设计,对6个参试甜瓜品种进行比较。试验结果表明,脆禧表现为早熟,一品红、玉菇生育期与CK(雪峰蜜2号)接近,3个品种均表现高产,且商品性、口感、含糖量较优,因此认为脆禧、一品红、玉菇这3个品种适宜在湖南永州地区推广种植。     

越夏茬春大棚网纹甜瓜品种比较试验

为筛选出适宜在北京种植的越夏茬春大棚优质网纹甜瓜品种,选取6个品种的网纹甜瓜为试验材料,记录其田间长势及果实品质的相关数据并进行比较分析。结果表明:6个参试品种田间长势及果实品质均有显著差异,其中柏格的心糖、边糖最高,分别为15.57%、11.27%,果肉较厚,达到3.73 cm,果实品质最优秀。综合看来,柏格可进一步在北京地区越夏茬春大棚进一步推广栽培。     

甜瓜新品种‘甜包1号’

‘甜包1号’是采用系统选育方法，从安徽省淮北地方品种‘包瓜’原始群体中选育出来的，适合酱制的甜瓜新品种。植株生长健壮，子蔓和孙蔓均可结果，单株坐果3 ~ 4 个，全生育期75 ~ 80 d。单果质量0.50 ~ 0.96 kg。中抗白粉病，中抗霜霉病。第1生长周期产量38 250 kg · hm^-2，第2生长周期产量41 250 kg · hm^-2。适宜安徽淮河以北春季栽培。     

NaCl胁迫对甜瓜生理指标及相关基因表达的影响

以薄皮甜瓜(IVF05、IVF89)和厚皮甜瓜(IVF117、IVF303)为试材,研究Na Cl(150 mmol·L~(-1))处理对4个甜瓜品种发芽、幼苗生长及相关基因表达的影响。结果表明,在Na Cl胁迫下,薄皮甜瓜IVF89的生长指标受到的抑制作用最大,其发芽率、发芽指数、胚根长度和胚轴长度分别下降23百分点、76.24%、46.71%和39.27%;厚皮甜瓜IVF303的生长指标受到的抑制作用最小,其发芽率下降不明显,发芽指数、胚根长度和胚轴长度分别下降46.52%、34.86%和23.08%;Na Cl胁迫提高了甜瓜幼苗叶片中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性,增加了游离脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、可溶性蛋白的含量;4个甜瓜品种幼苗的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和SPAD值均显著降低,IVF05、IVF89、IVF117和IVF303的Pn分别下降了64.44%、69.62%、61.23%、60.00%;4个甜瓜品种的卡尔文循环(Calvin)关键酶基因1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶基因(CmRubisco)、3-磷酸甘油酸激酶基因(CmPGK)和叶绿体型果糖-1,6-二磷酸酶基因(Cm FBPase)表达均显著下调,核酮糖-5-磷酸激酶基因(Cm PRK)表达大多上调;甜瓜耐盐相关基因质膜Na~+/H~+逆向转运蛋白基因(Cm SOS1)、液泡膜Na~+/H~+逆向转运蛋白基因(CmNHX1)、高亲和力K~+转运体基因(CmHKT1)和N-乙酰氨基葡萄糖基转移酶基因(CmGnT)的表达均上调,其中IVF303的基因表达上调幅度最大。通过主成分分析、相关分析和聚类分析等综合分析方法,将4个甜瓜品种分为3类,IVF05和IVF89为盐敏感类型,IVF117为中耐盐类型,IVF303为强耐盐类型。     

化肥减施条件下配施中微量元素肥及氨基酸叶面肥对甜瓜产量及品质的影响

在全量化肥和化肥减施条件下,为探究中微量元素肥及氨基酸叶面肥对甜瓜生长及品质的影响,开展了田间试验,共设置5个处理,分别为CK:不施肥处理;T1:常规施肥;T2:常规施肥+纽崔恩;T3:纽崔恩+20%化肥减施;T4:纽崔恩+20%化肥减施+氨基酸叶面肥。试验结果表明,与T1相比,T2甜瓜单果质量、小区产量、横径、中心可溶性固形物和边缘可溶性固形物含量分别增加7.12%、14.12%、1.92%、17.17%和19.16%;而在化肥减施条件下,与T3相比,T4甜瓜单果质量、小区产量、横径、纵径、SPAD值、甜瓜直径、中心和边缘可溶性固形物含量分别增加25.14%、24.86%、7.34%、9.62%、1.76%、14.52%和4.00%。综上所述,全量化肥使用时,增施中微量元素肥可促进甜瓜产量和品质改善;化肥减施20%时,配施中微量元素肥和氨基酸叶面肥不仅可显著提高甜瓜产量,还会明显改善甜瓜品质。     

甜瓜嫩果皮颜色遗传规律研究

为探究甜瓜嫩果皮颜色的遗传规律，以甜瓜嫩果皮颜色为深绿色的S26和青色的S28为亲本材料，通过构建BC1群体，利用卡方测验，分析回交群体BC1的深绿色嫩果皮和青色嫩果皮的分离比例，开展甜瓜嫩果皮的遗传规律分析，以对嫩果皮颜色基因进行初步定位。结果表明：BC1群体表型表现为深绿色和青色2种，且群体比例为1∶1，从而确定颜色性状为单基因控制且深绿色为显性性状。通过分离群体分组分析法（BSA）和混池测序结果可以看出，控制甜瓜嫩果皮颜色的基因位于chr04的端部位置，这为后续基因的精细定位以及克隆提供了研究基础。