黄瓜单性结实候选基因预测与表达分析

为发掘黄瓜单性结实基因并通过表达分析预测相关基因的功能,以黄瓜单性结实性状QTL定位结果为基础,对主效QTL区段内的基因进行生物信息学分析,发现118个基因与细胞周期、细胞生长以及激素信号传导等生物学过程有关。结合黄瓜单性结实转录组研究结果,共筛选出10个在黄瓜单性结实过程中转录水平有剧烈变化的基因。利用q RT-PCR技术分析这些基因在授粉、未授粉及单性结实的黄瓜果实发育过程中的转录变化,结果表明,Cs CRT1、Cs LON、Cs TRAPPC4、Cs RABEPK和Cs POT基因在单性结实坐果过程中特异性的上调表达,Cs5NG4基因在单性结实和授粉结实过程中呈相反表达趋势,因此推测这6个基因为黄瓜单性结实候选基因。本研究为进一步利用候选基因资源改良现有黄瓜栽培品种的单性结实性奠定了基础。     

西双版纳黄瓜多心室性状的QTL定位

【目的】西双版纳黄瓜是中国特有的黄瓜种质资源,有多心室特性。在探明西双版纳黄瓜多心室性状表现及遗传规律的基础上进行多心室QTL定位,为进一步了解其分子机理和标记辅助育种奠定基础,也为黄瓜果实性状改良提供有益参考和帮助。【方法】对‘北京截头’黄瓜（CC3,3心室）和西双版纳黄瓜（SWCC8,5心室）不同时期的子房进行石蜡切片观察;基于以‘北京截头’黄瓜和西双版纳黄瓜为亲本构建的含124个株系的F₉代RIL群体,利用已完成的遗传图谱,结合两个季节的RIL群体心室数目统计结果进行多心室QTL定位分析。【结果】石蜡切片观察发现,西双版纳黄瓜子房由5个心皮内卷构成多心室的结构,与3心室黄瓜相比,其子房横径大且胎座数量多;QTL定位分析发现5个控制多心室性状的QTL（LOD＞2.5）,分别分布在1、2、6号染色体上,其中位于1号染色体上的QTL ln1.1和ln1.3在2013年秋季、2014年春季这两季统计结果中都稳定存在,ln1.1在两季的LOD值分别为10.96和9.24,贡献率分别为39.24%和20.49%,位于标记SSR16472-SSR12070。ln1.3在两季的LOD值分别为27.31和21.45,贡献率分别为75.90%和47.11%,位于标记UW083751-SSR04278,认为这两个位点是控制多心室的主效QTL,其余位点为微效位点。ln1.1区段的遗传距离为6.3 cM,物理距离为0.97 Mb,包含159个基因。ln1.3区段的遗传距离为4.9 cM,物理距离为2.07 Mb,包含227个基因。在ln1.1和ln1.3区段内分别预测了2个调控多心室性状的基因,包括2个WD40重复蛋白基因（Csa1M071910.1和Csa1M072490.1）和2个Aux/IAA生长素应答基因(Csa1M231530.1和Csa1M207820.1)。【结论】位于1号染色体上的ln1.1和ln1.3是控制多心室性状的主效QTL。预测2个参与植物激素信号转导的基因Csa1M207820.1和Csa1M231530.1,以及2个与WD40重复蛋白相关的基因Csa1M071910.1和Csa1M072490.1为候选基因。     

黄瓜DIR家族基因的全基因组鉴定及其表达分析

【目的】基于黄瓜基因组信息和转录组测序大数据,利用生物信息学手段,对黄瓜中DIR基因家族进行鉴定,并分析其在不同组织器官和胁迫响应过程中的表达模式,为后续深入研究黄瓜DIR基因的生物学功能奠定重要基础。【方法】基于已报道的DIR基因HMM模型文件,利用HMMER软件包的hmmsearch程序从黄瓜蛋白数据库中筛选出可能的DIR基因ID,并利用在线工具Pfam和SMART进行验证,最终确定黄瓜DIR家族基因。利用ExPASy、TBtools、GSDS、MEME、MEGA、MCScanX和Circos等工具分析黄瓜DIR基因家族成员的理化特征、染色体定位、基因结构、系统进化树和共线性。基于黄瓜在不同组织和胁迫响应下的转录组测序大数据,利用黄瓜V3版本基因组信息进行转录组分析,检索黄瓜DIR基因在不同转录组测序分析中的表达情况,利用TBtools软件绘制表达热图,分析黄瓜DIR基因在不同组织和胁迫响应过程中的表达模式。【结果】在黄瓜中鉴定到23个DIR家族基因,分布于7条染色体上,编码氨基酸个数在78—684,分子量8.70—73.82 kD;系统进化分析将黄瓜DIR基因家族划分为3个亚族,...     

芥蓝自交不亲和性克服方法研究

选用爱多收、三十烷醇、槲皮素、盐水(5%NaCl+0.3%硼砂)4种化学药剂对4个芥蓝自交不亲和系(1142、1137、16和9)开花前两周进行花蕾处理,开花后调查花期自交亲和指数和千粒重。结果表明,除了盐水处理的亲和指数在不同试材中存在差异外,其余所有化学药剂处理的亲和指数都显著高于花期自交亲和指数,其中1 mg/L三十烷醇处理对克服芥蓝自交不亲和性效果最佳,0.1 mg/L三十烷醇处理次之,这两种处理的亲和指数都显著高于盐水处理的亲和指数,剩下的化学药剂处理中除了6 mg/L爱多收处理的亲和指数在不同试材中存在差异外,另外3种处理(0.5 mg/L三十烷醇处理、3 mg/L爱多收处理和2 mg/L爱多收处理)的亲和指数都高于盐水处理的亲和指数,都有一定的克服芥蓝自交不亲和性效果。     

黄瓜扩张素蛋白基因CsEXPb1的克隆及表达分析

基于黄瓜果实转录组学研究,筛选并克隆了一个扩张素蛋白（β-expansin）基因CsEXPb1。蛋白序列同源比对发现CsEXPb1蛋白是一类钙调素类似蛋白（Calmodulin-like Protein,CML）,与甜瓜、草莓及番茄扩张素蛋白基因具有较高的相似性;ExPasy分析发现CsEXPb1为亲水性蛋白,亚细胞定位分析证明该蛋白广泛分布在细胞质以及细胞核结构中;qRT-PCR分析发现CsEXPb1无论是在授粉坐果还是单性结实坐果过程中皆上调表达,而在不授粉败育的果实中下调表达;qRT-PCR也表明CsEXPb1的表达受到生长素、细胞分裂素和赤霉素等单性结实诱导激素的正向调控,推测CsEXPb1与黄瓜坐果有关,可能参与了激素诱导的单性结实过程。