甜瓜白粉病抗病基因的定位及候选基因分析

以甜瓜高抗白粉病自交系MR-1为母本,易感白粉病自交系Top Mark为父本,构建BC_1P_2和F_2群体,经13个国际通用的甜瓜白粉病生理小种鉴别寄主鉴定,2015年东北农业大学设施园艺工程中心的白粉病发病病菌为P.xanthii生理小种1,甜瓜MR-1对P.xanthii生理小种1的抗性由单显性基因控制。通过对266个F2分离群体的抗病性鉴定和CAPS标记分析,采用复合区间作图法对甜瓜抗白粉病性状进行QTL分析,最终构建了1张包含203个CAPS标记的甜瓜遗传连锁图谱,并将抗病基因PXR定位在第12号染色体上M12-GH和M12-TE 2个标记之间,该基因与两侧翼标记间的距离分别为0.63 c M和0.42 c M,两侧翼标记间在甜瓜参考基因组上对应的物理距离为303 kb,该区域内含有60个预测基因,其中10个基因含有非同义单碱基突变。10个基因荧光定量分析结果显示,在抗病与感病甜瓜表达量存在较大差异的4个基因MELO3C002434、MELO3C002437、MELO3C002441、MELO3C002457为甜瓜白粉病抗病候选基因。     

余干辣椒连作对土壤理化性质及微生物多样性的影响

【目的】探究连作对余干辣椒产量、品质、土壤理化性质和土壤微生物多样性的影响。【方法】以余干辣椒为试材,比较连作对土壤微生物群落、土壤养分及余干辣椒的产量和品质变化,分析连作对余干辣椒土壤微生物多样性的影响。【结果】连作导致土壤真菌数量显著增加,B/F比值下降,土壤逐渐转变为真菌型土壤。连作导致余干辣椒果实纵径显著下降,降低单果重,进而降低单株产量,小区减产效应显著。连作提高了果实辣椒素、可溶性糖含量和降低了维生素C含量,但对余干辣椒品质变化不显著。基于Illumina HiSeq高通量测序分析,连作导致真菌群落的丰富度提高,多样性下降。微生物群落结构分析,连作显著提高子囊菌门的相对丰度,降低了球囊菌门、担子菌门的相对丰度,同时提高了优势真菌Fusarium、降低了优势细菌Sphingomonas、Gemmatimonas相对丰度。这可能是余干辣椒连作导致的土壤微生物群落恶变的直接原因。【结论】连作两年使余干辣椒减产严重,对品质变化的影响不显著。土壤有害菌Ascomycota、Fusarium的相对丰度提高导致连作余干辣椒土壤微生物群落变恶。     

多子芋组培突变材料表型及SSR标记鉴定

【目的】探究多子芋体细胞无性系变异材料(江芋4号)与亲本(江芋2号)间的性状变异及遗传差异,明确多子芋变异材料的育种潜力和生产利用价值。【方法】考察测定江芋2号及其组培后代稳定变异材料江芋4号间表型、产量及品质相关性状的变异,测定分析两材料间的染色体数目和倍性水平,并采用SSR标记技术和118份芋种质分析亲本及组培变异材料间的遗传差异。【结果】与亲本江芋2号相比,突变材料江芋4号植株地下部侧球茎(子、孙芋)不能正常膨大,突变为长棒状,且侧球茎总质量显著低于亲本,但生物产量与亲本差异不显著;江芋4号侧球茎中淀粉、纤维素、可溶性蛋白及Vc含量显著高于亲本。此外,通过常规压片和细胞流式分析表明江芋4号和江芋2号染色体数目和倍性一致。再者,通过38对SSR分子标记遗传聚类分析表明,江芋2号与江芋4号遗传距离最近,且遗传相似系数高达97%,确定江芋4号为江芋2号基因水平的变异。【结论】通过表型性状考察及分子鉴定,明确了多子芋江芋2号与其组培变异材料江芋4号的表型变异和遗传差异。突变材料江芋4号可作为进一步研究多子芋侧球茎膨大调控机制的独特材料,并可进一步开发为叶、花柄用或观赏用芋新品种。     

甜瓜白粉病及其抗性分子遗传研究进展

甜瓜是世界范围内重要的水果型蔬菜,但其产量和品质严重受到白粉病的影响。选育和推广抗白粉病甜瓜新品种是从根本上绿色、环保地解决白粉病危害甜瓜生产最为有效的方法,对甜瓜白粉病菌及其寄主抗性分子遗传机制的研究是加快抗病品种选育的前提和基础。笔者综述了甜瓜白粉病病原菌种类和分布、抗性遗传和抗性基因、生理小种的鉴别、白粉病菌的基因组特征,根据研究现状展望未来研究方向,以期为甜瓜抗白粉病育种提供借鉴和参考。     

甜瓜白粉病不同生理小种发病环境条件分析

以2株甜瓜白粉病菌为供试菌,通过种植13份葫芦科白粉病鉴别寄主,根据其抗感反应鉴定白粉病生理小种;采集白粉病分生孢子,在显微镜下观察其所呈现的状态及形态;采用考马斯亮蓝染色法,在显微镜下观察白粉病菌萌发过程;利用白粉病发病时期环境数据,分析不同生理小种发病环境条件,以期为甜瓜及其近源葫芦科经济作物的生产和育种提供参考依据。结果表明:引起甜瓜白粉病病菌属于单囊壳白粉菌(Podosphaera xanthii,Px),东北农业大学设施园艺工程中心生理小种为1号生理小种,东北农业大学向阳实验实习基地生理小种为2F号生理小种;通过显微观察的手段观察到了甜瓜白粉病1号生理小种分生孢子由萌发到成熟的形态;并且通过环境数据分析认为高温且平稳高湿度的环境有利于1号生理小种的发病。     

辣椒化感物质成分分析及连作障碍缓解机制的研究进展

辣椒根系分泌物是导致辣椒连作障碍的主要因素之一。土壤连作障碍会产生降低土壤营养的利用效率、病虫害加剧、农产品产量和品质下降等一系列问题,严重限制了农业产业的稳定发展。该研究概述了辣椒化感物质多种成分分析及从农业、生物、化学和物理防治措施来缓解连作障碍,以期为辣椒高产、高效栽培及缓解连作障碍提供参考依据。     

西瓜CBL家族基因的鉴定与特征分析

CBL基因在植物逆境应答过程中具有重要作用,但在西瓜作物的抗逆育种研究中鲜有相关报道。该研究利用生物信息学的分析方法从已发表的西瓜全基因组中鉴定出7个CBL基因(ClaCBL1~ClaCBL7),并分析了它们在全基因组范围内的分布情况、分子结构特征、顺式元件以及系统进化等基本特征,为进一步研究西瓜CBL基因的功能提供参考。结果表明:西瓜CBL基因在全基因组中的分布是不均匀的,其中仅ClaCBL4基因有9个外显子,其余基因均为8个外显子,编码区序列大小在639~738bp。在进化上西瓜CBL基因分为3个不同的类群;它们编码区域内的氨基酸序列均含有能与CIPK互作的FSPF高保守性位点及能与钙离子结合的3个EF-hand结构;除了ClaCBL1预测定位在胞外基质中,其余的ClaCBL定位在细胞内的不同部位;在西瓜CBL基因启动子上游的序列中存在多个应答不同逆境和植物激素的顺式元件,而且CBL家族不同成员基因含有的顺式元件的种类和数目各不相同。上述分析显示,西瓜CBL可能参与多种生物学过程,而且不同成员存在功能上的分化。     

红芽芋脱毒试管芋诱导及植株再生

为解决红芽芋脱毒苗移栽成活率低、种苗易分化等问题，以江西地方名优芋品种‘铅山红芽芋’为材料，开展茎尖脱毒、试管芋诱导及植株再生的研究。结果表明，芋芽剥取0.2 ~ 1.0 mm茎尖接种于MS + 2.0 mg • L-1 6-BA + 0.5 mg • L-1 NAA + 3%蔗糖培养基中可诱导成苗；通过RT-PCR分子检测，0.3 mm以下茎尖培养的试管苗中未发现芋花叶病毒（DsMV）；脱毒苗继代增殖最佳诱导培养基为MS + 3.0 mg • L-1 6-BA + 0.5 mg • L-1 NAA + 3%蔗糖，脱毒苗试管芋诱导的最佳培养基为MS + 1.0 mg • L-1 6-BA + 0.5 mg • L-1 NAA + 8%蔗糖，最佳培养条件为温度25 ℃，光照54 μmol • m-2 • s-1，光周期14 h • d-1；脱毒试管芋的最佳移栽驯化基质为草炭︰蛭石 = 2︰1；脱毒试管芋移栽后，成活率达97.71%，生长中未出现分化现象。脱毒芋相比未脱毒芋增产43.14%，营养品质指标存在显著差异。脱毒试管芋的诱导形成及植株再生体系的建立为红芽芋健康种苗的快速繁殖提供了一条新途径。     

西瓜OSCA基因家族全基因组鉴定及胁迫响应分析

【目的】对西瓜OSCA基因家族进行成员鉴定、系统发育分析以及胁迫响应分析,为揭示西瓜OSCA基因生物学功能和抗逆分子机制提供参考依据。【方法】运用生物信息学的方法从西瓜全基因组数据库中鉴定出西瓜OSCA基因家族成员,根据染色体定位信息进行命名。对基因家族成员染色体位置、基因结构、共线性、启动子、蛋白结构和系统发育等进行全面分析。利用转录组数据和qRT-PCR分析西瓜OSCA基因在胁迫条件下的表达情况。【结果】西瓜OSCA基因家族有10个成员,不均等地分布在6条染色体上。西瓜OSCA蛋白分子量变化范围为24.59~91.97kD,氨基酸数量为214~809aa,多数定位于质膜上。共线性分析结果表明,西瓜OSCA基因在进化过程中发生了片段复制事件。西瓜OSCA基因家族分为三大类群,同一类群成员的外显子一内含子的组成模式、蛋白保守基序排列、蛋白二级结构数量比例和蛋白三级结构模型均相似。西瓜、水稻、番茄和拟南芥的OSCA基因被分为6个亚族,每个亚族均有西瓜OSCA基因分布。西瓜OSCA基因启动子区域含有厌氧诱导、冷胁迫应答、光反应和干旱胁迫应答等多种非生物胁迫响应元件。在干旱、低温和盐胁迫下,西瓜OSCA基因家族各成员表达量均有不同程度变化,其中ClaOSCA3和ClaOSCA5在3种不同胁迫条件下表达量均有显著差异（P<0.05）。【结论】西瓜OSCA基因在进化过程中具有一定保守性,与拟南芥、水稻和番茄OSCA基因存在较近亲缘关系。西瓜OSCA基因家族内部存在功能分化,ClaOSCA3和ClaOSCA5可能是胁迫响应机制中的重要抗逆基因。