分子标记技术在葫芦科瓜类作物中的应用进展

简述了分子标记技术即RFLP、RAPD、SSR、AFLP在葫芦科瓜类作物遗传图谱构建、性状连锁标记分析和分子辅助选择、品种及杂交种纯度的鉴定与品种DNA指纹图谱、种质资源与遗传进化分析等领域的应用,着重论述了分子标记技术在黄瓜、甜瓜和西瓜方面研究的进展情况,并探讨了其应用前景和存在的问题。     

光敏色素B基因(PHYB)启动子突变及与大白菜开花时间的关联分析

光敏色素B(phytochrome B,PHYB)是植物光周期依赖开花途径的关键调控因子之一。本研究对极端晚花和早花大白菜(Brassica rapa L.ssp.pekinensis)自交系06-247与He102的PHYB全基因组序列进行了生物信息学分析。结果表明,二者全长分别是5 986和5 528 bp,均与数据库中Chiifu-401的同源序列有不同程度的差异,表明二者均是大白菜PHYB基因的突变体,并命名为BraphyB1(GenBank登录号:KJ866947)和BraphyB2(GenBank登录号:KJ866948)。二者之间有476个插入/缺失(Inserts/Deletions,InDels)和57个SNPs。启动子区有473个InDels和31个SNPs、编码区有3个InDels和26个SNPs。InDels主要体现为phyB2在启动子区、5'非翻译区和编码区分别缺失445、18和3 bp。phyB2启动子缺失的445bp中包含两个TATABOX4和两处成髓细胞血症(myeloblastosis,MYB)类转录因子结合基序,一处GA响应元件。开发了鉴定phyB1/phyB2中445 bp InDel突变的共显性标记phyB1-762/phyB2-317,用该标记检测了以06-247与He102为亲本杂交构建的F2群体,利用F2代群体植株对抽薹开花时间与标记进行了关联分析,结果表明,phyB1-762/phyB2-317分别与晚花/早花表型显著关联(P0.05)。荧光定量RT-PCR显示,PHYB基因在He102各个发育阶段的表达水平均显著低于06-247(P0.01)。上述结果表明,大白菜PHYB基因启动子InDel是造成PHYB基因表达差异和开花期改变的主要原因之一。本研究为系统研究PHYB基因在转录、翻译、蛋白结构等水平突变对大白菜开花时间影响的分子机制提供了线索。     

西葫芦未受精胚珠离体诱导植株再生的关键因素

开花当天的西葫芦未受精胚珠在含5%蔗糖和0.8%琼脂的N6基本培养基中附加0.5 mg/L NAA和1.0mg/L 2,4-D的诱导培养基上培养最有利于诱导植株再生;所得再生植株经气孔保卫细胞叶绿体计数法鉴定,60%为二倍体,其自交后代株系内高度整齐一致,证明所得二倍体再生植株是纯合的双单倍体,来源于单倍的胚囊细胞。     

低温弱光对两个西葫芦品种幼苗光合速率及叶绿素荧光参数的影响

以西葫芦进口品种元帅和地方品种X6-4为试材,研究了12℃低温和140 land/(m2·s)弱光同时处理对二者幼苗叶片净光合速率(Pn)及叶绿素荧光参数的影响.结果表明:低温弱光使两品种西葫芦幼苗Pn显著下降,元帅Pn的下降幅度较小,并在恢复生长12 d后基本恢复至对照水平;低温弱光胁迫条件下,两品种最大光化学效率Fv/Fm、有效光化学效率Yield、光化学淬灭系数qP及非光化学淬灭系数qN均有不同程度的下降,其中元帅的各项参数下降幅度较小且在恢复生长12 d后各参数均能恢复或接近对照水平.说明12℃低温140μmol/(m2·s)弱光条件下,元帅PSⅡ反应中心所受的伤害轻,反应中心进行光合作用的能力较高.     

甜瓜SSR引物在西葫芦中的通用性

为了筛选更多的ssR标记用于西葫芦种质资源整理、评价和遗传研究,笔者首次利用西葫芦近缘物种甜瓜的SSR标记对中国现有西葫芦主要资源进行了多态性检测.结果表明,在所选的甜瓜25对SSR引物中有6对可在西葫芦基因组中有效扩增,占所选引物的24%.多态性分析发现,6对引物中有4对可以在34份西葫芦种质中检测到多态性,等位变异数从3～6个不等,平均为4个.UPGMA聚类分析表明,来自市场主栽目的自交纯化材料和双单倍体材料之间多样性较差,说明现有栽培品种基因谱较窄;而从国家蔬菜种质资源库引进的材料多样性比较丰富,对这些材料的整理和重新评价有助于发掘新的基因源,可以为西葫芦杂交育种提供新材料.     

大白菜芜菁花叶病毒病抗性遗传分析

为了明确不同感病亲本对大白菜芜菁花叶病毒病抗性遗传规律的影响,以大白菜抗TuMV的国家级抗源材料8407和高抗TuMV的高代自交系材料73为亲本之一,分别与2个感病材料冠291和06-247构建F1杂交组合,并制备F2群体。采用摩擦接种法对上述亲本及其F1、F2群体接种TuMV-C4,采用生物学观察的方法,根据病情分级和归类标准对大白菜TuMV抗性进行鉴定。结果表明,以8407为抗病亲本,当感病亲本为冠291时,表现为由1对显性基因控制;当感病亲本为06-247时,表现为由1对隐性基因控制。以73为抗病亲本,当感病亲本为06-247时,TuMV抗性由1对隐性基因控制;同一个抗病亲本,当感病亲本为冠291时,又表现为由两对隐性基因控制。因此,大白菜TuMV的抗性遗传规律十分复杂,同一个抗病材料,当感病亲本不同时,所配制的组合间TuMV抗性表现不同。     

利用嫁接提高花生离体再生或转基因苗成活率的研究

[研究目的]花生(Arachis hypogaea L.)是世界上重要的油料作物.近年来,花生分子生物学发展迅速,但低效的再生和遗传转化系统严重制约着利用基因工程改良花生品种的研究,该研究旨在利用嫁接的方法提高花生再生和转化苗的成活率,缩短再生周期.[研究方法]分别采用劈接、斜接、插接的方法将再生和转化的花生苗嫁接到实生花生砧木上.[研究结果]利用嫁接技术将组培苗或转基因苗嫁接到实生苗砧木上,不同嫁接方法成活率达到700%～100%,远远高于转基因幼苗直接诱导生根移栽的成活率.[主要结论]实验证明,嫁接可提高花生再生和转化苗的成活率,可广泛应用于花生基因工程育种研究中.     

利用嫁接提高花生离体再生或转基因苗成活率的研究

花生（Arachis hypogaea L.）是世界上重要的油料作物。近年来,花生分子生物学发展迅速,但低效的再生和遗传转化系统严重制约着利用基因工程改良花生品种的研究。利用嫁接技术将组培苗或转基因苗嫁接到实生苗砧木上,不同嫁接方法成活率达到70-100%,远远高于转基因幼苗直接诱导生根移栽的成活率。     

甜瓜SSR引物在西葫芦中的通用性研究

本文分析了25对甜瓜SSR引物在西葫芦基因组中的可转移性,以期为西葫芦分子遗传育种研究提供分析工具。结果表明,约24%的甜瓜SSR引物可在西葫芦基因组中有效扩增。多态性分析发现6对引物中有4对在34份西葫芦种质中可以检测到多态性,等位变异数从3~6不等,平均为4。UPGMA 聚类分析表明,来自市场主栽F1的纯化材料和双单倍体材料之间多样性较差,说明现有栽培品种基因谱较窄;而从国家蔬菜种质资源库引进的材料多样性比较丰富,对这些材料的整理和重新评价有助于发掘新的基因源,为西葫芦杂交育种提供新材料。     

芦笋腋芽一步成苗组培技术研究

本研究通过对外植体及其消毒方法、生根培养激素组合的筛选，建立了芦笋腋芽一步成苗的组培快繁方法。结果表明，以5～10 mm腋芽为外植体，接种在1/2MS+0.05 mg/L NAA+0.1 mg/L KT+1.0 mg/L嘧啶醇+1.0 mg/L IBA+2%蔗糖+0.65%琼脂的培养基上，30天左右即可生根，45天左右根长可达1 cm;再生根可分为3种类型，即从芽基部长出的粗壮肉质根(Ⅰ型)、从愈伤组织上再生的不定根(Ⅱ型)以及从芽基部长出的细长根(Ⅲ型),在确定的最适生根培养基上产生的根主要是Ⅰ型根。培养60天后芽伸长明显，长度可达3～5 cm;培养70天后，将生长健壮的生根苗进行炼苗后移栽，移栽成活率达98%以上。该方法能够为芦笋优异单株的快速繁殖提供解决方案，为规模化生产F₁杂种提供技术支撑。