黄瓜叶酸合成关键基因克隆与分析

【目的】分析黄瓜基因组中与叶酸合成代谢相关的基因数量、定位以及表达特征,对关键酶基因进行生物信息学分析与克隆,旨在为黄瓜叶酸合成调控研究奠定基础。【方法】根据已报道的拟南芥叶酸合成相关基因,利用黄瓜基因组数据库中9930_V3版本进行BLAST比对。利用MapChart绘制黄瓜染色体物理图谱并对基因定位。利用qRT-PCR分析这些基因在黄瓜果实发育不同时期和不同材料中的表达量。通过MEGA、WebLOGO、ExPASy等工具对关键酶基因进行生物信息学分析。通过PCR扩增对关键酶基因进行克隆,并测序分析基因的序列差异。【结果】同源比对获得19个黄瓜叶酸代谢相关基因,这些基因不均匀分布在黄瓜7条染色体上,且以Chr.4和Chr.5上分布最多。通过对其中11个调控叶酸合成的基因在测序黄瓜9930果实发育不同时期以及果实叶酸含量高低差异显著的2份材料的表达量分析,发现CsFPGS、CsHPPK/CsDHPS和CsDHNA 3个基因与果实叶酸含量变化趋势完全一致;CsADCS、CsADCL、CsDHNA、CsHPPK/CsDHFS、CsFPGS、CsDHFS等基因的表达量在2份材料中具有显著差异。通过对2个调控叶酸合成限速步骤的关键酶基因CsGCHI和CsADCS的蛋白序列及蛋白结构域分析,发现各物种中CsGCHI的同源基因均具有2个GTP_cyclohydroI结构域;CsADCS的同源基因均具有2个GATase结构域、1个Anth_synt_I_N结构域和1个Chorismate_bind结构域。它们在不同物种中高度保守,进化树分析亲缘关系近的物种聚类到一起。分别扩增黄瓜果实低叶酸含量自交系65G和高叶酸含量自交系02245中CsGCHI和CsADCS的同源基因,序列分析表明CsaV3_1G041250全长为3 012 bp,CDS序列长度为1 413 bp,3个SNP位点的突变导致了氨基酸序列的变异;CsaV3_7G026240全长为3 047 bp,CDS长度1 407 bp,序列无变异;CsaV3_5G036360全长7 941 bp,CDS序列长度为2 706 bp,序列无变异。【结论】鉴定出19个不均匀分布在7条染色体上的黄瓜叶酸代谢相关基因,基因CsFPGS、CsHPPK/CsDHPS 、CsDHNA和CsADCS是影响黄瓜果实叶酸含量变化、导致叶酸含量高低显著差异的关键基因,调控叶酸合成限速步骤的关键酶基因GCHI及ADCS功能相对保守,CsGCHI在65G、02245中有3个SNP位点的突变导致了氨基酸序列的差异。     

温室黄瓜新品种中农33号的选育

中农33号是以自交系09676和12173为父母本配制的黄瓜一代杂种。植株生长势强,耐低温弱光性好。果实商品性好,颜色深绿、有光泽,腰瓜长约35 cm,瓜粗3.4 cm左右,瓜把长约4.5 cm,心腔较小,果肉为淡绿色。白刺、密,瘤小,无棱。高抗WMV,中抗CGMMV、枯萎病、黑星病。早熟性好,持续结果及丰产优势明显。温室长季节栽培每667 m~2产量高达10 000 kg以上。适宜日光温室和春棚栽培。     

基因型和6-BA对黄瓜子叶节再生频率的影响

以华北、华南类型，欧洲、日本类型及美国加工类型黄瓜为材料,研究了基因型和激素（6-BA）对黄瓜子 叶节再生频率的影响。结果表明：基因型是子叶节再生频率的主要影响因素之一，不同基因型黄瓜子叶节在同一 培养基上每外植体再生芽数明显不同；6-BA是子叶节分化所需的重要激素，材料228、185、65G随着6-BA浓度的升 高，每外植体再生芽数增加；四川白瓜、吉林旱瓜、K2148随6-BA浓度的升高，每外植体再生芽数反而降低；其中 ，四川白瓜的再生频率最高，在MS1(MS+0.5 mg·L-1 6-BA+2.0 mg·L-1AgNO3)培养基上，每外植体再生芽数可 达6.4个。     

黄瓜新品种中农12号的选育

中农12号黄瓜的父母本98283和99281分别是从国内两个优良杂交种中经多代自交分离定向选择而成的优良黄瓜自交系。该品种为中早熟普通花型一代杂种,植株生长速度快,主蔓结瓜为主,瓜码较密。瓜条长棒形,瓜长30cm左右,瓜色深绿均匀,瘤小,白刺,单瓜质量150～200g,口感脆甜,品质佳。早熟,从播种到始收50d(天);丰产,每公顷产量75t以上。抗霜霉病、白粉病、CMV,中抗黑星病、角斑病、枯萎病。适宜北方早春保护地、早春露地和秋延后栽培。     

北京、山东和广东黄瓜病毒检测

采集北京顺义和昌平、山东寿光及广东深圳等地田间感染病毒病的黄瓜材料284份,利用黄瓜花叶病毒(CMV)、西瓜花叶病毒(WMV)、小西葫芦黄花叶病毒(ZYMV)、黄瓜绿斑驳花叶病毒(CGMMV)及番木瓜环斑病毒(PRSV)5种黄瓜病毒抗体采用酶联免疫吸附(ELISA)法对其进行病毒病种类鉴定。结果表明,顺义和昌平采集到的126份和124份病毒样品,均在其叶片上检测到CMV、WMV、ZYMV 3种病毒,其中CMV检出率最高,均为100.00%;其次是ZYMV,检出率分别为80.95%和66.94%;WMV检出率最低,分别为51.59%和53.23%;在感病果实上只检测到CMV。在寿光采集的28份发病叶片中,检测到CMV、WMV、ZYMV、PRSV 4种病毒,其检出率分别为100.00%、35.71%、35.71%、17.86%。在深圳采集的6份黄瓜感病材料中,检测到CMV、WMV、PRSV 3种病毒,其检出率分别为100.00%、50.00%、50.00%。调查结果还发现,在北京顺义和昌平、山东寿光及广东深圳均存在2种或2种以上病毒复合侵染的现象。     

露地优质黄瓜新品种中农20号的选育

中农20号是以优质、丰产、抗病自交系02484为母本,以优质、耐热自交系02465为父本配制而成的早熟黄瓜一代杂种。瓜皮深绿色,有光泽,腰瓜长30~35 cm,瓜把长小于瓜条长的1/8,〖JP+3〗商品瓜率高,口感脆甜,尤其适宜超市销售。高抗西葫芦花叶病毒（ZYMV）、西瓜花叶病毒（WMY）,抗角斑病、霜霉病、白粉病,中抗枯萎病、黄瓜花叶病毒（CMV）,早春露地栽培每667 m²产量10 000 kg以上,适宜春、夏秋露地栽培     

洋葱型大蒜及其成因分析

洋葱型大蒜为大蒜鳞茎异常生理变态所形成的类似洋葱鳞茎结构的大蒜(原称“面包蒜”),该鳞茎主要由肥厚的叶鞘基部及鳞芽的外层鳞片加厚所构成,无肉质鳞片或肉质鳞片极不发达,可形成蒜薹或无薹分化,无任何食用价值。洋葱型大蒜的形成与N、P、K超量施用且配比不当,追N过多且时间过早,土壤过于粘重并长期处于水分饱和状态等有密切关系。     

黄瓜果实苦味Bt基因的AFLP分子标记

 运用AFLP技术, 采用集群分析法(BSA) 进行与黄瓜果实苦味基因连锁的分子标记的研究,找到了与苦味基因连锁的两个显性AFLP标记: E23M662101和E25M652213。这两个标记与Bt基因的遗传距离分别为5 cM和4 cM, 分别位于Bt基因的两侧。该标记可用于无苦味黄瓜的分子标记辅助育种。     

耐热黄瓜新品种中农118号的选育

中农118号是“十五”期间以耐热、优质、抗病自交系02343和273为亲本配制而成的一代杂种。腰瓜长35 cm左右,瓜把长约3.5 cm,瓜色深绿、有光泽,无黄色条纹,单瓜质量约300 g。高抗ZYMV、WMV,抗霜霉病、白粉病、角斑病,中抗枯萎病、CMV。耐热,丰产,每667 m2产量5 000 kg以上,适于春、夏、秋露地栽培。     

日光温室黄瓜新品种中农21号的选育

中农21号是以优良自交系0227和00207为亲本配制而成的一代杂种。植株生长势强,早熟,丰产,耐低温弱光能力强；瓜条长棒形、顺直,瓜色深绿,瓜把短,瘤小,刺白、密,腰瓜长35 cm左右,横径约3 cm,单瓜质量200 g左右,商品瓜率高,风味品质好；高抗白粉病,抗角斑病,中抗黑星病、枯萎病、CMV、WMV,日光温室越冬栽培每667 m~2产量10 000 kg左右；适宜日光温室越冬茬和秋冬茬栽培,已在山东、河北、河南、辽宁等省推广1 333 hm~2。