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。     

成熟黄瓜果皮红色性状的遗传分析及其基因定位

 以黄瓜（Cucumis sativus L.）成熟瓜红色果皮自交系‘NCG127’（P₁）和成熟瓜黄色果皮自交系‘9930’（P₂）为试验材料构建F₂遗传群体,对成熟瓜红色果皮R基因进行遗传分析和基因定位研究。结果表明,黄瓜成熟瓜红色果皮性状由显性单基因控制,红色对黄色为显性。以256株F₂分离群体为试材,应用群体分离分析（BSA）法筛选得到与R基因连锁的20个多态性SSR标记,构建了R基因的分子标记连锁图谱,将R基因定位到黄瓜4号染色体上,物理距离为213.4 kb的区段内,两侧翼标记为UW019319和UW019203,与R遗传距离分别为0.8 cM和0.7 cM。生物信息学分析表明,该区段存在30个预测候选基因。     

“十一五”我国黄瓜遗传育种研究进展

"十一五"期间,我国黄瓜遗传育种研究取得了显著成绩。尤其是国际黄瓜基因组计划(CUGI)的顺利实施在国际上产生了较大的影响。本文从育种材料创新与资源评价筛选、新品种选育、遗传规律研究、分子生物学研究、组织培养、遗传转化体系建立及转基因研究等方面综述了过去五年间取得的最新进展,并分析了存在的问题,对未来工作进行了展望。     

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。     

黄瓜果皮光泽性状的遗传分析及基因定位研究

 以黄瓜（Cucumis sativus L.）果皮有光泽自交系‘1101’（P1）为母本,以3 个无光泽自交 系‘1116’（P2）、‘9930’（P3）、‘1107’（P4）为父本,分别构建6 世代遗传群体,对黄瓜果皮光泽性状 进行遗传规律分析和基因定位研究。结果表明,黄瓜果皮有光泽性状由显性单基因G 控制,有光泽对无 光泽为显性。利用‘1101’ב1116’的F2 群体,结合分离群体分组分析法（bulked segregate analysis, BSA）筛选得到了30 对与黄瓜果皮有光泽基因G 相关的SSR 标记,将该基因定位到黄瓜第5 染色体上, 侧翼标记为CS28 和SSR15818,遗传距离分别为2.0 cM 和6.4 cM。两侧翼标记之间的物理距离为454 kb, 在该区域中共预测了177 个候选基因。     

大棚和露地兼用黄瓜新品种中农18 号的选育

摘　要：中农18 号是以强雌性系081048 为母本,以081006 为父本育成的黄瓜一代杂种。早熟性好,
主蔓结瓜为主,瓜码较密。瓜色深绿,瓜长33～38 cm,商品瓜率高。刺瘤密,白刺,瘤中小,无棱,无
黄色条纹。抗白粉病、霜霉病、枯萎病、WMV、ZYMV,中抗CMV。丰产潜力大,每667 m² 产量可达
10 000 kg。适宜春秋大棚和露地栽培。     

黄瓜新品种中农116 号的选育

中农116 号黄瓜的母本01316 和父本081006 是从国内优良一代杂种园丰元3 号和津优5 号
中经过连续8 代自交纯化定向选择而成的优良自交系。早中熟,主蔓结果为主,瓜码较密。瓜色深绿,
瓜长约30 cm,商品瓜率高。刺瘤密,白刺,瘤小,无棱,无黄色条纹,口感脆甜。抗霜霉病、枯萎病、
WMV、ZYMV,中抗CMV。丰产潜力大,每667 m ² 产量可达10 000 kg 以上,适宜春秋大棚及露地栽培。     

温室黄瓜新品种中农31 号的选育

中农31 号是以09676 为母本和081006 为父本配制而成的黄瓜一代杂种。瓜色深绿、有光泽,
腰瓜长约35 cm,瓜把短,心腔小,瓜肉淡绿色,商品瓜率高。刺瘤密,白刺,瘤小,无棱。抗霜霉病、
白粉病、西瓜花叶病毒病,中抗枯萎病;耐低温弱光能力突出;早熟性好,持续结瓜及丰产优势明显,每
667 m ² 产量10 000 kg 以上,适宜我国北方地区日光温室各茬口栽培。     

黄瓜果实苦味(Bt)基因的插入缺失(Indel)标记

为了筛选与黄瓜果实苦味(Bt)基因紧密连锁的插入缺失(Indel)标记,本研究以黄瓜(Cucumis sativusL.)果实苦味和果实不苦的高代纯合自交系46GBt和931为亲本构建的F2分离群体为试材,明确了黄瓜果实苦味性状遗传是符合单显性基因控制的质量性状.同时在完成Bt基因初步定位和双亲重测序的基础上,利用生物信息学分析双亲在初步定位区域的序列差异,设计了7对InDel标记.通过对含有184个单株的F2群体分析,获得了与Bt基因连锁距离为0.8 cM的Indel标记Bt-InDel-1.利用不同于本研究且包含58个单株的黄瓜F2群体材料对Bt-InDel-1的验证分析表明,该标记检测的正确率达到94.8％.本研究结果可用于无苦味黄瓜的分子标记辅助选择(MAS)育种及Bt基因精细定位.