167份西瓜种质材料的遗传多样性分析

以来自世界各地的167份西瓜种质资源为材料,利用形态学标记和SSR标记,结合多样性分析、聚类分析和主坐标分析等方法,对其遗传多样性进行了系统全面的研究。结果表明,29个表型性状Shannon多样性指数的变化范围是0.54~2.03,平均值为1.50,其中质量性状平均值为1.16,数量性状为1.71;18个数量性状的变异系数变化范围为16.43%~90.73%,平均值为34.12%。不同地区西瓜种质遗传多样性比较结果显示,非洲地区的种质遗传多样性丰富,亚洲、北美洲次之,南美洲和欧洲的遗传多样性相对较低。同时,利用22对SSR标记对西瓜种质进行了遗传多样性分析,平均每对引物扩增4.86个等位基因,平均有效等位基因数(Ne)是2.20,平均Shannon多样性指数(I)为0.94,平均观测杂合度(Ho)为0.27,平均期望杂合度(He)为0.52,平均多态性信息含量(PIC)为0.45。进一步分别利用表型标记和SSR标记对167份西瓜种质材料进行分类,结果显示SSR标记的稳定性强,能够很好的对种质材料进行分类。     

利用SSR标记快速鉴定西瓜杂交种纯度

为了快速高效地鉴定杂交种纯度,建立完善的西瓜杂交种纯度SSR分子标记鉴定技术体系。利用30对杂合率高、多态性高的SSR引物对‘豫艺360’‘豫艺黑小宝’‘国豫二号’和‘甜王’这4份在河南省广泛种植的西瓜杂交种父母本进行筛选,筛选出7对条带清晰、多态性较好的引物。通过PCR反应体系扩增及凝胶电泳进行纯度分析,对4份杂交种的F_1样本进行鉴定,纯度分别为91.1%、93.2%、92.6%、91.4%,将分子标记鉴定结果与田间形态学鉴定的结果相比对,两者偏差≤2%,在允许范围之内,表现出高度一致。     

甜瓜SSR标记在葫芦科不同作物间的通用性分析

微卫星标记(SSR)在近缘物种间具有通用性,因其高效率、低成本可广泛用于跨物种间的遗传多样性分析、基因定位和图谱构建等。本试验基于甜瓜基因组测序结果开发了120对SSR标记,研究其在8种葫芦科作物间的通用性及作物内的多态性,并利用NTSYS软件分析37份不同瓜类作物材料间的遗传多样性。结果显示,114对标记均在甜瓜基因组中得到有效扩增,黄瓜中有108对标记有效扩增,通用性比率为94.7%,南瓜中能有效扩增标记最少,其通用性比率也达到了41.2%,在8种葫芦科作物间均通用的标记有29对;通过对通用性标记的多态性分析表明,甜瓜多态性比率最高为61.4%,西瓜、黄瓜、苦瓜、冬瓜、西葫芦、南瓜和丝瓜多态性比率分别为32.5%、14%、4.4%、8.8%、3.5%、13.2%和11.4%;不同作物间的平均遗传相似系数在0.70~0.83之间,其中甜瓜和黄瓜平均遗传相似系数较小,亲缘关系较近,西葫芦和南瓜间的平均遗传相似系数最小,亲缘关系最近。这些通用性标记将有利于提高葫芦科作物整体分子生物学研究水平。     

大豆Whirly基因家族的鉴定和表达分析

Whirly家族是一类植物特异的转录因子,它们能与单链DNA分子结合,无论在细胞核还是在细胞器内都有着广泛而复杂的生物学功能。然而,目前还没有关于大豆Whirly基因的研究报道。本研究首次在全基因组水平鉴定和综合描述大豆Whirly基因家族成员,以期为它们的后续功能研究提供理论基础。该研究在大豆基因组中鉴定到了7个Whirly基因,并对其理化性质、亚细胞定位、进化关系、基因结构、蛋白基序组成、三维结构和基因表达模式等进行综合分析。根据它们的进化关系、基因结构和蛋白基序组成,将其分为两大类。蛋白三维结构分析结果表明,GmWHY5蛋白由于N端的缺失,缺少了β1-4和α1,与其它大豆Whirly蛋白结构差异很大。利用已公布的转录组数据进一步研究了大豆Whirly基因的表达谱,结果显示其组织和胁迫表达模式差异很大。例如GmWHY1、GmWHY2、GmWHY6和GmWHY7的表达水平明显高于GmWHY3、GmWHY4和GmWHY5。总之,这些发现将为大豆Whirly基因家族的研究提供重要的资源,并为进一步阐明其分子机制奠定基础。     

薄皮甜瓜12个质量性状的遗传多样性分析

以74份薄皮甜瓜种质为试材,采用相关性分析、主成分分析和聚类分析等方法,研究了12个质量性状的遗传多样性。变异分析结果表明,12个质量性状的多样性指数为0.21～1.45;变异系数为11.70%～134.05%,其中,叶缘锯齿的变异系数最大,为134.05%,蔓上绒毛类型的变异系数最小,仅为11.70%。相关性分析结果表明,果实形状与果肉香气呈极显著负相关(P0.01),内果肉颜色、外果肉颜色和瓜瓤颜色相互之间均呈显著正相关(P0.05),叶片缺刻与叶片形状呈极显著正相关(P0.01)。主成分分析结果表明,12个质量性状可归纳为4个主成分,累计贡献率达55.35%。聚类分析可将74份薄皮甜瓜分为两大类群,类群Ⅰ包括13份材料,类群Ⅱ包括61份材料。这61份材料又分为ⅡA和ⅡB 2个亚群,ⅡA包括13份材料,ⅡB包括48份材料。亚群ⅡB又细分为ⅡB1和ⅡB2 2个小亚群。综上所述,薄皮甜瓜的12个质量性状表现出丰富的遗传多样性。