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。     

黄瓜AFLP反应体系的优化

对影响AFLP(Amplified fragment length polymorphism)扩增的关键因素进行了摸索,以期获得清晰稳定的黄瓜AFLP反应体系。结果发现,最佳的预扩增体系为:20反应体系中包含0.5 UTaqDNA poly-merase、2.0μL dNTP(2 mmol/L)、1.2μL 25 mmol/L Mg2 、0.6μL 50 ng/μL每种引物、1×PCR Buffer和4μL模板DNA;最优的选择性扩增体系为20μL反应体系中含有1.0 UTaqDNA polymerase、2.0μL dNTP(2 mmol/L)、1.0μL 25 mmol/L Mg2 、1.0μL 50 ng/μL每种引物、3.0μL稀释40倍的预扩增产物和1×PCR Buffer。体系优化后,扩增产物稳定,条带十分清晰,无背景干扰。     

美国、巴西蔬菜科技考察报告

方智远、吴明珠院士等对美国、巴西蔬菜科技考察后深刻体会到，我国作为发展中国家，蔬菜科研作为公益性研究应得到更多的重视；要更重视科研为生产实际服务，生物技术与常规技术相结合；各级科研单位应更好地开展协作，并有一个比较明确的分工。     

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。     

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     

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。