新疆哈密瓜永久遗传图谱构建及比较分析

 新疆哈密瓜〔Cucumis melo L. ssp. melo convar. ameri ( Pang. ) Greb. 〕是我国特有的栽培甜瓜种质资源, 具有不同于网纹甜瓜〔Cucumis melo L. ssp. melo convar. cantalupa ( Pang. ) Greb. 〕的独立遗传背景。以新疆哈密瓜和网纹甜瓜为亲本构建F₂ S₆作图群体, 采用SSR标记技术获得同时具有哈密瓜和网纹甜瓜遗传背景的永久遗传图谱。图谱由22个连锁群组成, 包括201个SSR标记, 1个白粉病抗性基因标记, 覆盖基因组长度977.153 cM, 标记间的平均距离4.837 cM。本图谱中的17个连锁群与Fernandez- Silva 等构建的网纹甜瓜遗传背景图谱具有线性关系, 两张图谱共有46个相同SSR标记。     

甜瓜白粉病抗性AFLP连锁标记的初步研究

甜瓜白粉病是危害我国甜瓜(Cucumis melo L.)生产的主要病害之一。以抗病的7-2和感病的7-1、7-3杂交组合与分离群体进行了甜瓜抗白粉病连锁分子标记研究,建立了AFLP标记技术体系,找到了1个与甜瓜白粉病抗病基因紧密连锁的AFLP标记:M60/E25-520。     

两个甜瓜材料对白粉病的抗性差异及其生理生化机制研究

以高抗白粉病的野生甜瓜[Cucumis melo L. ssp. agrestis（Naud.）Greb]‘Yuntian 930’和易感病的甜瓜[Cucumis melo L. ssp. melo（Pang.）Greb]‘0544’为试材,研究二者的叶片结构差异及接种白粉病菌后的活性氧代谢、保护酶活性、多胺含量及相关基因表达量的变化。结果表明：抗性材料‘Yuntian 930’的叶片刺毛数量、蜡质含量及栅栏组织/海绵组织比值均显著高于易感病材料‘0544’。与易感病材料‘0544’相比,接种白粉病菌后,抗病材料‘Yuntian 930’的H2O2、 和MDA含量上升缓慢,且能维持在较低水平;而SOD、POD和CAT等酶活性显著高于前者。此外,接种白粉病菌后,‘Yuntian 930’的多胺含量及多胺合成相关基因表达量均迅速上升,且最高值显著高于易感病材料‘0544’。这些结果表明,‘Yuntian 930’的抗病性与其叶片形态结构和较高的抗氧化能力、较高的多胺合成能力有关。     

黄瓜无苦味基因bi的分子标记研究

以黄瓜纯合自交系9110Gt（bibi）和03828(BiBi)为双亲获得的F₂代为试材,利用分离群体组群分析法,从256对AFLP选择性引物中获得了与营养器官无苦味位点连锁距离为6.43 cM的AFLP分子标记TG/GCT₁₅₀,并成功地将其转化为操作简便、表现稳定的SCAR标记SC₈₇。     

与大白菜橘红心基因紧密连锁的SCAR标记

利用游离小孢子培养获得的DH系群体和BSA法对与大白菜橘红心基因紧密连锁的分子标记进行了研究, 筛选到与橘红心球色基因or连锁的RAPD标记S1338₆₅₆和AFLP标记P67M54₁₇₂ , 其遗传距离分别为8 cM和13 cM, 并将其成功转化成SCAR标记SCOR₂₀₄和SCOR₁₂₇。对标记的通用性在110个大白菜自交不亲和系育种材料中进行了验证, 与田间鉴定结果的吻合率分别为90%和89.1%。SCAR标记的获得为大白菜橘红心性状的分子标记辅助选择与基因的图位克隆奠定了基础。     

甜瓜高代自交系4G21抗蔓枯病基因的分子定位

以甜瓜杂交组合4G21 × 3A832的F1、F3家系、BCs和BCr及其双亲为材料,分析了甜瓜蔓枯病抗源4G21的抗性遗传规律。结果表明：F1抗性水平低于抗病亲本,说明抗病基因在F1表现为不完全显性;BCs抗感分离比为1∶1,F3家系抗感分离比为3∶1,说明抗源4G21对蔓枯病的抗性由一对不完全显性基因控制。将该基因命名为Sb-x,定位于甜瓜基因组分子图谱LG1连锁群上,与其两侧的SRAP标记位点me45em42-4、me45em2-3、me45em2-4和me3em42-4、me3em42-3紧密连锁,其遗传距离分别为2 cM和3 cM。     

甜瓜‘PMR6’抗白粉病基因的遗传及其定位研究

以甜瓜(Cucumis melo L.)感白粉病品种‘Hami413’为受体亲本,抗白粉病品种‘PMR6’为供体亲本构建的255株BC2分离群体为材料,研究‘PMR6’抗白粉病的遗传规律及基因定位。群体遗传分析表明,BC2群体中对白粉病菌Podosphaera xanthii生理小种1的抗性由显性单基因控制,基因命名为Pm-PMR6-1;利用混合分组分析法(Bulked segregant analysis,BSA)从分布于甜瓜12个连锁群上的390个SSR分子标记中筛选出5个多态性标记;通过连锁分析,将该抗性基因定位于12号连锁群SSR标记DM0191与CMBR111之间;根据甜瓜基因组信息设计SSR引物,进一步将该基因定位于SSR12407与SSR12202之间,并且该抗性基因与标记Mu7191共分离;比对基因组序列,两标记间物理距离约226 kb,预测35个候选基因。     

甜瓜重组自交系群体SSR遗传图谱构建及纯雌性基因定位

 以甜瓜（Cucumis melo L.）纯雌株厚皮甜瓜品系WI998为母本,雌雄异花同株薄皮甜瓜品系3-2-2为父本杂交,通过单粒传得到了含有185个F6︰7家系的重组自交系分离群体,构建SSR分子遗传图谱。1 219对SSR引物在亲本间有多态性的为215对,多态率17.6%,构建的图谱共包含210个SSR标记,分属18个连锁群,覆盖基因组长度为937.1 cM,标记间平均距离为4.4 cM。将与性别表达密切相关的纯雌性基因（g）定位到了第1连锁群上,其两侧标记为NR3和MU8294_1,与g基因的遗传间距分别为1.2 cM和2.6 cM。     

甜瓜白粉病抗病基因的定位及候选基因分析

以甜瓜高抗白粉病自交系MR-1为母本,易感白粉病自交系Top Mark为父本,构建BC_1P_2和F_2群体,经13个国际通用的甜瓜白粉病生理小种鉴别寄主鉴定,2015年东北农业大学设施园艺工程中心的白粉病发病病菌为P.xanthii生理小种1,甜瓜MR-1对P.xanthii生理小种1的抗性由单显性基因控制。通过对266个F2分离群体的抗病性鉴定和CAPS标记分析,采用复合区间作图法对甜瓜抗白粉病性状进行QTL分析,最终构建了1张包含203个CAPS标记的甜瓜遗传连锁图谱,并将抗病基因PXR定位在第12号染色体上M12-GH和M12-TE 2个标记之间,该基因与两侧翼标记间的距离分别为0.63 c M和0.42 c M,两侧翼标记间在甜瓜参考基因组上对应的物理距离为303 kb,该区域内含有60个预测基因,其中10个基因含有非同义单碱基突变。10个基因荧光定量分析结果显示,在抗病与感病甜瓜表达量存在较大差异的4个基因MELO3C002434、MELO3C002437、MELO3C002441、MELO3C002457为甜瓜白粉病抗病候选基因。     

西瓜花叶病毒新疆鄯善分离物的纯化及不同甜瓜品种的抗病性鉴定

从新疆哈密瓜（Cucumis melo L.）主产区之一的鄯善县采集表现病毒病症状的哈密瓜嫩叶,经昆诺藜连续3次单斑分离纯化后,采用RT-PCR扩增、克隆和测序分析,将该分离物鉴定为西瓜花叶病毒（Watermelon mosaic virus,WMV）。利用该分离物,采用汁液摩擦接种法对12个常见的甜瓜商业品种和13个国际通用的甜瓜白粉病生理小种鉴别寄主进行室内抗病性鉴定,结果表明,所有供试品种中没有免疫和高抗品种,表现抗病、中抗、感病和高感的品种分别有1、11、10和3个,其中表现抗病的为Iran H。     

甘肃甜瓜主产区白粉病菌生理小种的鉴定

采用国际通用的甜瓜白粉病菌生理小种鉴别寄主与标准鉴定体系,对来自甘肃甜瓜主产区的10份甜瓜白粉病菌样本的生理小种进行了鉴定,初步确定甘肃甜瓜主产区的白粉病菌主要为瓜单囊壳白粉菌的两个生理小种,即小种1和2France,优势生理小种是小种1。另外,在靖远县鉴定出生理小种7,为国内初次报道的小种。     

甜瓜雄全同株与纯雌株基因遗传分析及初步定位

利用甜瓜纯雌系WI998与雄全同株品系TopMark配制杂交组合,通过对P1、P2、F1、F2、BC1P1、BC1P26个世代群体的遗传分析,对决定甜瓜性别表达基因进行研究;同时以F2分离群体为试材,采用SSR分子标记构建甜瓜遗传图谱,定位控制甜瓜性别表达基因。研究结果表明,控制甜瓜性别表达的基因有3个,分别为:雄全同株基因a、雌全同株基因g和纯雌系基因gy。初步构建了一个包括31个SSR标记和2个形态学标记的甜瓜遗传图谱,找到了两个与性别表达基因相关的SSR分子标记,其中MU55491与a基因的遗传距离为13.5cM,MU147232与gy基因的遗传距离为11.6cM。     

辐射花粉授粉诱导甜瓜单倍体

为了掌握辐射花粉授粉诱导甜瓜单倍体技术,以5种基因型甜瓜为材料,通过应用γ射线辐射的花粉进行授粉结合胚胎培养,从2种基因型中获得了单倍体植株,单倍体的平均诱导频率为0.29%。这2种基因型分别属于厚皮和薄皮甜瓜类型。花粉的辐射剂量为300Gy和600Gy时,供试材料的平均坐果率分别为50%和10%。辐射剂量为300Gy时,诱导厚皮甜瓜4810和薄皮甜瓜新富玉形成了单倍体植株,单倍体植株的诱导频率分别为0.55%和0.63%;剂量为600Gy时未能诱导供试材料形成单倍体。研究结果表明母本的基因型和花粉的辐射剂量对坐果率和单倍体的产生有一定的影响。此外,对单倍体植株与正常二倍体植株的形态学进行了比较观察,结果表明单倍体植株生长势弱,叶片较小,雄花和雌花均败育。     

基于形态学标记及SSR 标记的甜瓜主栽品种分类鉴定研究

利用形态学标记、SSR 分子标记技术对市场上广泛种植的甜瓜品种进行分类鉴定。利用形态学聚类分析，得到60份材料间的相似系数为0.73～0.94，在相似系数为0.74 处，60 份甜瓜材料被分为2 类，为薄皮甜瓜和厚皮甜瓜；在相似系数为0.77 处，薄皮甜瓜按照单果质量、熟性、果皮底色、芳香气分为4 组，实现初步分类。经过SSR 标记聚类分析，得到60 份材料间的相似系数为0.75～0.95，当相似系数为 0.77 时，可以将所有供试材料分为6 类。利用SSR 分子标记技术，为60 份不同甜瓜品种构建唯一的指纹图谱。18 对SSR 引物，每对引物可以检测到4～11 条数目不等的多态性条带，平均为8 条。多态性信息含量（PIC）平均为0.71，变化范围为0.58～0.88。采用QR 编码为60 份甜瓜材料构建了唯一的指纹图谱。试验结果表明形态学标记对60 份材料实现初步分类，SSR 分子标记则能够有效地区别60 份材料，并且为建立甜瓜品种的核酸指纹图谱库提供了理论数据，实现对甜瓜品种进行快速、准确的鉴定。     

甜瓜种质资源遗传多样性及亲缘关系研究

利用形态学分类方法、AFLP技术对甜瓜育种资源及品种进行分类及亲缘关系的研究。形态学聚类分析将31份材料分为薄皮甜瓜和厚皮甜瓜,厚皮甜瓜又可分为网纹甜瓜、早熟、晚熟厚皮甜瓜3组,选育的新品种大部分被划分在早熟组。利用AFLP技术的聚类分析表明,6对引物共扩增产生524条扩增带,多态性带的比率为76%,聚类分析将之分为5大组:包括根据生态区域划分的3组薄皮甜瓜、厚皮甜瓜、网纹甜瓜,但网纹甜瓜并不包括所有有网纹的瓜。试材的亲缘关系为:长江中下游的薄皮甜瓜与厚皮甜瓜的亲缘关系最近,其次是华南薄皮甜瓜、东北薄皮甜瓜、网纹甜瓜。说明AFLP用于检测差异性不大的甜瓜种质之间的亲缘关系非常有效,这些结果有助于确定育种资源的亲缘关系,为育种提供理论依据。