橘红心大白菜核基因雄性不育系转育方法研究

以白色球心大白菜雄性不育甲型两用系AB01的可育株MsfMs为母本,以橘红色球心大白菜自交系北京-1和山东-1为父本,配制F1、F2及BC1,鉴定各世代叶球颜色和雄蕊育性,分析球色遗传规律,以及球色、花色及雄蕊育性的遗传关系,探索橘红心大白菜核基因雄性不育系转育方法。结果表明,球心颜色由一对基因控制,橘红心为隐性,白心为显性;橘红心与橘红花性状为完全连锁或一因多效;球心颜色与雄蕊育性独立遗传;橘红心大白菜自交系北京-1和山东-1在核不育基因位点上的基因型均为纯合隐性可育msms。提出了利用普通白心大白菜核基因雄性不育材料转育橘红心大白菜雄性不育系的遗传模式。     

两种不同肉色枇杷果实类胡萝卜素积累及合成#br# 相关基因的表达

 以‘早钟6 号’（黄肉）和‘白玉’（白肉）两类枇杷为材料,测定不同发育阶段果实果皮 和果肉中类胡萝卜素含量,并对15 个生物合成相关基因的表达进行了分析。随着果实发育成熟,β–胡 萝卜素含量在黄肉‘早钟6 号’果皮和果肉中增加,到成熟期达到最高值,分别为68.53 和11.92 μg ? g-1 FW; 在白肉的‘白玉’果皮中也呈增加趋势,到成熟期最高,为38.89 μg ? g-1 FW,但果肉中略有下降,从最 初的0.47 μg ? g-1 FW 降低至0.29 μg ? g-1 FW。两个品种果皮和果肉的β–隐黄质含量表现为持续增加,均 在成熟期达到最高值。叶黄质含量在‘早钟6 号’果皮中表现为下降,在果肉中则持续上升;在‘白玉’ 果皮中表现为先降后升,在果肉中变化不大,维持较低水平。‘早钟6 号’进入转色期后,与‘白玉’相 比,在果皮中的PSY 和CYCB 表达量较高,而在果肉中CYCB 和BCH 的表达量较高,提示枇杷不同发育 阶段类胡萝卜素的积累主要受PSY、CYCB、BCH 基因的共同调控。     

棕果番茄果实颜色遗传及gf位点序列变异分析

将番茄红果材料‘OH 88119’与棕果材料‘Black Cherry’杂交获得F2分离群体。通过对成熟果实外果皮、中果皮/内果皮和胎座颜色的观察,在不考虑番茄红素颜色的情况下,外果皮和中果皮/内果皮的颜色分别由一个基因控制,且独立遗传。用gf位点特异引物经PCR和RT-PCR扩增和测序,获得了‘Black Cherry’和‘紫色圣女果’的基因组DNA序列以及8个棕果番茄的cDNA序列,与红果材料中对应的GF位点序列相比,‘Black Cherry’、‘黑番茄（9T）-h’、‘黑番茄–2012’和‘紫果（圆）’的编码区出现了一个T与C替换,‘紫果（椭圆）’编码区缺失了两个核苷酸AT,而‘紫色圣女果’、‘紫玉（F1）-h-h’和‘Chocolate Cherry’则在编码区插入了一个A,这些突变分别属于gf 4、gf 3和gf 2类型,都形成新的终止密码子。根据序列差异建立了可用于鉴定gf 3和gf 4的dCAPS（Derived Cleaved Amplified Polymorphic Sequence）标记,为棕果番茄的标记辅助选择提供工具。     

橘红心大白菜形态标记的遗传及稳定性研究

以橘红心大白菜自交系（LH）、普通心大白菜自交系（91-12）为亲本，研究了橘红心大白菜子叶颜色的遗传特征及其在环境中的稳定性。结果表明：橘红心大白菜和普通心大白菜正反交后代（F1和F1′）子叶颜色均为黄色，F2和BC1F1群体子叶颜色分离比分别为3∶1和1∶1（黄色子叶∶橘红子叶），这说明橘红心大白菜子叶颜色由1对等位基因控制，橘红色对黄色表现为隐性|子叶颜色、花色和球心色三者的遗传表现为一因多效，即橘红子叶植株的球心色和花色也为橘红色。在遮光或者弱光处理结束后，光照2 h橘红心大白菜的子叶颜色可以稳定表现，在低温遮光条件下表现最为显著，催芽时间不同（24 h或48 h）不影响橘红心大白菜子叶颜色的表现。因此，子叶颜色可以作为橘红心大白菜选育中的一个理想的形态标记加以应用。     

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。     

甜瓜果实颜色3 个质量性状基因的定位

 以甜瓜（Cucumis melo L.）黄绿皮、白肉、无覆纹的自交系‘K1-7’为母本,黄皮、橘红肉、 无覆纹的自交系‘K3-92-1’为父本杂交,组建F2 遗传群体,采用MSG（multiplexed shotgun genotyping） 法对F2 群体进行基因分型,并在甜瓜全基因组范围内扫描SNP 遗传标记。利用检测到的44 722 个SNP 标记位点进行高密度Bin 遗传图谱的构建,并对甜瓜果皮底色、覆纹颜色和果肉颜色等3 个质量性状进行 遗传分析和基因定位。结果表明,果皮底色和果肉颜色由单基因控制,黄绿果皮和橘红色果肉为显性性 状,果皮底色基因定位在4 号染色体409 828 ~ 835 625 bp 区间内,长度约为425 kb,果肉颜色基因定位 在9 号染色体20 433 942 ~ 20 573 889 bp 区间内,长度约为139 kb,覆纹颜色由两个有上位效应的基因控 制,其中1 个基因位点与果皮颜色控制位点在同一区域,1 个基因定位在2 号染色体末端23 736 803 ~ 23 787 235 bp 区间内,长度约为51 kb。     

大白菜橘红色和紫色遗传分析

以球内叶橘红色的大白菜和外叶紫色的普通白菜（小白菜）为亲本进行杂交、自交和回交,研究大白菜橘红色、紫色2对基因的遗传规律。结果表明：球内叶橘红色的大白菜和外叶紫色的普通白菜杂交,F1植株颜色为非橘红心-紫色|在F2群体中出现4种基因型,非橘红心-紫色、非橘红心-非紫色、橘红心-紫色、橘红心-非紫色,比例接近9∶3∶3∶1,其中获得橘红心-紫色基因型ororPr-的概率为18.75%,获得纯合橘红心-紫色基因型ororPrPr的概率为6.25%|在BC1群体中,4种基因型之比接近1∶1∶1∶1|BC2群体中,全部植株颜色为非橘红心-紫色。x2检测结果进一步证明：球内叶橘红色的大白菜和外叶紫色的普通白菜杂交后代球内叶橘红色和外叶紫色为非连锁、互为独立遗传、自由组合的2对基因,二者分别位于不同的染色体上。球内叶橘红色基因or已定位在A基因组1号染色体末端,据此推断,来源于外叶紫色的普通白菜的紫色基因不在1号染色体上,而是在A基因组其他染色体上。     

水仙红色副冠形成机理的初步研究

 以中国水仙（Narcissus tazetta var. chinensis）‘金盏银台’和喇叭水仙（N. pseudonarcissus L.） ‘粉红魅力’为材料，通过定量PCR 分析比较了类胡萝卜素合成途径主要结构基因在‘金盏银台’黄色 副冠和‘粉红魅力’红色副冠中的表达；使用透射电镜观察‘粉红魅力’红色副冠以及‘金盏银台’黄 色副冠、白色花瓣中有色体的超微结构；克隆了中国水仙有色体类胡萝卜素相关蛋白（CHRC）基因并分 析其在不同组织中的表达。研究结果表明，‘粉红魅力’副冠呈现红色是一系列结构基因表达发生变化 的结果，其中LYCE 表达量降低是红色副冠中累积β–胡萝卜素的关键；红色和黄色副冠中有色体都为膜 状有色体，副冠呈现红色与细胞中有色体的结构和数量无关，但红色副冠有色体中存储类胡萝卜素的质 体球数量较多，这与其CHRC 的表达量增强，有色体累积β–胡萝卜素的能力增强相关。研究还发现‘金 盏银台’白色花瓣中有色体结构与其黄色副冠明显不同，有色体数量少，且有色体内质体球体积小、数 量较少。研究结果将为阐明水仙花色形成机理以及利用基因工程技术改良中国水仙花色提供依据。     

橘红色花菜薹突变体的发现和研究

以橘红色花菜薹突变体11A-47 与黄色花菜薹联记特选34 号甜菜心杂交获得的F₁,F₂ 及
BC₁、BC₁′ 群体为试材。将6 个世代的种子经4 ℃低温春化处理15 d 后调查子叶颜色,研究菜薹橘红色花
的遗传规律;同时,采用与大白菜橘红心球色基因紧密连锁的分子标记对控制菜薹橘红色花的基因进行分
析,鉴定菜薹橘红色花与大白菜橘红心球色基因or 之间的关系。结果 表明,橘红色花菜薹11A-47 与黄色
花菜薹杂交F₂ 群体中,橘红色子叶与绿色子叶的分离比例符合1∶3,χ²=1.938 9 ＜ χ²
0.05=3.841;BC₁′ 群体
中,橘红色子叶与绿色子叶的分离比例符合1∶1,χ²=1.369 7 ＜ χ²0.05=3.841。说明菜薹的橘红色花为质量
性状,由1 对隐性等位基因控制。分子标记结果表明,控制菜薹橘红色花的基因与控制大白菜橘红心球色
的基因可能不同。     

脐橙与粗柠檬体细胞杂种果实类胡萝卜素、糖酸遗传的亲本偏向性

 采用高效液相色谱测定柑橘种间体细胞杂种[‘朋娜’脐橙（Citrus sinensis Osbeck）+ 粗柠檬（C. jambhiri Lush）]和其两个融合亲本果实的类胡萝卜素含量，气相色谱测定可溶性糖及有机酸含量，并检测代谢过程中关键基因的表达，比较分析体细胞杂种果实品质遗传及基因表达特点。结果表明，体细胞杂种类胡萝卜素成分及含量均偏向粗柠檬亲本，柠檬酸、苹果酸积累量也偏向粗柠檬；而蔗糖含量处在中亲值；实时定量PCR 技术检测类胡萝卜素代谢途径中的7 个基因，其中4 个基因在‘朋娜’脐橙中的表达量高于粗柠檬，环化途径中番茄红素ε 环化酶基因（CitLcy-e）、玉米黄质环氧酶基因（CitZep）在体细胞杂种中表达量偏向粗柠檬亲本，显著低于‘朋娜’脐橙。可见粗柠檬遗传物质的表达在体细胞杂种中占主导地位。     

胡萝卜中类胡萝卜素积累与主要合成基因转录水平相关性分析

以胡萝卜白色野生资源‘松滋野生’和欧洲橘色栽培品种‘Amsterdam’及其回交重组自交系（BILs）中的5个不同根色株系为试材,研究其根和叶中α–胡萝卜素、β–胡萝卜素合成途径分支点上LCYE、LCYB1、CHXE、CHXB1基因转录表达与类胡萝卜素含量之间的关系。cDNA测序结果表明,松滋野生和Amsterdam之间存在多个SNP变异位点。类胡萝卜素测定发现,Amsterdam叶中α–胡萝卜素含量（87.3 μg ? g-1）显著高于松滋野生（2.8 μg ? g-1）,而其β–胡萝卜素含量（122.7 μg ? g-1）显著低于松滋野生（237.9 μg ? g-1）。qRT-PCR结果显示,LCYE、LCYB1、CHXE和CHXB1在不同材料的根和叶中均表达,其中LCYE与根中α–胡萝卜素、β–胡萝卜素及总类胡萝卜素含量之间呈显著正相关;与叶中叶黄素和总类胡萝卜素含量之间呈显著负相关,说明LCYE对类胡萝卜素积累起着关键性作用。     

葡萄白粉病菌应答基因VpSTART的克隆及表达分析

 在前期获得葡萄白粉病菌应答基因VpSTART的EST基础上,采用RACE和RT-PCR技术克隆该基因cDNA全长序列。VpSTART全长1 321 bp,3′端非编码区114 bp,包含一个1 206 bp开放阅读框,编码401个氨基酸。VpSTART蛋白分子量为45.3 kD,与欧亚种葡萄、玉米、拟南芥、蒺藜状苜蓿和蓖麻的蛋白同源性分别为99%、64%、58%、46%和25%。实时荧光定量PCR表明,VpSTART在‘商–24’葡萄花序、卷须和茎中表达量较高;感白粉病的‘湖南–1’葡萄叶片接种白粉病菌后VpSTART表达量与对照没有显著差异,而抗白粉病的‘商–24’葡萄接种12 h后VpSTART表达量增加,在24 ~ 96 h表现显著性差异;用SA、MeJA和Eth等不同信号分子分别处理‘湖南–1’和‘商–24’葡萄叶片1 ~ 48 h后,VpSTART基因的表达受SA负调控,受MeJA和Eth正调控。     

番茄抗黄化曲叶病基因y-5分子标记及遗传分析

以番茄抗黄化曲叶病毒ty-5基因的抗病材料‘13072’（亚洲蔬菜研究与发展中心提供）和感病材料‘13493’（早粉2号）为亲本配置杂交组合,获得F1、F2、BC1P1和BC1P2 4个世代,对番茄黄化曲叶病抗性基因ty-5进行遗传规律分析和基因定位研究。结果表明,抗性基因ty-5为隐性基因控制。利用657株F2分离单株,应用群体分离分析（BSA）法筛选得到与ty-5基因连锁的5个多态性SSR标记,构建了ty-5基因的分子标记连锁图谱,将ty-5基因定位到番茄4号染色体上,物理距离为737 kb的区段内,两侧翼标记为TES2461和TGS4151,与ty-5遗传距离分别为2.4 cM和3.1 cM。生物信息学分析表明,该区段存在52个预测候选基因。     

切花小菊分枝性状杂种优势表现与遗传分析

 切花小菊的分枝是最重要的品质性状之一。用不同分枝特性的切花小菊品种‘QX-145’（作 母本）和‘南农银山’（作父本）杂交获得F1 群体,对F1 杂种的一级分枝数、分枝高度、一级分枝长度 和分枝角度等4 个分枝性状在2011 和2012 两个年度的表型数据进行记载,运用单个分离世代的主基因 + 多基因混合遗传分析方法,对其进行遗传分析。结果表明,4 个分枝性状在F1 群体中广泛分离,变异系 数为14.60% ~ 38.89%;杂种优势和超亲分离现象普遍存在,除一级分枝长度外,其他3 个性状的中亲优 势值均达极显著水平,中亲优势率分别为–21.46%、–46.96%和–8.85%。混合遗传分析表明：切花小菊 一级分枝长度、分枝角度符合A-0 模型,无主基因控制;一级分枝数和分枝高度符合A-4 模型,主基因 表现为负向完全显性,主基因遗传率分别为51.45%和53.92%。     

超量表达欧李ChPSY基因促进转基因番茄类胡萝卜素合成的研究

将从欧李果实中分离的ChPSY cDNA经过序列分析、酶切之后,连接到植物表达载体PMV,构建了植物重组载体pBI-ChPSY,并通过根瘤农杆菌EHA105介导转化番茄,获得了12株抗性植株。PCR检测和Southern杂交结果显示,12株抗性植株均为阳性,说明外源基因ChPSY整合到转化植株的基因组中。RT-PCR分析表明,ChPSY基因在转化植株果实中得到表达。HPLC分析表明,转ChPSY基因番茄果实中总类胡萝卜素含量增加了1.62 ~ 3.04倍,八氢番茄红素、番茄红素、β–胡萝卜素和α–胡萝卜素含量分别增加了4.87、2.10、2.59和3.25倍。转化植株中内源类胡萝卜素合成基因的表达也受到广泛的影响。ChPSY基因超量表达有效促进了番茄果实中类胡萝卜素的合成和积累。     

结球甘蓝耐裂球性状遗传分析

 以结球甘蓝‘79-156’和‘96-100’为亲本配制的6 个联合世代（P1、P2、F1、B1、B2、F2）群体为试材,采用主基因+ 多基因混合遗传模型对耐裂球性状进行了遗传分析。两年结果均表明,耐裂球性状的最适遗传模型为E-0 模型,即两对加性–显性–上位性主基因+ 加性–显性–上位性多基因控制。两对主基因均以加性效应为主,且存在明显的互作效应。2010 年该组合B1、B2、F2 分离群体的主基因遗传率分别为67.3%、1.4%和59.1%,多基因遗传率分别为0、56.2%和0,遗传变异平均值占表型变异的60.9%,环境变异平均值占表型变异的39.1%;2011 年该组合B1、B2、F2 分离群体的主基因遗传率分别为85.5%、22.3%和84%,多基因遗传率分别为0、24.3%和0,遗传变异平均值占表型变异的63.9%,环境变异平均值占表型变异的36.1%。表明该性状以主基因遗传为主,同时受环境影响较大,应在早期世代进行选择,B1、F2 主基因选择效率较高     

苹果对炭疽菌叶枯病抗性遗传的研究及其分子标记筛选

利用两个对炭疽菌叶枯病高抗的苹果品种（系）‘富士’和‘QF-2’及两个高感品种‘金冠’和‘嘎拉’为亲本配制了4个杂交群体‘富士’ב金冠’,‘金冠’ב富士’,‘嘎拉’ב富士’,‘富士’בQF-2’。以F1群体植株为试验材料,对苹果炭疽菌叶枯病的抗性进行鉴定评价和遗传分析。结果表明,4个群体中抗、感植株的分离比分别符合1︰1,1︰1,0︰1和1︰0的理论比值,初步推测苹果抗炭疽菌叶枯病性状受隐性单基因控制,抗病基因型为rr,感病基因型为RR和Rr。以‘金冠’ב富士’F1群体为试材,采用分离群体分组分析（BSA）方法,通过对均匀覆盖苹果染色体组的500对SSR引物的筛选,获得了一个与抗病性状相关的分子标记S0506206-24,该标记与抗性基因位点的连锁距离为9.8 cM。     

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。     

芹菜中类胡萝卜素合成相关番茄红素ε–环化酶基因AgLCYE的克隆与表达分析

番茄红素ε–环化酶（lycopene epsilon cyclase,LCYE）是类胡萝卜素合成途径中的关键酶。从‘津南实芹’中克隆获得番茄红素ε–环化酶基因AgLCYE。序列分析结果显示,AgLCYE包含1个1 590 bp的开放阅读框,编码529个氨基酸。氨基酸序列多重比对表明,芹菜和其他物种的LCYE同源性为77.68%,AgLCYE和同属伞形科的胡萝卜LCYE氨基酸序列同源性高达98.07%。AgLCYE蛋白与胡萝卜LCYE蛋白进化关系最近。AgLCYE蛋白属于亲水性蛋白,预测的蛋白质三级结构中有9个α螺旋和18个β折叠。无序化分析结果表明,AgLCYE编码的氨基酸序列有4个无序化区域。用UPLC方法对30、45和60 d龄芹菜叶中叶黄素和α–胡萝卜素的含量进行测定,30 d时叶黄素含量最高,45 d时最低,45和60 d时无显著性差异,叶片中的叶黄素含量均高于叶柄。芹菜叶片和叶柄中均没有检测到α–胡萝卜素的存在。荧光定量表达分析结果显示,随着生长期的增加,叶片中AgLCYE的相对表达量逐渐升高;叶柄中逐渐降低。     

‘红颜’草莓菌根磷转运蛋白基因的克隆及荧光定量表达分析

 采用MEGA5.0 软件对9 个森林草莓无机磷转运蛋白序列及58 个已知的其它植物磷转运蛋 白的氨基酸序列进行聚类分析,发现5 个基因与菌根磷转运蛋白基因分支聚在一起,初步判断是候选的 草莓菌根磷转运蛋白。根据其基因序列设计引物获得了5 个‘红颜’草莓候选菌根磷转运蛋白基因全长。 实时荧光定量PCR 结果表明,FaPT4、FaPT5 和FaPT8 在草莓菌根中显著上调表达,结合聚类分析结果, 证明这3 个基因是‘红颜’草莓菌根磷转运蛋白基因。