番茄多茸毛性状的遗传行为及其利用研究初报

1978年,从美国引入Smoky Mountain品种中分离出具有多茸毛性状的番茄植株,其有明显的避蚜及避白粉虱作用,可达到减少黄瓜花叶病毒侵染的目的。 多茸毛性状是受一对显性基因控制的,现有多茸毛株全是杂合体,这可能是控制多茸毛性状的基因有纯合致死作用。为提高多茸毛番茄的综合抗病毒能力,将TMV抗病基因转入其中,已获得对TMV,CMV兼抗能力强,经济性状好的品系。     

辣椒茸毛性状的遗传研究和基因定位

植株表面茸毛常与抗虫、耐干旱、耐盐、抗病及防御紫外线辐射等有着直接或间接的关系,在抗性育种中有着重要的潜在利用价值。本试验以多茸毛辣椒材料1789M和无茸毛辣椒材料1788W及其F1、F2群体为试材,观察辣椒体表茸毛的形态特征及其分布特点,研究辣椒茸毛性状的遗传规律,并结合群体分离分析法(BSA)对辣椒茸毛基因进行定位。结果表明:辣椒植株茸毛是由部分表皮细胞向上突起形成,以直立不分杈的单茸毛为主,并且植株不同部位的茸毛密度不同,一般为幼茎成熟茎叶片背面叶片正面;辣椒茸毛性状由1对显性核基因控制,该基因被定位在辣椒10号染色体上,位于SSR标记ssr10-19和ssr10-21之间,且两标记与该茸毛基因的相对遗传距离分别为5.3c M和13.3c M。     

番茄绿果与橙果间果实颜色及主要色素含量的遗传研究

对番茄组合绿樱(绿果)×金珠1号(橙果)的6个世代遗传群体(P1、P2、F1、BC1、BC2和F2)进行果色性状、番茄红素含量、叶绿素含量和胡萝卜素含量等的遗传规律分析。结果表明:正反交F1的果色性状无明显差异,而色素含量存在显著差异;说明番茄果色性状受核基因控制,而色素含量遗传除受核基因控制外还可能存在胞质效应。采用多世代联合分析法的分析结果表明,番茄绿果与橙果间的果色性状符合2对加性主基因+加性-显性多基因(MX2-A-AD)遗传模型,其BC1、BC2和F2主基因遗传率分别为73.42%、78.25%和61.41%,多基因遗传率分别为22.87%、15.35%和34.94%,即果色性状遗传的主基因遗传力较强;叶绿素含量符合1对负向显性主基因+加性-显性多基因(MX1-AEND-AD)遗传模型,其BC1、BC2和F2主基因遗传率分别为0、1.73%和0.65%,多基因遗传率分别为45.47%、0和37.82%,即主基因遗传力在BC2群体中最高,多基因遗传力在BC1群体中最高;番茄红素含量与胡萝卜素含量均符合2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因(MX2-ADI-AD)遗传模型,其BC1、BC2和F2主基因遗传率分别为75.74%、1.79%、84.26%和61.53%、87.21%、81.05%,多基因遗传率分别为20.32%、74.12%、12.68%和0.68%、0、0,表明番茄红素含量和胡萝卜素含量的主基因遗传力较强。     

西瓜强雌性状的遗传效应分析

 以强雌性西瓜品系BG1和普通花性型品系ZY10为材料配制杂交组合, 调查单株30节位内的 雌花比率, 利用主基因+多基因混合遗传模型多世代联合分析法, 对该组合的P₁、P₁、F1、F₂、BC₁P₁和BC₁P₂等6个世代群体的雌花率性状进行分析。结果表明: 西瓜强雌性状遗传受两对主基因的加性-显性-上位性模型控制(即B-1模型) , 主基因表现为隐性。第1和第2对主基因的加性效应值分别为33.46和5.17; 而显性效应值分别为- 20.56 和- 11.20。主基因遗传率在BC₁P₁和F₂世代中高达93.75%和94.32% , 在BC₁P₂世代中较低, 为60.91%。在该组合中不存在多基因的效应。     

不同茸毛性状辣椒干旱胁迫的相关生理指标分析

以不同茸毛性状的3个近等基因辣椒系为试材,利用盆栽试验,研究干旱胁迫处理对不同茸毛性状辣椒植株的生理指标的影响,并测定了植株总生物量。结果表明,与对照相比,干旱胁迫下不同茸毛性状辣椒叶片的游离脯氨酸含量显著增加,以多茸毛变异系增加量最多,为17.98倍;叶片丙二醛含量显著增加,以多茸毛变异系的增加量最少,为29.13%;超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性都增加,增加量以多茸毛变异系最多。3个近等基因系的植株总生物量降低率差异显著,以多茸毛变异系最少,为29.98%。     

钙对弱光胁迫下番茄叶片保护酶活性及可溶性蛋白含量的影响

 为明确Ca²⁺对番茄耐弱光特性的调控作用,以番茄（Lycopersicon esculentum Mill）耐弱光品系W为试材,研究了弱光（50%自然光强）胁迫条件下,钙和钙加IAA处理对叶片保护酶活性以及可溶性蛋白质含量的调控作用。结果表明：弱光胁迫下(实测光通量密度为556.8～656.6μmol·m^-2·s^-1)27mmol·L^-1的CaCl₂处理可显著降低番茄叶片MDA含量,提高SOD、CAT、POD的活性及可溶性蛋白含量,使这些指标达到正常光照下的对照植株水平;IAA进一步增强了Ca²⁺的这些作用。Ca²⁺的这些作用可能是其提高番茄植株弱光耐受性、防止植株弱光伤害的重要原因之一。     

番茄果实发育过程中糖的变化与相关酶活性的关系

 在日光温室内以普通栽培番茄(Lycopersicon esculentum Mill. ) ‘辽园多丽’为试材, 在番茄开花后不同天数, 分别取果柄维管束、萼片、果肉、果胶质和胎座、心室隔壁和果实维管束, 分别测定各部位糖的组成和含量以及糖代谢相关酶的活性。结果表明, 在番茄果实发育过程中, 果肉中葡萄糖和果糖的含量与蔗糖合成酶( SS) 活性呈显著和极显著负相关, 相关系数分别为-0.9497^*和-0.9598^**, 两者与转化酶的活性在果实整个发育期达到显著正相关; 而蔗糖的含量与酸性转化酶及中性转化酶活性均达到极显著负相关, 相关系数分别为-0.9706^**和-0.9669^**, 与SS活性呈显著正相关, 相关系数为0.8886^*。在果实整个发育期, 3种糖的含量均与蔗糖磷酸合成酶( SPS) 无显著相关, 说明番茄果实中各种糖的积累与代谢主要受SS和转化酶活性的调控, 与SPS活性关系不大。果实中淀粉的积累只与SS呈显著正相关, 与其它3种酶活性关系不大。所以转化酶与蔗糖合成酶( SS) 的共同作用是影响普通栽培型番茄果实中糖积累的重要因子。     

苦瓜强雌性状的遗传分析

以强雌性苦瓜品系09C-51、09C-54和普通性型品系09C-57为亲本配制杂交组合,调查单株主茎50节位内的雌花节率。通过对两个组合的P1、P2、F1、F2、BC1P1各世代植株的性型观察,并经χ2 测验,表明苦瓜强雌性性状由1对不完全显性基因控制。利用组合09C-51×09C-57的Pl、P2、Fl、F2群体的性型分离数据,进一步对性型进行数量遗传学分析,表明强雌性性状符合1对显性主基因+加性-显性多基因模型,说明苦瓜强雌性性状由1对主基因控制,且存在微效多基因的影响,其主基因遗传率为63.06%,多基因遗传率为26.96%。     

DNA分子标记技术在番茄育种上的应用

主要介绍了分子标记技术应用于遗传育种中的几种方法,并综述了DNA分子标记技术在番茄的遗传育种研究既番茄遗传图谱、亲缘关系和遗传多样性研究、品系指纹图谱构建及品种纯度鉴定、基因定位和标记辅助选择中的一些应用.并对分子标记在番茄育种上的选一步应用做出了展望.     

番茄果实硬度遗传规律研究

番茄果实硬度是番茄重要商品性状之一,为了辅助选育高硬度番茄品种,该试验选用高硬度番茄品种‘14803’与低硬度番茄品种‘14630’构建了6个世代遗传群体,测量了P_1、P_2、F_1、F_2、BC_1、BC_2的6个世代番茄果实的硬度,通过6个世代联合分析的方法,研究了番茄果实硬度的遗传规律。结果表明:番茄果实硬度遗传模型为1对加性-显性主基因+加性-显性-上位多基因混合遗传模型,番茄果实硬度的主基因加性效应、显性效应、势能比分别为17.146 8、0.873 1、0.050 9,加性效应为增效,显性效应为部分显性,主基因在BC_1、BC_2、F_2中的遗传力分别为1.64%、1.45%、0.88%,多基因在BC_1、BC_2、F_2中的遗传力分别为26.75%、69.05%、60.98%。     

病毒诱导的基因沉默在番茄组织中的特异性分析

 病毒诱导的基因沉默（VIGS）是植物基因功能研究的新技术。以组成型表达gusA基因的转基因番茄为材料,通过VIGS技术沉默gusA基因,对VIGS在番茄中的组织特异性进行了初步分析。结果表明,VIGS技术能有效地诱导gusA基因在番茄植株的叶片、花、果实、侧枝、主茎及茎分枝点等部位和组织中沉默,证明VIGS在番茄中具有较强的系统性沉默特征。     

葡萄糖氧化酶( GO ) 基因在番茄中的遗传转化

 将来自黑曲霉的葡萄糖氧化酶( glucose oxidase, GO ) 基因与病原诱导启动子Prp1-1融合,构建了植物表达载体pCPGO, 该载体具有抗除草剂PPT选择标记。经农杆菌介导转入番茄自交系, 获得了阳性转基因植株58株, Southern杂交结果表明, GO基因已整合到番茄基因组中。通过淀粉- KI显色反应和定量检测, 表明GO基因已经表达。转基因植株花器及开花正常, 种子一旦萌发, 其生长、发育各时期均正常。但结实率有所减少, 种子萌发率有所降低。用番茄叶霉病( Fulvia fulva) 病原菌1.2.3.4生理小种侵染T₁ 代转基因植株, 结果显示转基因番茄植株的抗病性有不同程度的提高, 多数发病时间推迟, 病情明显减轻。经测定与抗病性相关的几个指标, 结果转基因番茄叶片中SOD、POD、CAT的活性和蛋白质含量均增高。     

人乳铁蛋白基因在番茄中的优化表达

 采用农杆菌介导法, 将表达载体pB I121LF中的人乳铁蛋白(LF) 基因(根据植物偏好密码子人工合成) 导入番茄, 经卡那霉素筛选, 获得了再生植株。经PCR和Southern鉴定, 证明部分番茄基因组中已经整合了lf基因。Western检测表明, 基因在果实中得到了表达。     

苹果MdFT基因对番茄的遗传转化

 通过RT2PCR扩增, 从苹果叶片cDNA中克隆了^FT基因的同源基因^MdFT, 构建了花椰菜病毒35S启动子驱动的MdFT植物表达载体35S: : MdFT, 并利用根癌农杆菌介导法将其导入番茄栽培品种‘中蔬四号’; 同时转化拟南芥A tFT基因作为阳性对照。从添加卡那霉素的筛选培养基上再生了抗性植株,PCR扩增证明, 外源基因MdFT和AtFT已经整合到转基因番茄的基因组, 半定量RT-PCR则证明它们已经在转基因番茄中得到异位过量表达。形态鉴定发现, 转基因番茄植株比非转基因对照植株开花早, 表明成功地从苹果中克隆了成花素基因MdFT, 该基因具有通过转基因缩短苹果树童期的潜在价值。     

抗黄萎病基因StVe转化番茄的研究

 为了验证克隆自水茄（Solanum torvum Swartz）的StVe基因功能,将StVe连入中间载体p35S-2300::gus::noster的BamHⅠ和SacⅠ位点,取代gus基因构建植物双元表达载体p35S-2300::StVe::noster;用农杆菌介导法转化樱桃番茄22号获得了72株卡那霉素抗性植株,PCR和Southern blot检测确认有5株为阳性植株;RT-PCR结果显示,StVe在转基因番茄植株间的转录水平表达存在差异;PDA平板抑菌实验显示,转StVe基因番茄叶片总可溶蛋白具有抑制番茄黄萎病菌生理小种1（Verticillium dahliae race 1）生长的作用。     

LycE基因对番茄的遗传转化

本研究以影响番茄遗传转化的4个因子基因型、外植体类型、菌液浓度和是否添加AS进行了试验,结果表明不同基因型间、不同菌液浓度间、是否添加AS对番茄抗性愈伤率的影响都存在显著差异,以东农704,菌液浓度为0.6~0.8,添加AS有利于番茄的遗传转化。以LycE为目的基因,应用根癌农杆菌介导法对番茄进行了遗传转化,获得了完整的抗性植株,有3株经PCR和PCR-Southern分析鉴定,初步证明外源基因LycE已整合到番茄的基因组中。     

番茄耐裂果基因Cr3a的精细定位

以栽培番茄(Solanum lycopersicum)‘1052’为遗传背景的潘那利番茄(S. pennellii)‘LA0716’的渐渗系‘14h616’含有‘LA0716’第3染色体上长度为2.66Mb的片段,该片段含有番茄耐裂果基因Cr3a。以‘14h616’和‘1052’为亲本构建了番茄耐裂果基因Cr3a的亚渐渗系群体,以亚渐渗系群体F₅代中易裂果和含有耐裂果基因Cr3a的耐裂果为材料制作石蜡切片,测量果实含水量。结果表明易裂果番茄与含Cr3a耐裂果番茄果皮角质层厚度和表皮细胞层数均无显著差异;但绿熟期易裂番茄果实含水量显著高于含Cr3a耐裂番茄。亚渐渗系群体遗传分析并结合表型鉴定结果表明,番茄耐裂性对易裂性为不完全显性关系,基因Cr3a的遗传贡献率是27.41%;将Cr3a定位于分子标记3-ZY75和3-ZY43约349kb范围内,在该区段内检测到47个候选基因。利用分子标记对以耐裂材料‘182h640’为母本、易裂材料‘182h680’为父本构建的F2群体及200份遗传背景不同的高代材料进行验证,符合性较好,选择准确度可达96%。本研究的结果为Cr3a...     

番茄抗黄化曲叶病毒病相关基因ClNLR 的功能分析

 在前期通过转录组研究发现1 个NBS-LRR 类抗病基因（Solyc05g009760.1）在抗TYLCV 番茄材料‘CLN2777A’中上调表达，推测可能参与抵抗TYLCV 侵染的防卫反应的基础上，以‘CLN2777A’ 番茄为材料，通过RT-PCR 克隆该基因全长cDNA 序列，命名为ClNLR。荧光定量PCR 发现ClNLR 在番 茄‘CLN2777A’的根和叶片中高水平表达。ClNLR 在本氏烟叶片上的瞬时表达诱导了过敏性反应。病毒 诱导的基因沉默（VIGS）抑制ClNLR 基因在抗病番茄‘CLN2777A’中表达后，接种TYLCV，检测叶片 带毒量，发现VIGS 处理的番茄植株体内的TYLCV 积累量与其ClNLR 基因表达水平成反比。这些研究结 果表明ClNLR 可能为抗番茄黄化曲叶病的相关基因。     

番茄抗根结线虫基因(Mi)和抗叶霉病基因(Cf5)的Multiplex-CAPS检测

 建立了同时检测番茄抗根结线虫基因(Mi) 和抗叶霉病基因(Cf5) 的Mutiplex-CAPS技术,并利用该技术检测了12份番茄材料含有的抗性基因。     

番茄不成熟基因nor的AFLP分子标记研究进展

综述了番茄不成熟基因nor的发现过程及含不成熟基因番茄的特点,AFLP分子标记的技术以及在番茄育种上的应用:构建遗传图谱、基因定位、辅助选择育种和种质资源研究与品种纯度鉴定等;讨论了番茄不成熟基因和AFLP标记存在的问题,并展望了其应用前景。