解开甜瓜性型遗传及4种花性别分化的奥秘

通过对甜瓜全雌系的遗传分析,提出1号、2号、3号性别基因座上的雌性基因g、雌雄两性基因h（h-3）和雄性基因a等性别决定基因互作,分别决定植株基部、中部和稍部花的性别;单性花率100%甜瓜全雌性状由3个性别基因座上的雌性显性基因组合互作控制;雌性基因g通过合成乙烯诱导雌蕊生长发育抑制雄蕊生长发育分化雌蕊;雄性基因a通过合成赤霉素诱导雄蕊生长发育抑制雌蕊生长发育分化雄蕊;雌雄两性基因的雌性基因先合成乙烯诱导雌蕊生长发育成雌蕊,随后雌雄两性基因的雄性基因合成赤霉素诱导雄蕊生长发育成雄蕊,最终发育成两性花。     

硝酸银和赤霉素对西瓜雌性系诱雄效果的影响

为了探索硝酸银和赤霉素对西瓜雌性系诱雄效果及生长发育的影响,以雌雄异花同株材料‘XHB’和‘TS409’及其血缘相同的两个雌性系突变体‘XHBGM’和‘TGS409’为试材,于春、秋两季,在西瓜苗期喷施不同质量浓度的硝酸银(100、300、500 mg·L~(-1))和赤霉素(500、1 000、1 500 mg·L~(-1)),调查了处理后植株高度、茎粗度等生长指标及各单株前30个节位内雄花、雌花、两性花的数量。结果表明,赤霉素可促使雌雄异花同株材料产生更多的雄花,但在雌性系材料上无明显的诱雄效果,植株表现徒长现象,植株高度、节间长度明显增加,茎粗度、叶片叶绿素含量显著降低。硝酸银在雌性系和雌雄异花同株材料上均可诱导产生两性花,秋季效果更为明显,且质量浓度越高,诱雄效果越好,但高质量浓度的硝酸银对植株生长产生抑制作用,甚至导致植物死亡;300 mg·L~(-1)是诱导西瓜雌性系有效产生两性花的最佳质量浓度,对植株伤害较小,秋季诱雄效果更佳,生产上可采用此方法来繁殖西瓜雌性系。     

芦笋两性花与雄花中发生可变剪接基因的差异分析

可变剪接在植物生长发育过程中起着非常重要的作用,它能使同一个mRNA前体生成多种不同的异构体和产生蛋白质多样性。利用RNA-seq测序技术分析芦笋两性花蕾与雄花蕾性别分化前期、中期、后期的可变剪接,从中发掘与两性花及雄花形成密切相关的特有可变剪接。研究结果显示,在所有试验材料中基因可变剪接均以3′端可变剪切位点(3S)和外显子跳跃(ES)类型为主。GO分析表明,两性花与雄花在3个时期均发生可变剪接的基因主要富集于代谢过程、生物合成以及物质结合相关GO条目中。通过GO和KEGG分析发现,两性花特有的可变剪接基因主要富集到代谢途径、核糖体蛋白等含氮化合物的生物合成代谢、过氧化物酶体、氧化磷酸化途径等,其中含氮化合物的生物合成代谢过程和过氧化物酶等抗氧化活性可能与两性花雌蕊的发育相关。雄花蕾特有的可变剪接基因主要富集到代谢途径、次生代谢产物的生物合成和脂肪酸生物合成等脂质代谢过程,其中脂肪酸生物合成等脂质代谢过程可能与雄花中雌蕊发育有关。     

赤霉素、乙烯和硝酸银处理对4种类型西瓜性型诱导的研究

<正>目的与意义:在葫芦科作物中利用雌性系育种具有重要的价值,西瓜是一种重要的葫芦科作物,其花的类型包括:雌雄异花、雄花完全花、三性花、雌花完全花、全雌花、完全花和全雄花。在葫芦科作物中,花的性型受到基因、激素及环境因子的多种因素调控。赤霉素、乙烯及硝酸银被报道可以调控黄瓜性型,但在西瓜中的作用尚不明确。利用4     

甜瓜与黄瓜的性别决定机制分析

以甜瓜和黄瓜有发育雌花的花器官基因座、发育两性花的花器官基因座和发育雄花的花器官基因座为切入点,对甜瓜和黄瓜的性别决定研究结果进行分析。结果表明:甜瓜有2个(a/A与g/G)发育花器官的基因座,其性别主要由上游a/A花器官基因座的雄性抑制基因A,与下游g/G花器官基因座的雌性抑制基因G和雄性抑制基因M互作控制。黄瓜有3个(f/F、f_2/F_2与m/M)发育花器官的基因座,其性别由上游f/F花器官基因座的雄性抑制基因F,中游f_2/F_2花器官基因座的雄性抑制基因F_2(或F_2′),与下游m/M花器官基因座的雌性抑制基因a和雄性抑制基因M互作控制。     

播种期对乙烯利诱导厚皮甜瓜雌花形成的影响

<正> 本试验提出的基础:喷施乙烯利能诱导厚皮甜瓜雌花的形成;光周期和温度能通过改变植物体内激素的平衡而影响开花。在葫芦科植物中,高温和长日照能促进雄花开放,而低温和短日照会诱导雌花形成。本文就播种期对乙烯利诱导厚皮甜瓜雌花形成相关性的影响作了比较,以确定在一年中能获得高雌花率的最佳栽培时期,从而为杂交制种生产服务。厚皮甜瓜的品种为雄花、两性花同株的 Pielde Sapa(Cucurnis melo var Sacharinus     

甜瓜不同性别花蕾发育中激素和多胺的变化

 以甜瓜雌雄异花同株和雄全同株近等基因系为材料，采用高效液相色谱(HPLC)技术，分析雌花、雄花和两性花4种内源激素和4种多胺含量的动态变化。结果显示，雌花和两性花发育初期和后期GA₃含量高于雄花；多数时期雄花ZT和IAA含量高于雌花和两性花；雄花发育中、后期 ABA含量较大幅度上升，且明显高于雌花，两性花ABA含量变化趋势与雌花相近，但整体明显高于雌花；ZT/GA₃比值雄花高于雌花和两性花。由此表明，较高的GA₃含量，较低的ZT和IAA含量有利于雌蕊的发育，较高的ABA含量有利于雄蕊中、后期的发育。花蕾发育初期，尸胺(Cad)含量从高到低依次为雌花、两性花和雄花，随着发育的进行，雄花和两性花中Cad含量呈现较大幅度上升，而雌花始终保持在相对较低的水平。因此，相对较高的Cad含量可能有利于早期雌蕊的发育，较低的Cad含量有利于雄蕊的发育，而后期则相反，高含量的Cad有利于雄蕊的成熟；高含量的Spd可能有利于早期雌蕊的发育。     

乙烯利诱导雄全同株甜瓜形成雌花

以2份性型为雄花两性花同株(雄全同株)的薄皮甜瓜116和厚皮甜瓜A-2-3为试材,采取苗期喷施不同浓度乙烯利方法,研究其对性型的影响。结果表明,甜瓜幼苗4叶期喷施乙烯利100～200μL.L-12次能够稳定诱导开花初期两性花转化为雌花,果实成熟后单果种子数和种子发芽率与对照相差不大。     

甜瓜全雌系转育的性型遗传研究简报

通过对甜瓜全雌系转育过程的性型遗传分析,初步认定,甜瓜花的性型由一组显隐关系的雌性化功能基因与雄性化功能基因和一组具显隐关系的两性花功能基因与单性雌花功能基因协调控制。基因gy系由一组不完全连锁的雌性化功能基因组成的全雌性化功能团;基因型gygy,植株上无雄花;基因GY系由一组雄性化功能基因与少量雌性化功能基因组成的强雄性化功能团,为普通雄全同株与雌雄异花同株甜瓜的基因型;基因型GY_,植株上多数为雄花,少量雌花;基因gy1系基因gy释放1个雌性化功能基因,添加1个雄性化功能基因,重组产生的强雌性化功能团;基因a、g、a3为两性花隐性基因,基因A、G、A3为单性雌花显性基因,基因g、a3为基因a的共显性基因,部分杂合组合表现为共显性;a3为产生子房发育不全两性雌花的基因;基因型gygyAA、gygyA_G_表现为全雌系;基因型gygyAagg表现为雌花两性花株;基因型ygyaa表现为两性花株。基因型GY_AA、GY_A_G_表现为雌雄异花同株;基因型gy1gy1Aagg、GY_Aagg表现为三性花株;基因型GY_aa表现为雄全同株。     

葫芦科蔬菜花性的调节

葫芦科的花,是在分化过程中才形成雄花、雌花和两性花的。黄瓜花性分化时,叶片中合成的某些物质输往生长点,尚未决定性别的花芽逐渐增加这些物质的含量。这时,如果生长点部的生长素和赤霉素水平较低,就将抑制雄花的分化过程而促进雌性化。因此,性分化过程与生长调节物质的关系是很密切的,用其调节植株生育是完全可能的。采种栽培中也不     

生长调节剂对芦笋雄性两性花诱导效应的研究

以3年生芦笋"冠军"为试材,分别用不同浓度的保花保果剂(PBO)、多效唑(PP_(333))和赤霉素(GA3)在笋期和蕾期处理芦笋雄株,研究了不同生长调节剂对芦笋雄花发育的影响。结果表明:PBO和PP_(333)处理的雄花及其雄蕊小于对照,但均促进了子房发育,子房均大于对照。GA3处理的雄花及其雄蕊显著大于对照,也促进了雌蕊的发育,不仅子房显著大于对照,且具有发育良好的花柱和柱头。3种生长调节剂对芦笋雄花发育的影响均以笋期处理效应最大。笋期300mg·L~(-1) GA3处理的雄花子房最大,花柱最长,成为形态上的雄性两性花。     

黄瓜的性分化和发育生理

性分化和性表现 黄瓜的花芽一般是在生长点以下3一4节的叶芽腋部形成原基。花有雄花、雌花和两性花,但是那一种花芽的初期发育都是相同的。继萼片、花瓣形成之后,以向心方式形成雄蕊和雌蕊的原基。随即在构成雄花的花芽中雌蕊停止发育而雄蕊发达。成为雌花花芽的雄蕊停止发育而雌蕊和子房发达。 进行性分化的雄花和雌花原则上着生的节俭是不同的。在雄花节上分化几个花芽,当第一朵花确定为雌花时,第二朵以下的花就在那个时间停止分化,发育而成为一节一瓜的品种较多。可是也有一节上着生两个以上雌花的,就是“多雌花性”品种。对于靠主蔓收大…     

不同基因型黄瓜性别与乙烯释放速率的关系

采用气相色谱法测定全雄株(ffMMaa)、雌雄同株(ffMMAA)、全雌株(FFMMaa、FFMMAA)和两性花株(FFmmAA)不同基因型近等基因系材料间的乙烯释放速率,探讨乙烯与黄瓜性型的关系。结果表明,不同近等基因系乙烯释放速率之间存在显著性差异。全雄株78♂(ffMMaa)的乙烯释放速率较低;雌雄同株406(ffMMAA)四叶一心期的乙烯释放速率大于两叶一心期;含6.33个F基因拷贝数的雌性系10098♀(FFMMaa)与F基因拷贝数为2.15的雌性系WI1983G(FFMMAA)相比,乙烯释放速率较低;雌性系WI1983G(FFMMAA)的乙烯释放速率极显著高于两性花株WI1983H(FFmmAA),两性花株WI1983H又极显著高于雌雄同株WI1983GM(ffMMAA);说明黄瓜性别表型与内源乙烯密切相关。从试验结果推断:雄株(ffMMaa)中乙烯释放速率低可能与A基因失活相关,雌性系(FFMMaa)乙烯释放速率可能受A/a基因的调控,两性花株(FFmmAA)中虽然M基因失活但内源乙烯释放速率并未降低很多,可能F基因产生的内源乙烯没有直接作用到两性花的雄蕊上。     

雌性系黄瓜诱雄制种技术

在黄瓜花芽分化时期,少量雌性系植株用硝酸银、赤霉素等诱导可抑制黄瓜雌花原基发育,促使其形成雄花,为其它雌性系植株授粉,从而使雌性系得以保存。近年来我们在酒泉地区示范推广黄瓜雌性系化学诱雄制种技术,并取得了显著的经济效益。     

板栗赤霉素缺陷型短雄花序芽变的初步鉴定及CmGID1基因的表达分析

 利用赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯利和吲哚乙酸分别涂抹板栗短雄花序,结果显示仅赤霉素能够抑制短雄花序顶端的细胞程序性死亡,并在一定程度上恢复短雄花序的伸长生长。通过RT-PCR扩增方法,从板栗短雄花序芽变和正常雄花序cDNA中克隆出赤霉素受体基因GID1部分序列。测序及序列分析结果表明：克隆的cDNA片段为786 bp,所推导的氨基酸序列与杨毛果GID1氨基酸序列有91%的同源性,与陆地棉、蓖麻GID1均有85%的氨基酸序列同源性。经氨基酸序列功能分析,推测该GID1序列是板栗有编码功能的赤霉素受体基因,命名为CmGID1（GenBank登录号为HQ651231）。实时荧光定量PCR结果显示,从花序萌发至花药萌发前期,除其中一个时期（5月23日）外,芽变短雄花序CmGID1的表达量均高于正常雄花序;在花序的快速生长期,芽变短雄花序CmGID1表达量显著高于正常雄花序（P < 0.01）;且赤霉素处理后恢复生长的短雄花序CmGID1表达量显著降低（P < 0.01）。综合试验结果,初步揭示了该短雄花序为一个赤霉素缺陷型突变体。     

三种生长调节剂对西葫芦性别表现的影响

研究了西葫芦苗期用生长调节剂处理对性别表现的影响。结果表明：①乙稀利可以增加雌花的发生,减少雄花的发生,但浓度达１００毫克／千克时会产生药害;赤霉素（ＧＡ）与硝酸银都可以促进雄花的产生,减少雌花数。②在幼草子叶充分展开期用赤霉素与硝酸银处理,诱雄好于４叶期处理。③硝酸银分别处理幼苗茎尖和下部的１～４片真叶,对性别表现的影响差异不显著。④赤霉素、硝酸银和乙烯利可以诱导西葫芦花芽的性别发生转化,也可以诱导西葫芦分化更多的花芽。     

AgNO_3不同处理时期和浓度对西葫芦性别表现和花粉活力的影响

为筛选出诱导西葫芦雄花的最佳时期和AgNO3浓度,于3个不同的生长时期,用3种不同浓度(300,400,500 mg/L)的AgNO3处理西葫芦幼苗。试验结果表明,在不同时期用AgNO3可提高西葫芦第一雄花节位,增加2花芽/叶腋数,减少雌花数,且处理时间越早,第一雄花节位越高,雌花数越多;同一处理时期,随着AgNO3浓度的增加,雌花数减少,2花芽/叶腋数增加,子叶平展期和1叶1心期用400 mg/L AgNO3处理西葫芦幼苗,雄花数最多,花粉活力最高;仅1叶1心期和2叶1心期可诱导两性花产生,且随着处理时间的推迟和AgNO3浓度的增加,两性花越多,植株长势减弱。研究结果表明,子叶平展期用400 mg/L AgNO3处理西葫芦幼苗,诱雄效果最佳。     

‘龙岩野柿1号’雄花和两性花雌雄蕊发育的细胞形态学观察

在龙岩野柿子代群体中发现一株雄全同株个体‘龙岩野柿1号’,全株3朵合生聚伞形花序的中间1朵为两性花的概率大于80%,两侧分别为完全雄花。以‘龙岩野柿1号’的雄花和两性花为材料,采用常规石蜡切片法对其雌、雄蕊发育进行观察。结果表明:其两性花雌、雄蕊原基均发育正常,雄花雌蕊原基发育中无子房功能性组织产生;两性花发育早于雄花。雄花和两性花的花药4室,花药壁发育为双子叶型,由表皮、药室内壁、中层和腺质绒毡层组成;四分体为四面体型和对称型,减数分裂为同时型;成熟花粉为2–细胞型,3条萌发沟;单核靠边期存在少量畸形花粉粒和空花粉粒;不同药室及同一药室的小孢子发育存在不同步现象。两性花子房8室,中轴胎座,倒生胚珠,双珠被,薄珠心,单孢原细胞;大孢子四分体直线排列,功能大孢子位于合顶端,蓼型胚囊。     

节瓜ACC合酶基因CqACS的克隆与表达分析

为分析ACC合酶与节瓜雌性之间的关系,以雌性自交系(A36)和普通雌雄同株自交系(SX)为材料,克隆得到节瓜ACC合酶(CqACS)基因,并与葫芦科中已知的ACC合酶基因进行同源序列比对分析、构建进化树;对A36幼苗叶片进行赤霉素(GA_3)处理后用qRT-PCR对CqACS基因进行表达分析,并统计赤霉素处理前后20节内的雌花率。结果表明,CqACS基因在雌性自交系A36中的长度为1?318 bp,普通雌雄同株自交系SX中长度为1?637 bp。经对比分析,SX比A36多了91、97、117 bp 3个片段,除此之外只有2个碱基的差别。同源序列比对发现,A36中的CqACS基因与西瓜中的Cit-ACS1基因同源性最高,为95.31%,与黄瓜中的Cs-ACS1基因同源性为91.13%;SX中的CqACS基因与西瓜中Cit-ACS1基因同源性为78.04%,与黄瓜中的Cs-ACS1基因同源性为76.06%。GA_3处理后,A36的平均雌花节率(20节位内)为45%,而对照为90%;qRT-PCR分析发现,与对照相比,CqACS基因在GA_3处理后的相对表达量显著上调,且在第3次处理后4 h上调最大。     

黄瓜的性型表现和应用

一般来说,黄瓜是雌雄异花同株植物。但在植株群体中有时会出现雌性株和雄性株;也有雌雄同花现象;还有雄(或雌)花和完全花同株的单株[23]。在黄瓜的花原基里,雄蕊和雌蕊两者都有[14]。它既可能发育成雄花,也可能发育成雌花,还可能是完全花。那么最终是什么花是由什么决定的呢?是由遗传和环境两方面因素共同决定的[5][15]。 一、黄瓜性型表现的遗传因素 各种性型表现的基础是遗传因子,即基因。如雄花、雌花和完全花同株性状是由单基因“Tr”控制的。雌性株是由单显性基因“F”控制同时还受许多修饰基因和环境的影响。所以,一个植株具有“F”…