西瓜高代回交株系基因型分析(摘要)

西瓜品种资源遗传基础狭窄,在一定程度上对培育优质西瓜品种造成了困难。而野生西瓜具有许多优良的农艺性状,挖掘利用野生西瓜种质资源的有益基因,是西瓜品种改良的重要途径。以野生西瓜材料A69为供体亲本,栽培西瓜材料203Z为轮回亲本,通过连续回交,获得超过100个BC4株系。在BC4株系中发现了大量的果实性状变异,如不同瓤色、酸味、苦味、硬果皮、硬果肉、低糖等。选择其中的部分变异株系进行SSR标记,通过GGT遗传分析软件进行基因型分析。结果表明,选用的178对SSR引物在两个亲本材料之间具有多态性的引物有99对,多态率为55.6%,且多为共显性标记,说明两亲本材料遗传差异较大。以其中1株果肉硬度变异株系为例,发现在西瓜的第1、2、6、8、10、11染色体上存在7条不同长度的外源野生片段,且多为杂合片段,片段总长度为59.9 c M,平均片段长度为8.56 c M,最长片段为17.55 c M,最短片段为5.6 c M,背景恢复率为92.3%。同时对9个果肉硬度变异株系的基因型进行比较,发现有6个以上的不同单株在6条染色体上均存在外源野生片段,可以推测其中的一个或多个外源野生片段存在着控制果肉硬度大小的基因。     

低糖野生种与高糖栽培种西瓜果实代谢产物组分差异分析

采用高效液相色谱—串联质谱(UHPLC–MS/MS)技术对西瓜5份具有代表性的材料果实进行代谢产物分析,在此基础上选取栽培西瓜高糖材料‘97103’和野生西瓜低糖材料‘PI296341’,利用气相色谱—质谱联用(GC–MS)方法对主代谢产物进行定量分析。从成熟果实中定量鉴定出58种代谢物,其中22种在‘97103’和‘PI296341’间存在显著差异。韧皮部运输的棉籽糖在野生低糖材料果实中大量滞留,而在栽培高糖材料中极少积累。综合差异代谢物及其代谢途径分析发现,高糖材料‘97103’果实在水苏糖、棉籽糖等光合产物卸载途径及蔗糖积累代谢途径上的代谢产物积累较高;而低糖材料‘PI296341’,则在氨基酸代谢、有机酸代谢途径及6–磷酸葡萄糖等糖代谢途径上产物积累较高。这些发现为野生西瓜进化到栽培种果实品质的代谢产物积累和调控提供了重要依据,也可为提高西瓜品质提供指导。     

嫁接对西瓜果实瓜氨酸含量及合成途径关键酶基因表达的影响

【目的】探讨嫁接前后西瓜果实瓜氨酸含量及其合成途径关键酶表达量的变化,从基因表达水平阐明嫁接影响西瓜果实瓜氨酸含量的机制。【方法】以低瓜氨酸品种‘SBD黑’为接穗,以‘西嫁强生’为砧木,插接法嫁接‘,SBD黑’西瓜实生苗为对照。用分光光度法测定果实发育过程中瓜氨酸含量,通过荧光定量分析果实发育过程中瓜氨酸合成途径关键酶基因的表达量变化。【结果】嫁接可以增加西瓜果实发育过程中瓜氨酸含量,且在西瓜果实发育38 d时瓜氨酸增加量最大(63%)。在果实发育后期NAGK、GAT基因表达量在嫁接西瓜与未嫁接西瓜果实中相差较大,嫁接西瓜果实中Arginase基因表达量在整个发育过程中始终高于未嫁接西瓜。【结论】嫁接西瓜果实中瓜氨酸含量的升高可能是由于瓜氨酸合成上游基因NAGK、GAT高表达,下游基因Arginase低表达共同作用的结果。     

对比转录组分析揭示西瓜果实可溶性糖和有机酸积累的关键基因

<正>目的与意义:可溶性糖、有机酸和芳香是果实风味物质的重要成分,对果实的感官品质具有重要影响。可溶性糖和有机酸的组分与含量对果实的感官品质起决定作用。果实品质改良是西瓜育种项目的重要目标。目前,对西瓜果实发育过程中有机酸的研究较少,参与有机酸积累和代谢的相关基因还未见报道,可溶性糖和有机酸如何进行相互     

‘蜂糖李’果实发育过程中有机酸含量变化及其与苹果酸代谢相关酶的关系

【目的】明确‘蜂糖李’果实有机酸组成与含量特点,揭示其发育过程中有机酸含量的变化规律及其与苹果酸代谢相关酶的关系,阐明有机酸积累的关键时期和关键酶。【方法】以‘蜂糖李’及对照‘四月李’为材料,采用高效液相色谱法(high performance liquid chromatograph,HPLC)分析测试李果实发育过程中有机酸组分及含量,并测定苹果酸代谢相关酶的活性。【结果】利用高效液相色谱分析李果实中有机酸组分及含量,发现‘蜂糖李’果实成熟时总酸含量(ω,后同)为5.94 mg·g-1,包括苹果酸、酒石酸、柠檬酸、草酸、莽草酸和琥珀酸6种,其中以苹果酸含量最高(占总酸含量的88%),‘四月李’果实中有机酸组分与‘蜂糖李’一致,均属于苹果酸型。2个李品种果实中总酸含量的差异主要是由苹果酸含量的差异所致。通过分析李果实发育过程中有机酸含量的变化,发现‘蜂糖李’果实中苹果酸含量大量积累的关键时期在果实发育前期,整体呈先增加后降低的趋势,草酸、酒石酸含量逐渐降低,而柠檬酸含量逐渐升高。与‘四月李’相比,‘蜂糖李’果实中苹果酸、草酸、酒石酸及总酸含量的变化趋势与之一致,且苹果酸及总酸含量在整个过程中均显著低于‘四月李’,而柠檬酸含量的变化趋势与之相反。最后通过分析苹果酸含量与相关代谢酶活性之间的相关性,表明‘蜂糖李’果实中苹果酸在果实发育前期大量积累主要是该时期磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性增强促进了苹果酸的大量合成以及NADP-苹果酸酶(NADP-ME)活性降低减少苹果酸的分解,与NAD-苹果酸脱氢酶(NAD-MDH)关系不大,而‘四月李’苹果酸积累的关键酶是NAD-MDH。在果实发育后期,‘蜂糖李’及‘四月李’NADP-ME活性迅速升高,前者PEPC活性减弱,后者NAD-MDH活性下降,使得2者果实中苹果酸的降解大于合成而呈降低趋势。【结论】‘蜂糖李’是以苹果酸为主要有机酸的低酸型李品种,其果实中苹果酸积累的关键时期为果实发育前期,苹果酸含量的变化由PEPC和NADP-ME协同调控,而对照‘四月李’由NAD-MDH和NADP-ME起主要的调控作用。     

河南地区中、小果型西瓜品种比较试验

为了筛选出适合河南地区种植的优良西瓜品种,笔者调查了参试西瓜品种在嫁接成活率、生长势、抗性、果实成熟期、果实形态、产量及果实品质性状等方面的差异。结果显示,小果型西瓜品种‘小玲’‘众天玉’‘早春翠玉’和中果型西瓜品种‘黑美人’综合性状表现突出,品质优,可在河南地区大面积推广种植。中果型西瓜品种‘金美人’‘早春黄冠’‘惠玲’‘丽玲’‘早春艳玉’5个品种和小果型西瓜品种‘众天红’和‘朝霞’2个西瓜品种综合性状较好,生产上具有推广前景。‘宝凤’嫁接成活率较高、瓜皮较薄,但品质一般。     

草莓生长素合成限速酶FaYUC11基因的克隆和功能分析

【目的】克隆草莓YUC家族新基因,探究其在草莓中的具体调控作用。【方法】以‘久香’草莓为材料,利用同源克隆技术克隆草莓果实大小调控相关的新基因,利用病毒诱导基因沉默(virus-induced gene silencing,VIGS)结合定量RT-PCR技术,分析新基因在草莓果实膨大调控中的作用。【结果】从‘久香’草莓果实中克隆到1个草莓果实大小调控相关的新基因,命名为FaYUC11(Gen Bank登录号:JX417083.1),用草莓幼果微注射法建立了病毒诱导FaYUC11基因沉默的转基因草莓体系,结果发现,FaYUC11基因沉默后果实的膨大和正常生长均受到影响,并且导致果实瘦果(种子)中游离生长素含量下降、果实纵横径增长率降低。【结论】FaYUC11基因是草莓生长素合成途径中的关键基因,该基因通过调控生长素的合成继而调控果实的膨大。     

低温胁迫下不同基因型西瓜抗寒性综合评价

研究不同材料西瓜幼苗的耐低温特性,为抗寒种质创新及品种选育提供依据。以7个不同基因型西瓜为试验材料,经人工模拟低温环境,测定分析低温弱光下不同基因型西瓜幼苗的冷害指数、相对电导率、丙二醛含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性和过氧化氢酶活性生理指标,并采用隶属函数法和聚类分析法对西瓜材料的抗寒性进行综合评价。结果表明,与田间对照相比,低温胁迫6 d后电导率、丙二醛和过氧化物酶含量升高,而超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性降低,综合评价结果表明‘:双星99K’相对‘双星37’和‘星研七号’抗寒性最强‘,美佳’和‘早佳’抗寒性中等‘,901×新’和‘美胜’抗寒性最弱。     

番茄酸性转化酶cDNA片段的克隆与表达分析

 根据番茄细胞壁束缚性和可溶性酸性转化酶基因序列分别设计引物, 以普通栽培型番茄(Lycopersicon esculentum ) ‘辽园多丽’和‘桃太郎’及野生番茄(Lycopersicon chmielewskii) 的幼苗为材料提取总RNA, 采用RT2PCR方法, 扩增出目的cDNA序列的部分片段并克隆到pMD18-T载体中。经测序后发现不同基因型番茄的酸性转化酶基因具有高度同源性, 达到99.5%。进一步检测其在‘辽园多丽’果实发育不同时期的表达变化, 结果表明主要在成熟果实的胶质胎座中大量表达, 而在果实的其它部位几乎检测不到其表达。     

日光温室西瓜嫁接砧木筛选试验

为了筛选出适合内蒙古地区温室西瓜嫁接栽培的优良砧木,以西瓜品种‘国豫2号’为接穗,与引进的7个南瓜砧木品种进行了嫁接试验,试验对不同砧木嫁接西瓜与自根苗西瓜的嫁接成活率、田间生长表现、果实性状及产量等进行了比较分析。结果表明:‘铁木真’、‘京欣砧3号’、‘正大亲兄弟’作砧木的嫁接西瓜苗综合性状较好,表现为嫁接成活率达到了95%以上,亲和力好,定植后生长势较强,抗病性强,667 m2产量达到3 500 kg,对果实品质基本无影响,适宜作为当地日光温室西瓜嫁接栽培的砧木。