大白菜橘红心类胡萝卜素组分及其基因分析

利用高效液相色谱法（HPLC）,根据二极管阵列检测器和标准品的检测结果对橘红心和白心大白菜内叶类胡萝卜素组分进行鉴定;以橘红心大白菜自交系‘A21530’和白心大白菜自交系‘A21445’为亲本构建了一个269 单株的F2 分离群体,进行橘红心基因精细定位;根据大白菜基因组注释信息,筛选橘红心候选基因并克隆测序分析;基因内部开发标记,在F2 群体进行候选基因验证。研究结果表明,橘红色是由于前番茄红素（7, 9, 7′, 9′–四顺式–番茄红素）、9–顺式–β–胡萝卜素、前链孢红素（7, 9, 9′–三顺式–链孢红素）和其他胡萝卜素组分积累造成的。通过精细定位将橘红心基因定位于A09 号染色体末端,其两侧紧密连锁的标记是SB13037 和SB13049,这两个标记各有一个重组单株,与橘红色基因分别相距0.3 和1.1 cM,物理距离为98.904 kb。根据大白菜基因组注释信息,分析定位区域的23 个基因,筛选出1 个编码类胡萝卜素异构酶的基因CRTISO,基因编号Bra031539。测序结果表明,Bra031539 的编码区有53 个SNP 和6 个碱基缺失,造成12 个氨基酸突变和2 个谷氨酸的缺失。根据缺失突变位点设计标记,在F2 群体中进行验证,结果表明候选基因与橘红心性状共分离。     

调控番茄果实柠檬酸含量的基因定位

为了挖掘调控番茄果实柠檬酸含量的关键基因，以栽培番茄(Solanum lycopersicum‘Moneymaker’)和野生醋栗番茄(Solanum pim pinellifolium ‘PI365967’)为亲本构建的重组自交系群体为材料，利用混池重测序技术挖掘到6个控制柠檬酸含量的QTL。其中位于6号染色体末端的主效QTL qCA6.1表型贡献率高达19.28%。为对该位点进行定位，从重组自交系群体中挑选出2份柠檬酸含量差异较大，且只在主效位点存在基因型差异的株系作为亲本，构建BC₂F₂定位群体，通过交换单株后代鉴定，将定位区间缩小到342kb区间内，并开发了连锁分子标记，为后续克隆基因奠定了基础，也为改良番茄果实柠檬酸含量提供了重要选择标记。     

大白菜根肿病抗性基因的标记和定位

为了获得与大白菜抗根肿病基因紧密连锁的分子标记,以高抗大白菜根肿病的F1金锦2号（编号A00645）及其自交F2群体197个单株为材料,通过根肿病接种鉴定和遗传分析,发现该材料中根肿病抗性由显性单基因控制。利用分离群体分组分析法（BSA）和InDel分子标记技术,在F2分离群体中构建抗感病池,筛选了720对InDel引物,多态性标记进一步单株验证并利用JoinMap4.0软件统计分析,结果获得与大白菜抗根肿病基因连锁的InDel标记9个,其中最近的两侧标记为BrID90269和BrID11683,遗传距离分别为2.0 cM和2.5 cM。该抗病基因定位在大白菜染色体A8的Scaffold10上。     

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。     

普通白菜薹茎亮绿性状遗传规律研究及基因定位

利用薹茎亮绿的自交系Q161和常规有蜡质的自交系Q195为亲本构建F_1、F_2、BC_1P_1、BC_1P_2群体,对普通白菜薹茎亮绿性状的遗传规律进行分析。结果表明,普通白菜薹茎亮绿性状由1对隐性基因控制。利用BSA-seq对F_2群体的2个极端混池进行基因组30×重测序分析,同时对双亲进行基因组20×重测序分析,初步将薹茎亮绿基因定位在A09染色体的44.1～45.0 Mb区间内。通过双亲的基因组重测序数据开发与薹茎亮绿性状连锁的InDel标记,将薹茎亮绿基因定位在A09染色体的标记Br119和Br116之间,2个标记间的物理距离为380 kb。     

黄瓜/酸黄瓜渐渗系‘IL77’抗蔓枯病主效QTL定位及候选基因鉴定

以黄瓜/酸黄瓜渐渗系‘IL77’为抗病亲本,栽培种‘8419’为感病亲本,通过亲本及F2:6群体筛选,构建了包含137对SSR标记和6对InDel标记的遗传图谱,结合2017年春、秋两季F2:6群体表型统计结果对抗蔓枯病主效QTL进行定位;同时构建极端混池并进行QTL-seq,最终将抗病基因定位到1号染色体24.6～27.1 Mb范围内;通过与参考基因组9930比对发现该区段存在13个基因在外显子区域发生非同义突变,其中Csa1G654870参与RNAi抗性反应,可能与抗蔓枯病过程相关。通过qRT-PCR验证发现,接种前后Csa1G654870在抗病亲本‘IL77’中表达量明显高于感病亲本‘8419’,由此进一步推断Csa1G654870是抗蔓枯病基因。     

黄瓜营养体苦味基因Bi的定位

以黄瓜（Cucumis sativus L.）营养体无苦味的材料9110Gt（bibi）与有苦味的材料9930（BiBi）为亲本,对以两亲本构建的148个株系的RILs群体进行SSR标记的遗传连锁分析,对Bi基因进行初步定位,两侧翼标记SSR19672和SSR00004与Bi基因的连锁距离分别为4.4和3.4 cM。利用两侧翼标记筛选以相同亲本构建的1 815株的F2群体中的重组单株,结合黄瓜基因组测序的结果及生物信息学的知识,在标记区域内开发了31对SSR标记,最终将Bi基因定位在黄瓜的第6染色体上,最近的两侧翼标记SSR02309和SSR00004与苦味基因分别相距1.7和2.2 cM。     

黄瓜果实苦味基因Bt的初步定位

 以果实无苦味的黄瓜纯合自交系931（btbt）和果实有苦味的纯合自交系46GBt（BtBt）为亲本构建的含有184个单株的F2群体为试材,对其进行SSR标记遗传连锁分析,构建了Bt基因的SSR连锁群。该连锁群包含8个SSR标记,与Bt基因最近的两侧标记为SSR10795和SSR07081,遗传距离分别为0.8 cM和2.5 cM。经验证,两标记检测的正确率均为91.6%。通过与前人发表的高密度图谱比较,将Bt基因定位在黄瓜第5染色体短臂一端3.3 cM范围内。利用黄瓜全基因组测序提供的基因预测、注释结果,发现与Bt基因紧密连锁的两个标记SSR10795和SSR07081之间的物理距离为17 227 kb,在该区域中共预测了536个候选基因。     

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。     

西瓜短节间突变体si302表型分析及基因定位

以野生型西瓜优良自交系302为母本,利用化学诱变剂甲基磺酸乙酯(ethyl methane sulfonate,EMS)诱变获得的西瓜短节间突变体si302为父本,构建6世代分离群体,进行植株表型性状鉴定和短节间性状遗传分析;并通过极端性状混池重测序(bulked segregant analysis sequencing,BSA-seq)技术对突变基因进行初步定位。植株表型分析结果表明,突变体si302株型紧凑,主蔓长度和节间长度显著短缩,花器和果实均发育正常,符合西瓜简约化栽培株型要求;细胞形态学观察表明,si302茎蔓节间细胞长度缩短。遗传分析结果表明,F₂群体野生型和突变体植株分离比例符合3∶1(χ²=0.16),突变体si302短节间性状由1对隐性基因控制;根据BSA-seq测序结果,将该基因初步定位在1号染色体36.0～36.7 Mb区间。     

西瓜抗根结线虫相关基因的克隆与表达分析

【目的】筛选西瓜(Citrullus lanatus)抗根结线虫相关基因,克隆其全长CDS序列,检测根结线虫接种后其在抗病材料和感病材料中的表达特征,分析其与西瓜根结线虫抗性的关系。【方法】以抗根结线虫的野生西瓜‘09005’和易感根结线虫的栽培西瓜‘ZDPI0006’为试材,用已知的植物抗线虫基因在葫芦科基因组数据库中比对,从结果中筛选到西瓜的相关基因Cla006580,与甜菜抗孢囊线虫基因Hs1~(pro-1)同源性达到65%,命名为Cla Hs1~(pro-1)。克隆Cla Hs1~(pro-1)基因的CDS区序列并进行生物信息预测分析,在根结线虫接种处理和CK处理72 h内利用q RT-PCR技术检测不同抗性的西瓜根系中Cla Hs1~(pro-1)的表达特征。【结果】从野生抗病西瓜‘09005’和栽培易感西瓜‘ZDPI0006’中均克隆得到Cla Hs1~(pro-1)基因,CDS区序列全长1 434 bp,编码478个氨基酸,含有Hs1pro-1_N和Hs1pro-1_C两个蛋白保守结构域,抗、感材料之间存在4个SNP位点。RT-PCR分析显示‘09005’在接种根结线虫后Cla Hs1~(pro-1)表达趋势呈先抑后扬,而在CK中呈先扬后抑,二者相反;‘ZDPI0006’在接种根结线虫后Cla Hs1~(pro-1)表达趋势呈先上扬后抑制再上扬,与CK中表达趋势一致。【结论】西瓜Cla Hs1~(pro-1)基因在抗病材料中表达特征与根结线虫接种密切相关,而在感病材料中与根结线虫接种无明显相关性,是西瓜抗根结线虫可能的候选基因。     

马铃薯短花药基因sa1的定位与候选基因预测

在前期研究中,从二倍体马铃薯中鉴定了1个短花药突变体sa1,是培育不育系的良好材料。在本研究中,构建了sa1的BC_1F_2分离群体,通过混池测序的方法发现该性状由1个单基因控制,位于6号染色体0～33.9 Mb的区间。为了精细定位sa1,进一步扩大遗传群体,通过对重组单株进行基因型和表型分析,最终将sa1定位到1.4 Mb的区间。根据马铃薯参考基因组的注释信息,该区域包含40个基因,并通过转录组测序对候选基因进行了预测。     

基于极端混合池全基因组重测序的茄子萼下果色基因预测

以茄子萼下紫色稳定遗传的圆茄自交系Y5与萼下绿色圆茄自交系Y73杂交,结果发现F2代的萼下果色分离呈正态分布.在F2群体中选取30个萼下紫色和30个萼下绿色单株构建极端混合池,对混合池和双亲开展30×和10×覆盖度的全基因组重测序,定位萼下果色性状关联区间,并根据其对应的参考基因组共线性区段和基因注释信息预测候选基因....     

西瓜果实几个性状的QTL分析

【目的】探讨西瓜果肉颜色和β-胡萝卜素含量等性状的遗传规律并进行QTL分析。【方法】以白色果肉西瓜品系PI186490和红色果肉西瓜品系LSW-177为亲本获得包含359个单株的F2代群体,对成熟西瓜果实果肉颜色、β-胡萝卜素含量等性状进行调查,同时以高通量测序为基础开发195个CAPS分子标记,进行遗传连锁图谱的构建和QTL分析。【结果】该群体果肉颜色(黄色、红色、白色)的分离比例符合9∶3∶4的隐性上位遗传模型。构建的遗传连锁图谱包含11个连锁群、覆盖基因组总长度为2 029.8 c M,标记间平均距离为10.46 c M。共获得与果肉颜色、β-胡萝卜素含量、果实长度、果实宽度、果形指数、边缘果肉硬度及可溶性固形物含量等性状相关的位点24个,可解释1.39%~70.29%的表型变异。其中,与果肉颜色相关的主效位点2个,位于4号和6号连锁群上;与果形指数相关的主效QTL位点1个,位于3号连锁群上;β-胡萝卜素含量、果实长度、果实宽度、边缘果肉硬度4个性状均找到贡献率大于10%的位点。【结论】用CAPS标记构建西瓜遗传连锁图谱,获得与西瓜果肉颜色、β-胡萝卜素含量等性状相关的QTL位点24个,为进一步开展西瓜果实相关基因定位和克隆研究提供理论依据。     

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。     

莲雾实时荧光定量PCR内参基因的筛选和验证

【目的】莲雾果实品质不稳定和冬季低温寒害是生产上的两大问题,筛选稳定可靠的内参基因,以便开展莲雾品质形成和低温胁迫响应分子机制研究。【方法】以‘紫红’‘黑珍珠’‘翡翠’3个莲雾品种为材料,利用qRT-PCR检测7个候选内参基因ACT-7、GAPDH、UBQ、α-TUB、CYP20-1、EF-2和APRT-5在果实发育和低温胁迫时的表达水平,通过geNorm、NormFinder、BestKeeper和RefFinder软件进行基因稳定性评价。【结果】不同软件分析结果不同,geNorm、NormFinder和RefFinder结果相似,果肉发育过程、果皮发育过程、低温胁迫下表达最稳定的内参基因分别是ACT-7、α-TUB和CYP20-1,BestKeeper则显示UBQ为表达最稳定的基因。用筛选的内参基因α-TUB和UBQ分析莲雾花青苷合成途径中F3H基因的表达,2者表达规律较一致。【结论】莲雾果肉发育过程、果皮发育过程、低温胁迫下最适的内参基因数分别为4个(ACT-7、GAPDH、UBQ、α-TUB)、2个(α-TUB、UBQ)和2个(CYP20-1、UBQ)。     

番茄抗黄化曲叶病基因ty-5的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 c M和3.1 c M。生物信息学分析表明,该区段存在52个预测候选基因。     

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。     

苹果抗炭疽菌叶枯病基因SNP和InDel标记的HRM筛选

以207株‘金冠’与‘富士’苹果的F1杂交分离群体实生树为试材,挑选抗炭疽菌叶枯病基因R_(gls)位点区域内的,第15条染色体上,位于SSR标记S0304673和S0405127之间500 kb物理距离内,由全基因组重测序技术所获得的与抗该病相关的10个SNP及10个InDel标记,通过高分辨率熔解曲线(High Resolution Melting,HRM)技术筛选出与基因R_(gls)位点紧密连锁的2个SNP及4个InDel标记。通过对重组个体的基因型及表型分析,发现标记InDel4227和InDel4254表现出与R_(gls)基因位点共分离,将基因R_(gls)精细定位于标记InDel4199和SNP4299之间100 kb的物理距离内。对该基因位点两侧4.1~4.3Mb距离内的基因进行统计分析,表明在该区段内存在40个有功能注释的基因,涉及到细胞组成、分子功能和生物过程方面共19个GO分类。     

结球甘蓝BoCBF1与BoCBF2基因的CAPS标记及其对耐寒性的影响

以两份具有不同耐寒性的甘蓝自交系341和21-3为试材,根据已有拟南芥CBF1基因序列及甘蓝基因组测序拼接出的Scaffold信息,获得了甘蓝BoCBF1和BoCBF2基因编码区的全长序列。经PCR产物直接测序发现BoCBF1基因在自交系341和21-3间的变异表现为4个单核苷酸多态性（SNP）,而BoCBF2基因则表现为16个SNP及1个18 bp碱基的插入缺失（InDel）。为简便快捷地鉴定两个自交系间BoCBF1和BoCBF2基因序列的变异,开发了BoCBF1和BoCBF2基因的CAPS标记,分别命名为BoCBF1-TaqαⅠ和BoCBF2-BstUⅠ。利用这两个CAPS标记对两个自交系、F1、F2群体的基因型与耐寒性进行相关性分析,发现这两个基因的变异与材料的耐寒性极显著相关,可用该标记进行甘蓝耐寒育种的分子标记辅助选择。