甜瓜品质改良的基因工程研究进展

从基因工程技术在甜瓜上的应用着手,主要综述了基因工程技术在保鲜耐贮藏、抗病、抗虫以及耐盐碱4个方面的应用,为利用基因工程改良甜瓜品质提供参考.     

基因工程技术在甜瓜属作物分子育种中的应用与发展

黄瓜和甜瓜均属于葫芦科甜瓜属作物,作为重要的园艺作物在全世界广泛种植。我国黄瓜和甜瓜的种植面积与产量均居世界第一。不断培育优质高抗的新品种是促进产业持续发展的重要推动力,但常规育种存在转育效率低、育种周期长等问题。多年来瓜类育种家们一直致力于甜瓜属作物基因工程育种方法的探索和研究,随着黄瓜和甜瓜在基因组研究领域取得了重大突破,大量重要功能基因的发掘与克隆为基因工程育种带来了机遇,也促使甜瓜属作物基因工程技术研究进入了快速发展的阶段。就基因工程技术在甜瓜属作物分子遗传育种研究中的应用和发展现状、存在问题以及未来发展趋势等进行了探讨。     

生物技术在西甜瓜遗传改良中的应用

综述了生物技术在西、甜瓜遗传改良上的应用及基因工程对西、甜瓜应对生物或非生物性胁迫抗性的提高,并对其应用前景进行了展望。     

甜瓜抗白粉病分子育种研究进展

简要概述了甜瓜白粉病菌的种类及特征;阐述了甜瓜抗白粉病品种的选育进程;总结了甜瓜抗白粉病基因研究现状及几种常用分子标记在甜瓜白粉病研究中的应用.     

瓜类蔬菜矮生性状的遗传学研究进展

瓜类蔬菜是重要的蔬菜种类,广泛种植于世界各地。瓜类蔬菜多为蔓生作物,生产中通过设立支架提高产品的产量与品质。近年来,随着分子生物学的快速发展和基因工程技术的深入研究,对作物矮生性状及其相关基因的研究也愈加深入,应用基因工程技术对作物株高进行遗传改良已成为提高作物产量的有效途径,培育合理株型已成为作物育种的重要目标。矮生性状作为瓜类蔬菜育种中的一个重要的结构性状,也是当前瓜类蔬菜育种工作的热点。笔者综述了瓜类蔬菜矮生性状的遗传学研究进展,特别是黄瓜、西瓜、南瓜和甜瓜等主要瓜类蔬菜矮生性状相关基因的遗传学分析、基因定位以及基因克隆等方面的研究进展,并对瓜类蔬菜矮生性状在作物分子育种中的应用和发展趋势进行了展望。     

甜瓜再生体系研究进展

20世纪70年代以来,以细胞工程和基因工程为主题的现代生物技术应用于作物品种改良,把育种技术从宏观水平提高到微观水平,为品种改良提供了一条全新途径。在甜瓜品种改良过程中,建立高效的甜瓜再生体系是甜瓜细胞工程和基因工程中的关键性基础工作。对甜瓜进行遗传转化研究首先要建立一套甜瓜的离体再生体系。文章综述了甜瓜再生体系建立的过程中,外植体基因型、部位、生理年龄、培养基组成、激素种类和浓度等主要因素对植株再生的影响,分析了目前甜瓜再生体系在建立中存在的问题,并展望了再生体系技术的应用前景,旨在为甜瓜再生体系的研究提供理论依据。     

甜瓜syntaxin家族基因鉴定及其对白粉病菌响应分析

为了揭示突触融合蛋白(syntaxin)家族基因在甜瓜抵御白粉病过程中的功能,采用生物信息学方法从甜瓜基因组序列中鉴定到17个syntaxin家族成员,这些基因不均匀地分布在9条染色体上。系统进化分析发现甜瓜17个syntaxin家族成员属于7个亚家族(SYP-1、SYP-2、SYP-3、SYP-4、SYP-5、SYP-7、SYP-8),表明不同syntaxin家族成员之间具有不同的分子功能。基因结构分析表明甜瓜syntaxin家族基因包含1～12个内含子。组织表达分析表明有10个甜瓜syntaxin家族基因组成性表达,7个基因组织特异性表达。此外,甜瓜幼苗经白粉病菌人工接种侵染之后,9个syntaxin家族基因呈现不同程度的响应,9个syntaxin家族基因与MLO家族基因共表达,推测其在甜瓜抗白粉病过程中发挥重要功能。     

甜瓜白粉病的抗病基因、鉴定寄主及种质资源

综合了当前有关甜瓜白粉病抗病基因、病原菌种和生理小种及其载体种质资源的研究成果,同时介绍了抗白粉病种质资源在生理小种鉴定中的应用及13份甜瓜抗病种质的性状特征、特性。     

甜瓜雄全同株与纯雌株基因遗传分析及初步定位

利用甜瓜纯雌系WI998与雄全同株品系TopMark配制杂交组合,通过对P1、P2、F1、F2、BC1P1、BC1P26个世代群体的遗传分析,对决定甜瓜性别表达基因进行研究;同时以F2分离群体为试材,采用SSR分子标记构建甜瓜遗传图谱,定位控制甜瓜性别表达基因。研究结果表明,控制甜瓜性别表达的基因有3个,分别为:雄全同株基因a、雌全同株基因g和纯雌系基因gy。初步构建了一个包括31个SSR标记和2个形态学标记的甜瓜遗传图谱,找到了两个与性别表达基因相关的SSR分子标记,其中MU55491与a基因的遗传距离为13.5cM,MU147232与gy基因的遗传距离为11.6cM。     

外源信号分子诱导处理对甜瓜抗病MAPK基因表达的影响

为了探讨MAPK基因在甜瓜中的表达调控模式,以感病甜瓜品种'哈密加格达'和抗病甜瓜品种'Edisto47'为试验材料,采用实时定量PCR(qRT-PCR)方法,研究了外源信号分子茉莉酸甲酯(MeJA)、脱落酸(ABA)和褪黑素(MT)诱导处理甜瓜叶片中MAPK基因的表达情况。结果表明,甜瓜品种中3个MAPK相关基因MAPK21、MAPK20、MAPK9在接种白粉病菌后均出现了上调表达,MeJA处理抗病甜瓜品种后,3个基因在36 h的相对表达量达到最高,分别为130.74、107.74和99.71,处理感病甜瓜品种后,各基因在60 h的相对表达量达到最高,分别为29.32、18.35和17.34;ABA和MT处理也是同样的变化趋势,但表达量低于MeJA处理,由此说明3个MAPK基因在抗病甜瓜品种中的相对表达量显著高于感病品种,MAPK21基因相对表达量高于MAPK20和MAPK9,且MeJA处理的甜瓜有助于MAPK21基因表达调控,提高其抗白粉病的能力。     

甜瓜基因组学、功能基因定位及基因工程育种研究进展

综述了近年来甜瓜基因组学、重要基因挖掘及基因定位、分子标记育种、基因工程育种等分子育种领域最新进展及甜瓜分子育种中存在的问题与展望,为推进甜瓜种质资源的合理高效利用,育成优质抗病甜瓜新品种提供新技术与方法。     

Transgenic approach to improve quality traits of melon fruit

Melon is one of the economically important and widely cultivated vegetable crops in the world. There is a wide genetic diversity in the cultivated and wild species of melon. Melon as one of the most consumed fruits, the development and ripening of fruit is known to be a complex developmental process that involves many biochemical and physiological changes including the breakdown of chlorophyll, degradation of the cell wall, increase in sugars content, alteration in pigment biosynthesis, and the accumulation of flavour and aromatic compounds. However, the information on genetic engineering and molecular biology of melon is very limited. With the development of genetics and molecular biology, a large number of quality/ripening-regulated genes involved in pigmentation, vitamin, soluble carbohydrate metabolism, cell wall metabolism and ethylene biosynthesis have been identified in melons. Some genetic manipulations of melons have been proved to be useful technology to improve quality, sensory attributes, shelf life and other agronomic traits of melon fruit. This paper reviewed some progresses in the trangenic approach to improve quality traits of melon fruit.     

西瓜甜瓜种质资源的收集、保存及更新

种质资源是进行科学研究和新品种培育的重要物质基础,是农业可持续发展战略资源的一部分,收集和保存西瓜甜瓜对于促进我国西瓜甜瓜育种和科研工作具有重要意义。文章介绍了西瓜甜瓜种质资源的收集、保存及繁殖更新的主要途径和一般方法,旨在为促进我国西瓜甜瓜种质资源的收集保存提供参考。     

西甜瓜田间萎蔫发生原因与防治措施

目前西甜瓜田间萎蔫现象发生严重,而西瓜甜瓜萎蔫原因复杂,主要由生理性和病虫害等因素引起。为缓解生产中西甜瓜田间萎蔫现象的发生,从生理性急性萎蔫、真菌性萎蔫、细菌性萎蔫、根结线虫、地下害虫5个方面综述了西甜瓜田间萎蔫的原因及发生规律,并提出选育和推广抗性品种、科学管理土壤、科学繁育种苗、加强田间管理、加强植物检疫和提高田间诊断能力5大防治措施。未来,要做好西甜瓜品种、栽培、植保3者的协调工作,应加强西甜瓜抗性种质资源的收集与创新,充分挖掘并利用好西甜瓜野生资源,从中挖掘抗性基因,从而通过基因工程选育多抗品种;应推广嫁接栽培,将高抗多种病虫害和对果实品质无不良影响的西甜瓜嫁接砧木作为未来嫁接繁殖工作的核心;还应加快建立病原菌快速检测技术体系,研制病菌检测和病虫害快速诊断试剂盒等快速检测手段,提高西甜瓜田间病原菌精准诊断水平。     

新疆哈密瓜永久遗传图谱构建及比较分析

 新疆哈密瓜〔Cucumis melo L. ssp. melo convar. ameri ( Pang. ) Greb. 〕是我国特有的栽培甜瓜种质资源, 具有不同于网纹甜瓜〔Cucumis melo L. ssp. melo convar. cantalupa ( Pang. ) Greb. 〕的独立遗传背景。以新疆哈密瓜和网纹甜瓜为亲本构建F₂ S₆作图群体, 采用SSR标记技术获得同时具有哈密瓜和网纹甜瓜遗传背景的永久遗传图谱。图谱由22个连锁群组成, 包括201个SSR标记, 1个白粉病抗性基因标记, 覆盖基因组长度977.153 cM, 标记间的平均距离4.837 cM。本图谱中的17个连锁群与Fernandez- Silva 等构建的网纹甜瓜遗传背景图谱具有线性关系, 两张图谱共有46个相同SSR标记。     

厚皮甜瓜遗传多样性的SSR分析

采用61对SSR特异引物对46份厚皮甜瓜材料进行分析,其中52对扩增出条带,47对引物具有多样性,扩增带分子量在150～1500bp,187条谱带中154条谱带具有多态性,多态率占82.35%,平均每个引物可扩增出3.60条带。同时,对材料网纹、果形、单果质量、有无条带、果皮颜色、果肉颜色、肉质、种子、有无麝香味、裂叶、是否自落和花性型等12个性状进行了田间调查,经过phylip软件和NTSYS软件分析后,计算出材料间遗传距离,并做出SSR分子标记和性状2个聚类图。结果显示,46份材料的遗传距离在0.0188～1.2119,而单一性状气味、果皮颜色、果肉颜色和表面网纹的遗传距离都小于0.1,十分接近;2种聚类分析结果存在较大差异,这与供试材料的亲缘关系十分复杂,大部分材料来源相近,具有相同的亲本,和回交亲本存在一定关系。     

中国新疆哈密瓜资源与品种改良研究进展

 详细回顾了20 世纪60 年代至21 世纪初中国新疆哈密瓜遗传育种的发展历程,并介绍了这一时期有代表性的哈密瓜新品种的选育过程。总结了这一阶段的哈密瓜遗传育种研究的经验,就如何提高哈密瓜育种效率以及未来的研究方向和育种目标进行了探讨。     

甜瓜种质资源遗传多样性的SSR 分析

利用SSR 分子标记技术对72 份甜瓜种质资源及育种材料进行DNA 指纹分类及亲缘关系研
究,20 对SSR 引物共扩增产生76 个多态性位点,平均每对引物产生3.8 个多态性位点。聚类结果将72 份
甜瓜种质资源分为7 个类群,其中类群I 包括新疆本地资源及几乎全部自育甜瓜种质资源64 份材料,这
说明本试验所选用的新疆厚皮甜瓜种质资源遗传背景比较狭窄。     

Use of ISSR,SRAP, and RAPD markers to assess genetic diversity in Turkish melons

The genetic relationships among 63 melon (Cucumis melo L.) genotypes collected from various regions of Turkey were determined by comparing their molecular ISSR, SRAP, and RAPD markers with those of 19 foreign melon genotypes to investigate the taxonomic relationships and genetic variation of Turkish melon germplasm. Total 162 polymorphic markers (69, 18, and 75 obtained from ISSR, SRAP, and RAPD primers, respectively) were used to define the genetic similarity among the melon genotypes by dendrogram or two and three dimensional scalings. The average similarity (SM coefficient) between any two pairs of accessions examined as estimated by molecular variation was 0.73 ± 0.48. Within-group genetic similarities ranged between 0.46 and 0.96. Related genotypes or genotypes collected from similar regions were partitioned to similar clusters. Southeastern Anatolian genotypes were distinctly apart from group inodorus and group cantalupensis (sweet) genotypes. This reinforced the position of Turkey in the secondary genetic diversity center of melon. The genetic diversity among Turkish genotypes (H = 0.28 and I = 0.42) was only a little less than that of the world accessions (H = 0.30 and I = 0.45). On the other hand, the percentage of polymorphic loci among Turkish melon genotypes (90.7%) was even higher than that of the world accessions (87.6%).     

甜瓜近缘植物引进观察初报

为了丰富我国甜瓜种质资源,笔者于2007年3月从美国NC7引种站引进了甜瓜近缘植物并进行了种植、观察和描述,结果表明。甜瓜近缘植物形态差异较大,野生性状明显,食用价值低劣,难以直接利用,但其表现出旺盛的生命力和较强的抗病虫性,有待于进一步观察、鉴定、挖掘和利用。