甜瓜果实成熟相关基因家族的全基因组鉴定及分析

为获得与甜瓜果实成熟相关的基因,选择与乙烯生物合成及信号转导相关的4个基因家族HB(Homeobox)、RIN(Ripening inhibitor)、ETR(Ethylene receptor)、CTR(Constitutive triple reaction),对甜瓜全基因组鉴定,分别获得CmHB家族成员17个、CmRIN家族成员21个、CmETR家族成员3个和CmCTR家族成员20个,通过序列比对和基序分析验证了家族成员鉴定的可靠性。利用转录组测序方法,分析4个基因家族各成员在甜瓜品种河套蜜瓜原种和转反义CmACO1基因的河套蜜瓜品系M9生长期和成熟期果实中的表达量,发现河套蜜瓜原种中13个基因在2个发育时期果实中的表达量存在显著性差异,其中CmHB3、CmHB11生长期的表达量是成熟期的42,9倍,而CmHB4成熟期的表达量是生长期的27倍,其表达量均呈极显著差异。在M9品系中,12个基因在2个发育时期果实中的表达量存在显著差异,其中CmHB3、CmHB11生长期的表达量是成熟期的6,3倍,而CmHB4成熟期的表达量是生长期的41倍,其表达量均呈极显著差异。在生长期,CmHB3、CmHB11的表达量在2个材料中存在极显著差异,CmRIN14、CmRIN15存在显著差异。而在成熟期,CmHB3的表达量在2个材料中存在极显著差异,CmRIN14、CmRIN15存在显著差异。此外,还发现CmRIN14、CmRIN15在2个材料间的表达模式相反,表明其表达模式受CmACO1表达水平的影响。     

甜瓜果实发育和成熟期的乙烯变化

甜瓜（Cucumis melo L.）的保鲜耐贮性因变种而有很大差异。很多报道研究了变种inodorus、reticulatus和cantalupensis中保鲜耐贮性与乙烯的关系，但是极少对变种saccharinus和makuwa进行研究。本研究用属于这5个变种的6个品系来测定了果实发育过程和收获后各阶段中果实内部的乙烯浓度和乙烯生成率。     

MADS-box基因在果实发育、成熟过程中的作用

MADS-box基因是一个序列特异的调节基因家族,所编码的蛋白为转录因子,主要由MADS盒、K盒、I区、C末端、N末端等5个部分组成,其中MADS盒非常保守。MADS-box转录因子是通过二聚体化的形式以其保守结构域与特定的DNA序列相结合来调控基因的表达的。大量的研究表明,MADS-box基因在植物花的发育上具有重要的作用,已克隆出了许多与花器官发育相关的A-C类的MADS-box基因,而且也发现了许多可以调控花时的MADS-box基因。目前,越来越多的研究表明,MADS-box基因在果实的发育、成熟中也有着重要的作用。已在矮牵牛和拟南芥中分离出与胚珠的发育密切相关的几个MADS-box基因FBP7、FBPII、STK、SHP及SEP基因。目前认为果实的成熟主要是由于乙烯的调控而引起的,但在番茄中发现1个MADS-box基因与果实的成熟相关,而且可能是跃变型和非跃变型果实共有的果实成熟调节者,首次发现MADS-box对果实成熟的作用会为用非激素的方法来调控果实成熟提供新途径。果实的开裂会严重影响某些裂果的产量,进行相关的分子调控有着重要的实际意义,已在拟南芥中发现2个MADS-box基因SHP和FUL与果实的开裂密切相关,SHP会控制裂开区域的分化,而FUL的过量表达会抑制裂片区域的木质化,FUL可以负调控SHP基因。     

草莓乙烯受体FaEtr2基因植物表达载体构建

为通过转基因技术改善草莓的贮运性能,以全明星草莓为试材,克隆了与草莓成熟有关的FaEtr2基因的2个片段,并构建了该基因的反义和正义植物表达载体。根据已克隆的草莓乙烯受体FaEtr2基因序列及表达载体pBI221上的酶切位点设计2对带限制性内切酶位点的特异性引物,以测序质粒为模板,PCR扩增到2个全明星草莓FaEtr2基因片段。两片段经双酶切消化后分别以正、反两个方向插入到植物表达载体pBI221的35 S启动子和NOS终止子之间,分别构建成All Star-FaEtr2基因的正、反义植物表达载体。     

调控果实成熟的基因工程研究进展

阐述了在果实成熟过程中与乙烯生物合成和细胞壁降解相关的酶（ACC合酶、ACC氧化酶、多聚半乳糖醛酸酶和果胶甲基酯酶）及其调控果实成熟的基因工程研究进展。     

乙烯受体ETR1基因同源性分析及乙烯敏感性与植物采后寿命的关系

将37种不同科属植物及5个不同月季品种的ETR1核苷酸、氨基酸序列进行同源性分析并构建了分子系统发生树,并对植物的呼吸跃变类型、乙烯敏感性及采后寿命的关系进行了归纳和分析.结果表明,在核苷酸水平上,分子性状的同源性与形态性状同源性具有一致性,但月季不同品种种间差异大于异源植物的属间差异.氨基酸序列的同源性分析结果与核苷酸相似,但仍存在差异,可能由于氨基酸密码子简并性、翻译起始位置的不同、ETR1片段大小的差异所造成.在蛋白质水平上,所分析的ETR1片段均具有高度保守结构域.植物的呼吸跃变类型虽与内源乙烯的生成有密切的关系,但与外源乙烯的敏感性无直接关系;植物对外源乙烯的敏感性与植物采后寿命的关系更为密切.     

莲雾乙烯受体基因保守序列的克隆及分析

用莲雾的叶片提取基因组DNA作为模板,根据乙烯受体基因的保守序列设计引物,进行PCR扩增,得到长度约1.5kb的目的片段,将其克隆到pGEM T-easy载体转化大肠杆菌,提取质粒,进行限制性内切酶图谱分析及序列测定.结果表明,该目的片段全长为1400bp,与栽培稻(Oryza satzva)的osers基因组DNA可比对序列的一致性为98.68%.在所应用的12个内切酶中,该片段内部没有切点,根据序列特征和与其他乙烯受体基因序列比较,推测该片段有2个内含子和3个外显子片段组成,外显子总长为972 bp,编码324个氨基酸,其中第197～324氨基酸残基与组氨酸蛋白激酶的磷酸基团接受域有同源性.     

甜瓜PGIP基因的克隆及表达初步分析

以甜瓜叶片基因组DNA为模板,PGIP基因保守序列设计引物,PCR扩增到1条全长978 bp的目的片段。该基因包含有1个完整的开放阅读框,没有内含子,编码326个氨基酸,其编码的氨基酸序列中含有一段典型的亮氨酸重复序列。序列比对表明:该基因编码的氨基酸序列与GenBank中的PGIP基因氨基酸序列(AAP41199)同源性为100%;RT-PCR表达分析表明,该基因在甜瓜叶、茎、根、果实中表达,在花中不表达。为植物分子抗病育种提供了1条基因资源。     

甜橙柠檬酸合酶基因的克隆及其在果实发育过程中的表达分析

柠檬酸合酶与柠檬酸的积累密切相关,通过分析其与酸含量的关系,为研究该基因的调控机制奠定理论基础。设计特异性引物对柠檬酸合酶基因进行克隆,并采用半定量PCR法对哈姆林叶片、果肉和果皮中该基因的表达模式进行检测。克隆得到柠檬酸合酶基因的cDNA序列,全长1535bp,ORF区含471个氨基酸残基,序列比对显示,哈姆林甜橙柠檬酸合酶基因与其他植物的该基因高度同源。半定量PCR结果显示果肉和果皮中柠檬酸合酶基因在各个时期的表达基本没有变化,而叶片中其表达水平随果实发育成熟不断降低,与果实中柠檬酸含量变化趋势相同。说明叶片中柠檬酸合酶基因表达与果实酸含量正相关。     

不同风味类型甜瓜果实发育过程中风味品质比较

采用风味类型不同的4个甜瓜品种为试材,测定果实发育过程中的可溶性糖、可滴定酸、Vc、可溶性固形物和芳香物质等风味品质。结果表明:日本甜宝(TB)在果实发育过程中的可溶性糖含量最高,其次是雪奶香(XNX),泽甜十里香(ZT)第三,风味4号(FW)最低;但FW中有机酸含量显著高于其他品种,成熟期XNX的Vc含量最为丰富;在花后25/35 d时FW的芳香物质以6和9碳醛类为主,其他3个品种则以醇类为主,尤其是9碳醇,随着果实的成熟,芳香物质总量均有较大提高,特别是乙酸酯类,FW的酸类和含苯化合物增加显著。在36/46 d时芳香物质的总含量为XNX最高,其次为ZT,TB第三,FW最低,品种间差异极显著(P<0.01)。不同品种的糖酸比、芳香物质的组分与含量,及其特有芳香物质的差异共同导致了品种间风味品质的差异。     

甜瓜ACS基因家族成员的鉴定及其表达特性分析

乙烯在高等植物生长发育等多个方面都具有重要的调控作用,而ACS(1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid(ACC)synthase,1-氨基环丙烷-1羧酸合成酶)是乙烯生物合成途径的限速酶,由多基因家族编码,不同的发育、环境、激素刺激等信号诱导不同的ACS基因表达.本研究以甜瓜品种'河...     

甜瓜F2群体农艺性状的分析

对甜瓜F2群体的性状遗传进行分析,利用J28-1-4-2(H)-2-2-1和DC-4-1-7-2-1-4-1-1-1杂交得到203个F2个体,2007年对节间长、叶长、叶宽等9个性状进行调查、评价.对所得数据进行方差分析、相关分析、全子集法回归分析、通径分析.结果表明,除了节间长性状外,其他性状都呈正态分布,说明这些性状是数量性状.节问长性状呈双峰分布,与前人的研究结果存在着不同.所有测量的性状都与产量有极显著的相关.通径分析表明,节间长度对于果重的直接影响比较小,节问与产量的相关系数较大,主要是由其他性状间接造成的,所以说明节间性状不会影响产量.为甜瓜短节间育种提供了理论依据.     

甜瓜抗病基因的研究进展及其应用前景

甜瓜是世界各地都广泛栽培的重要经济作物,其营养丰富味道美好而备受人们的喜爱。随着甜瓜种质资源商品化,甜瓜病虫害扩散蔓延迅速,已成为影响甜瓜产量和品质的主要因素。本文概述了对甜瓜生产和品质危害较严重的主要病虫害的发病特征、蔓延情况及相应抗性基因的研究进展,目前已有50个甜瓜抗病基因被认知。另外对与抗病性状相关基因的定位、分子标记、分离克隆、甜瓜基因遗传图谱等研究现状进行了总结分析,综合阐述了甜瓜抗病基因在实践中的使用价值和应用前景：利用甜瓜抗病基因的分子标记进行甜瓜抗病育种辅助选择,将抗病基因转化感病品种进行抗病分子育种。     

甜瓜品种河套蜜瓜ACC氧化酶基因1(ACO1)全长cDNA的克隆及序列分析

根据GenBank上登录的甜瓜ACC氧化酶基因1 (Cm-ACO1)序列,设计特异性引物,应用RT-PCR从甜瓜品种河套蜜瓜成熟果实中克隆得到了ACO1的全长cDNA,共1 035 bp,并对其进行了序列分析,结果表明,所克隆的cDNA与已报道的甜瓜品种Cantaloup charentais的ACO1 cDNA序列完全一致.该基因的克隆为进一步研究 ACC氧化酶基因在甜瓜中的表达特性以及功能奠定了基础.     

甜瓜作图亲本相关序列扩增的多态性分析

以中国甜瓜地方品种自交系4G21(香瓜)和3A832(哈密瓜)为作图亲本,利用SRAP(Se-quence-relatedAmplifiedPolymorphism)分析了甜瓜作图亲本的多态性,结果表明:在184个SRAP引物组合中有176个扩增出多态性条带,不同引物组合扩增的多态性条带的变异幅度在1～15之间,共扩增出614个,平均每个引物组合扩增出3.34个,说明SRAP标记揭示甜瓜作图亲本多态性的效率很高。     

甜瓜种子醇溶蛋白的反相HPLC分析鉴定

针对目前国内甜瓜的主栽品种K96-8×6-1、T-5Xred1-28和94×8-1的自交系及杂交种种子醇溶贮藏蛋白进行反相HPLC法分离。结果表明其色谱图明显不同,可以用于该品种（系）的鉴定,认为RP-HPLC技术是一种快速、准确、可信的甜瓜品种鉴定手段。     

直接扩增甜瓜小卫星DNA指纹图谱

以小卫星DNA YNZ22核心序列为引物,甜瓜DNA为模板,在甜瓜上研究了直接扩增小卫星DNA(DAMD)的优化反应体系,结果表明:在20μL的反应体系中,5种主要成分Taq DNA聚合酶、Mg2 、引物、模板DNA和dNTPs的最适浓度分别为1U,2.5 mmol/L,0.5 mmol/L,30 ng,5 mmol/L。在优化的DAMD-PCR反应体系下,利用该引物在28个甜瓜品种上构建了直接扩增小卫星DNA(DAMD)的指纹图谱,分析结果表明,该引物在28个甜瓜品种上共扩增出13位点,其中9位点具有多态性,多态性条带比率为69%,可一次性从28个甜瓜品种中鉴别出其中的21个,鉴别率高达75%。     

甜瓜种子蛋白多态性与品种纯度快速鉴定方法研究

以杂交伽师瓜1号、雪里红、9808的杂交种及其父母本为实验材料,探讨了用种子蛋白多态性快速鉴定甜瓜杂交种品种真实性与纯度的方法及可行性.电泳结果表明,甜瓜种子中虽然含有一定量的蛋白,但含量较低,而且多态性较差,不同组分的种子蛋白没有特异性谱带,因此,种子蛋白电泳鉴定法不能用于甜瓜杂交种的鉴定.AUG-PAGE(醋酸尿素甘氨酸-聚丙烯酰胺凝胶电泳系统)是一种新的种子蛋白多态性研究方法,其分离胶溶液为10%丙烯酰胺、0.2%甲又双丙烯酰胺、2%冰醋酸、10%尿素、0.4%醋酸钠、0.02%硫酸亚铁的条件下,以1.5%冰醋酸为电极液,具有简单、快速、分离效果好等特点.     

辣椒Arf GAP基因的克隆与表达分析

ADP核糖基化因子(Arf) GTP酶激活蛋白(GAPs)能够促使束缚于Arfs的GTP水解为GDP,通过转化具有活性的GTP束缚型为非活性的GDP束缚型从而达到调节Arfs的作用。本研究从辣椒幼苗叶片cDNA文库中筛选获得一个阳性克隆。核苷酸序列分析表明该基因编码一个含有408个氨基酸残基,分子量约为43.98 kD,含有一个保守的Arf GAP结构域,与葡萄、大豆中的AGD8-Like基因的同源性分别为73%和71%,与拟南芥AtAGD8同源性为65%,命名为CaAGD8。实时荧光定量PCR检测表明,与对照相比,CaAGD8基因的相对表达量在辣椒茎、叶、花及果实中表达量升高。