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（GA3）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%。GA3 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GA3 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。     

甜瓜黄瓜性别决定机制模型

首次提出甜瓜和黄瓜的性别由两组四对具有显隐关系的雌性基因与雄性基因互作控制。4个雌性基因的化学实质均为乙烯生物合成途径中的限速酶ACC合酶,4个雄性基因为赤霉素生物合成途径中的某个限速酶。花芽最终发育成雄花、雌花,还是两性花,取决于赤霉素与乙烯之间量的平衡和作用方式。雄花是赤霉素诱导花药生长抑制子房生长发育的,雌花是乙烯诱导子房生长抑制花药生长发育的,两性花是赤霉素和乙烯同步持续诱导子房和花药共同生长发育的．     

黄瓜性别决定相关基因在不同性型黄瓜种质基因组中的分布

根据已有的决定黄瓜雌性的ACC合酶基因CS-ACS1G,与黄瓜性型有关的ACC氧化酶基因CS-ACO2、CS-ACO3,与黄瓜雌性相关的乙烯受体基因CS-ETR2和CS-ERS的序列,通过设计特异引物,对不同性型黄瓜品种基因组DNA进行扩增。结果表明,5个基因在本试验所用的不同性型黄瓜品种的基因组中均能被检测到,说明这5个性别决定相关基因在本试验中不具有雌性特异性。通过PCR克隆在全雌性黄瓜品种G5224中获得了长度为1 124 bp的ACC合酶基因序列。BLAST分析表明,本试验所获得的ACC合酶基因序列和Trebitsh公布的CS-ACS1G基因序列的同源程度为99 %,表明PCR扩增产物确实为CS-ACS1G基因。此基因在基因组中表现不具雌性特异性的现象与多数研究者的结论相悖。     

苹果成花抑制蛋白SVP基因的克隆、表达及启动子活性分析

以‘长富2号’苹果短枝顶芽为材料,采用同源重组法克隆得到成花抑制蛋白SHORT VEGETATIVE PHASE(SVP)家族的1个关键基因MdMADS50,开放阅读框(ORF)长度为675 bp,编码224个氨基酸。序列分析发现,该基因含有1个保守的MADS-box结构域和1个K-box结构域,属于MIKC型。氨基酸多重序列比对和系统进化分析表明,MdMADS50蛋白序列与苹果MdSVP具有较高的同源性。qRT-PCR分析结果表明,MdMADS50具有组织表达特异性,在苹果芽和叶中表达量较高。外源GA_3处理促进了MdMADS50的表达,且在难成花品种‘长富2号’苹果芽中的表达量显著高于其他苹果品种。另外,GUS活性检测结果表明MdMADS50基因启动子具有启动活性,且受外源GA_3诱导后活性增强。综上,研究表明MdMADS50可能响应GA_3处理对苹果成花诱导发挥抑制作用,并介导赤霉素信号参与苹果花芽孕育的调控。     

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。     

晋西瓜7号

是山西省农科院园艺所以自交系Ja-132-1-2-1为母本,自交系Ja03-2-1-2-1为父本于2007年配制的西瓜杂交一代。2013年通过山西省审定,审定名为"晋西瓜7号",审定编号为晋审西瓜2013001。该品种全生育期98d左右,果实发育期28d左右。植株生长势较弱,叶片灰绿色、叶片较小。主蔓第一雌花着生节位6-7节,雌花间隔4叶。     

节瓜果皮颜色遗传规律的研究

用2个果皮青绿色自交系桂优1号毛节瓜、环江节瓜和1个果皮深绿色自交系七星节瓜作亲本,通过正、反交及回交组配,对其杂交组合(桂优1号毛节瓜×七星节瓜、环江节瓜×七星节瓜)的F1、F2、BC1和BC2各世代的果色进行统计.结果表明:F1果色表现一致,无论正、反交均表现为深绿色;F2果色无论正、反交都分离出深绿色和青绿色两种果色,且分离比率接近3:1;BC1(以深绿色的自交系作父本进行回交)果实颜色均表现为深绿色,BC2(以青绿色的自交系作父本进行回交)果实颜色则表现出深绿色和青绿色的分离,分离比率接近1:1.根据经典遗传学原理对节瓜果皮颜色的遗传效应进行了研究,初步推断出:节瓜果实的深绿色与青绿色受一对核基因控制,深绿色对青绿色为显性.     

中早熟西瓜新品种科丰16号的选育

科丰16号是以自交系A45为母本,以自交系花大板为父本育成的西瓜一代杂种。中早熟,全生育期95 d左右,果实发育期30 d左右,主蔓第7~8节着生第1雌花,以后每5~7节现1雌花;植株长势强,坐瓜整齐,果实圆形,果皮绿色覆墨绿色条带,外形美观;瓤肉红色,口感好,瓤质沙脆,中心可溶性固形物含量12%左右;单瓜质量7 kg左右,667 m~2产量4 500 kg左右;抗病性强、适应性广,适宜陕西及相同生态区早春保护地及露地栽培。     

北京市农林科学院许勇团队解析西瓜雌性系控制基因功能

正2019年9月16日,北京市农林科学院许勇团队在《The Plant Journal》在线发表了题为"A unique chromosome translocation disrupting ClW IP1 leads to gynoecy in watermelon"的研究论文。该研究首次阐明了西瓜性别决定的关键基因ClW IP1及分子调控机制,并利用基因编辑技术成功创制了首例西瓜人工雌性株,为利用雌性基因快速提高制种效率奠定了重要科学基础。普通的西瓜品种是雌雄异花同株植物,在其主茎上按一定的周期顺序开几朵雄花后就会出现1朵雌花。在西瓜杂交制     

西瓜强雌性状的遗传效应分析

 以强雌性西瓜品系BG1和普通花性型品系ZY10为材料配制杂交组合, 调查单株30节位内的 雌花比率, 利用主基因+多基因混合遗传模型多世代联合分析法, 对该组合的P₁、P₁、F1、F₂、BC₁P₁和BC₁P₂等6个世代群体的雌花率性状进行分析。结果表明: 西瓜强雌性状遗传受两对主基因的加性-显性-上位性模型控制(即B-1模型) , 主基因表现为隐性。第1和第2对主基因的加性效应值分别为33.46和5.17; 而显性效应值分别为- 20.56 和- 11.20。主基因遗传率在BC₁P₁和F₂世代中高达93.75%和94.32% , 在BC₁P₂世代中较低, 为60.91%。在该组合中不存在多基因的效应。     

不同性别黄瓜EIN3基因片段克隆及序列分析

根据GenBank植物EIN3基因家族的保守序列设计了1对引物,以纯雌性系、强雌性系、雌雄同株系、两性花株系的不同性别黄瓜总DNA为模板,经PCR扩增得到6个725 bp左右的基因片段并进行序列比较分析。结果表明,不同性型黄瓜EIN3基因编码区有14个SNPs,平均51 bp发现1个SNP,检出率为1.96 %;其中有3个酶切位点突变,且发现编码区的SNPs有8个突变导致了氨基酸改变;初步建立了1个RFLP-BfmⅠ的酶切体系,发现在两性花株WI1983H中出现特异的酶切条带。     

早熟西瓜新品种晋抗早冠的选育

晋抗早冠是以自交系Ja-135为母本、99-03为父本配制的西瓜一代杂种。早熟,植株生长旺盛,易坐果。全生育期97d左右,果实发育期约28d,第1雌花节位6～7节,雌花间隔4节。果实高圆形,果皮绿底覆锯齿条纹,瓤色大红,瓤质脆,中心可溶性固形物约11%。丰产性好,平均单果质量5kg,667m2产量可达4000kg。适应山西及气候相似地区种植。     

西瓜新品种美王的选育

美王是以自交系M16为母本,以自交系W-2为父本配制而成的早熟西瓜一代杂种。露地地膜覆盖栽培,果实发育期30 d（天）左右,全生育期97 d（天）左右;日光温室秋冬茬或冬春茬栽培,果实发育期50 d（天）左右,全生育期108 d（天）左右。植株生长势中等,主蔓第6节着生第1雌花,以后每隔 2～3节现1雌花,结果能力强,田间整齐度好。果实圆球形,果皮绿色覆墨绿色规则条带,瓤大红色,剖面均匀一致,中心可溶性固形物含量11.6 %,边部 10.6 %,VC含量84 mg·kg^-1,风味好,品质佳。单瓜质量3.5 kg左右,每667 m²产量3 800 kg左右,适于露地早熟栽培和保护地栽培。     

西瓜新品种虎邦105的选育

虎邦105是以自交系WW05为母本,以自交系16WCH为父本配置成的杂交1代大型西瓜新品种。单果重8～10 kg;果实椭圆形,果面浅绿色,附有绿色窄条带;果皮厚度1.0～1.2 cm,韧性好。果肉桃红色,质地细腻,中心可溶性固形物含量12.5%。在北方地区春季露地栽培,全生育期110 d左右,果实发育期40～45 d,主蔓第1雌花节位7～10节。在宁夏压砂瓜产区,667 m~2种植300株,产量为2 690 kg。虎邦105植株长势稳健,耐旱性强,抗西瓜枯萎病1号生理小种和西瓜炭疽病1号生理小种,适宜在甘肃、宁夏、陕西、内蒙古等北方地区春季露地栽培。     

短枝型苹果赤霉素受体基因MdGID1a 及其启动子克隆和表达分析

 以短枝型富士苹果‘龙富短枝’（Malus × domestica Borkh.‘Longfu Duanzhi’）枝条为试材, 采用RT-PCR 结合RACE 技术,克隆获得苹果赤霉素受体基因MdGID1a,GenBank 基因数据库的登录号 为JF516247。该基因编码区共1 035 bp,推测其编码345 个氨基酸。氨基酸序列分析显示,其具有HSL 基因家族的保守氨基酸结构域HGG 和GXSXG,与其它植物赤霉素受体基因具有较高的同源性。其启动 子序列包含植物激素和光等响应元件。实时定量qRT-PCR 分析表明,MdGID1a 在短枝型‘龙富短枝’和 普通型‘长富2 号’枝条不同生长阶段、在叶片、枝条、果实、花和叶芽中的表达水平存在明显差异。 苹果赤霉素受体基因MdGID1a 在短枝型苹果枝条伸长过程中具有一定的调控作用。     

冬枣两个ACC氧化酶基因的cDNA克隆及其表达模式

 根据植物ACC氧化酶（ACO）家族的氨基酸和核苷酸保守区序列设计简并引物,采用3′RACE技术从半红期冬枣果实中分离了两个ACO同源基因片段,随后通过PCR技术进一步获得了两个包含完整开放阅读框（ORF）及3′端非编码区（UTR）序列的ACO基因的cDNA,即ZjACO1和ZjACO2。两个基因序列在GenBank中的登录号为EU216549和EU216550,其大小分别为1 115 bp和1 105 bp,编码蛋白大小分别为319个和321个氨基酸。ZjACO1和ZjACO2在核苷酸和氨基酸水平上的同源性分别为79.4%和84.0%。Northern杂交结果表明,这两个基因在冬枣叶片中不表达,而在不同发育阶段果实中的表达具有明显差异。     

西瓜新品种礼花3号的选育

礼花3号是以自交系N-02-03为母本,以自交系P-09-11为父本配制而成的早熟小果型西瓜一代杂种。全生育期89 d(天)左右,果实发育期26 d(天)左右,植株生长势中等,易坐果,第1雌花节位为第5～6节;果实椭圆形,果皮浅绿色覆绿色网状细条纹,皮厚约0.4 cm,果肉黄色,中心可溶性固形物含量12.5%;单瓜质量3 kg左右,春大棚栽培每667 m~2产量3?000 kg左右,中抗枯萎病,适宜北京,山西朔州、原平、孝义、定襄、阳高等地春夏保护地栽培。     

砂梨(Pyrus pyrifolia)过敏原蛋白基因(Ppmal)的克隆与表达分析

【目的】分离和克隆梨过敏原蛋白基因Ppmal(Gen Bank登录号为KP008110),探讨其在梨果实发育过程中的功能。【方法】以砂梨品种‘翠冠’[Pyrus pyrifolia(Burm.f.)Nakai]为试材,在盛花期后30 d对植株果柄进行涂抹赤霉素处理,利用同源克隆和RACE方法克隆目的基因全长序列,并通过实时荧光定量技术和半定量技术分析该基因在梨不同组织以及梨果实发育过程中的表达变化。【结果】Ppmal的全长是906 bp,含有480 bp的开放阅读框(ORF),编码159个氨基酸,预测的蛋白质相对分子质量为17.56 k D,等电点为5.62。生物信息学分析显示该基因没有信号肽序列,没有跨膜结构域,具亲水性。与其他物种的过敏原蛋白基因核苷酸序列同源性超过75%,与苹果和西洋梨编码的氨基酸序列同源性分别高达97.48%和96.23%,进化树分析表明该基因与苹果的进化关系最近。同时,定量结果显示经过赤霉素处理后的果实中该基因的表达量随着果实的生长发育呈现先降低后升高的趋势,并且具有组织差异表达的特点,其表达量在叶片中最大,其次是嫩叶,再次是花,枝条最低。【结论】获得梨Ppmal基因全长,对该基因在砂梨品种‘翠冠’发育过程中的表达分析显示,Ppmal受到赤霉素的调控,并在砂梨果实膨大期发生上调表达。     

牡丹ACC氧化酶基因的克隆与反义载体的构建

根据报道的牡丹ACC氧化酶基因(DQ337251)cDNA序列,设计一对特异引物,以牡丹品种"洛阳红"基因组DNA为模板,用PCR扩增方法克隆出牡丹ACC氧化酶基因的部分片段,并将其连接到pMD18-T载体上进行测序.结果表明,克隆的序列全长为467 bp,其中包括一个长度为157 bp的序列,推测它可能是一个内含子,其它序列与已报道序列同源性为98.2%;用SacⅠ和XbaⅠ对重组质粒和载体pBI 121酶切、连接,构建牡丹ACC氧化酶基因的反义表达载体.     

苦瓜强雌性状的遗传分析

以强雌性苦瓜品系09C-51、09C-54和普通性型品系09C-57为亲本配制杂交组合,调查单株主茎50节位内的雌花节率。通过对两个组合的P1、P2、F1、F2、BC1P1各世代植株的性型观察,并经χ2 测验,表明苦瓜强雌性性状由1对不完全显性基因控制。利用组合09C-51×09C-57的Pl、P2、Fl、F2群体的性型分离数据,进一步对性型进行数量遗传学分析,表明强雌性性状符合1对显性主基因+加性-显性多基因模型,说明苦瓜强雌性性状由1对主基因控制,且存在微效多基因的影响,其主基因遗传率为63.06%,多基因遗传率为26.96%。