甜瓜抗蔓枯病基因Gsb-3的ISSR分子标记

以甜瓜抗病资源PI511890和感病自交系‘白皮脆’及其F1、BC1P1、BC1P2、F2群体为材料,苗期接种蔓枯病菌(Did ymella bryoniae)进行遗传分析.结果表明:(1)对甜瓜苗期蔓枯病菌接种鉴定结果显示,抗源PI511890的抗病基因Gsb-3由显性单基因控制.(2)利用集团分离分析及ISSR分析技术,引物ISSR-100扩增出的多态性条带与Gsb-3表现连锁关系,该多态性片段大小为900 bp.(3)统计ISSR-100在182个F2单株上的多态性,并用JoinMap 4.0软件分析结果显示,ISSR-100与Gsb-3遗传连锁距离为8.3 cM,定名为ISSR-100900.研究认为,ISSR100900可作为甜瓜抗蔓枯病分子育种的备选分子标记.     

应用基因芯片检测酸味抗病甜瓜果实基因表达

利用Melon cDNA array ver1.0检测新疆厚皮甜瓜(Cucumis melo var.ameri)果实基因表达的可行性,并检测了经60Coγ射线辐射诱变后的新疆厚皮甜瓜酸味抗病变异株成熟果实基因的表达.结果显示:该芯片平均能够检测新疆厚皮甜瓜基因2 008个,检测出的基因占该芯片基因探针总数的65.4%;检测酸味抗病变异株上调表达的基因251个,占检出基因总数的12.5%;下调表达的基因224个,占检出基因总数的11.16%.利用RT-PCR验证芯片结果的可靠性,结果表明,用Melon cDNA array ver 1.0检测新疆厚皮甜瓜成熟果实基因表达水平是可行的.     

甜瓜花粉母细胞减数分裂及雄配子体的细胞学研究

以薄皮和厚皮类型甜瓜为试材,采用改良的染色体制片方法,系统观察了甜瓜花粉母细胞的减数分裂及雄配子体发育的过程,结果表明:(1)甜瓜细胞核减数分裂的同步性较高,细胞质是同时型分裂,在细胞核分裂的过程中,核仁在前期Ⅰ到中期Ⅰ逐渐消失,在前期Ⅱ再次出现,随后消失,染色体在前期Ⅰ到中期Ⅰ逐渐收缩,变得清晰,至末期Ⅰ变得模糊,在前期Ⅱ再次清晰;(2)2种类型甜瓜终变期的染色体构型都以环状二价体为主;(3)在后期Ⅱ,观察到染色体的垂直和平行2种分离方式;(4)在前期Ⅰ和前期Ⅱ,伽师瓜"形成了多个较小的核仁,呈现一定的特殊性;(5)雄配子体发育经历了单核期和双核期,最后形成了成熟的花粉粒.研究表明,薄皮和厚皮类型甜瓜减数分裂的染色体行为基本一致,没有明显差异;伽师瓜"的核仁数量表现特殊可能与其长期的生态适应性有关.     

新疆甜瓜地方品种资源核心种质构建

新疆甜瓜地方种质资源具有丰富的遗传多样性,是新疆哈密瓜遗传改良的重要基因库。以121份新疆甜瓜地方品种为研究对象,结合按来源分组和系统聚类选择的方法,通过多重比较29个表型性状数据确定适宜的取样比例,筛选出25份地方品种为初选核心种质。在初选核心种质取样量上,人工定向补充5份优异种质和极值材料确定了核心种质,约占地方品种总数量的25%。对表型保留比例、遗传多样性指数、变异系数、表型频率方差、极差符合率、均值符合率、标准差符合率等检验参数进行了检验和评价。结果表明:调整后的核心种质除标准差符合率降低外,其余参数均优于或等于初选核心种质,更能代表原始样品;所构建的核心种质很好地保留了所有地方品种资源的遗传多样性和变异幅度。     

甜瓜有丝分裂染色体制片技术及核型分析

以萌发种子根为材料,研究预处理取样时间和预处理药剂对甜瓜染色体制片的影响.结果表明,上午8:00左右为最佳预处理取样时间,可以观察到近14%的中期分裂相;在4种药剂预处理活体根尖中,以添加对二氯苯(饱和)的放线菌酮(40 m g.L-1)水溶液的效果最佳.用此方法对厚皮和薄皮两种类型甜瓜进行核型分析,结果发现:两类甜瓜核型相似,都具有一对随体,核型均为2A型,核型公式均为2n=2x=24=14m+10st(2SAT).但两类甜瓜的染色体总长、平均长度以及随体在染色体上的分布都不相同.     

甜瓜蔓枯病抗性鉴定及PAL基因表达分析

以甜瓜感病品种‘白皮脆’、单基因抗源(PI140471、PI157082、PI511890、PI482398、PI420145)和聚合抗源(145-082、082-890、082-398、145-471、145-890和890-398)为材料,采用梯度浓度蔓枯病菌孢子液接种鉴定以及RT-PCR技术,研究不同材料蔓枯病抗性表现以及抗蔓枯病基因(苯丙氨酸解氨酶基因,PAL)在不同材料及不同组织中的表达情况。结果显示:当接种蔓枯病菌孢子液浓度为5×109个/mL时,单基因抗源已开始出现感病现象,而聚合基因抗源仍表现为高抗或抗,其中145-471(PI420145×PI140471)抗性显著高于单基因抗源亲本和其它聚合抗源材料,表现为高抗(RI1.0)。抗蔓枯病基因PAL在不同抗性材料根、茎、叶中的表达均呈先上调而后下降并趋于稳定的变化趋势,但变化快慢和幅度均不同。研究表明,甜瓜抗蔓枯病基因的聚合能够提高其对蔓枯病的抗性,但不同抗病基因聚合后的抗性表现存在一定差异;抗蔓枯病基因PAL的表达与甜瓜蔓枯病抗性有密切关系,其表达时间与表达量差异可能是影响不同材料抗病能力差异的重要因素;该研究鉴定筛选的高抗蔓枯病材料145-471可用于甜瓜的抗蔓枯病聚合育种。     

新疆甜瓜地方种质资源遗传多样性的SRAP分析

为研究我国新疆甜瓜地方种质资源亲缘关系及其分类,充分高效的利用种质资源,利用SRAP(sequence-related amplified polymorphism technique)标记对117份中国新疆甜瓜地方品种和28份国内外对照材料进行亲缘关系和遗传多样性分析。结果表明,20对SRAP引物共扩增出224个带,其中多态性谱带216个,多态性比率达96%,平均每对引物扩增的带数和多态性带数分别为11.2个和10.8个,每对引物的多态性信息含量PIC值为0.73~0.94,平均为0.85;不同生态区域供试材料的Nei's基因多样性指数(H)和Shannon's信息指数(I)分别为0.1075~0.2560和0.1569~0.4061,中国新疆的南疆、东疆和北疆均高于其他生态区域供试材料,且以南疆最高,具有非常丰富的遗传多样性;不同生态区域甜瓜种质资源的遗传一致度和遗传距离分别为0.6384~0.9919和0.0081~0.4488,其中南疆、东疆和北疆两两之间的遗传一致度均在0.95以上,遗传距离均在0.04以下,三者之间遗传分化较小;中国新疆甜瓜与印度、西亚、西班牙的甜瓜种质资源亲缘关系较近,与韩国、日本、美国和前苏联的甜瓜种质资源亲缘关系较远。聚类分析结果表明,以遗传相似系数0.548为阈值,145份种质材料可分为3大类群;厚皮甜瓜与薄皮甜瓜间在分子水平上没有严格的界限,两者之间亲缘关系的远近在不同的种质材料间差异很大;117份中国新疆甜瓜地方种质资源可分为A(Ⅰ-1)、B(Ⅰ-2、Ⅰ-3、Ⅰ-5)、C(Ⅰ-6)、D(Ⅱ)等4大类6个亚类群,与传统4个变种10个品种群分类结果不同,但在每个大类或亚类群中属于同一变种或品种群的材料倾向于聚在一起。     

新疆厚皮甜瓜裂果抗性及其生理特征分析

以种植于新疆农业科学院哈密瓜研究中心吐鲁番亚尔乡基地的20份新疆厚皮甜瓜品种为研究对象,在果实成熟期测定各品种裂果指数,裂果率、果皮及果肉矿物质元素含量、纤维素含量、半纤维素含量、过氧化物酶(POD)活性、多酚氧化酶(PPO)活性等,以筛选评价厚皮甜瓜抗裂果品种,明确影响厚皮甜瓜裂果的主要内在因子,为甜瓜的栽培生产与新品种选育提供理论支持。结果表明:(1)依据裂果指数将20份新疆厚皮甜瓜品种裂果抗性划分为5个等级,其中极抗裂等级3份,抗裂等级5份,较易裂等级5份,易裂等级4份,极易裂等级3份;(2)极易裂型中果皮含水量显著高于极抗裂和较易裂型,而其心糖含量显著低于极抗裂和较易裂型;果皮中Ca、Na、Mg、Fe元素含量显著高于果肉含量;极易裂型中PPO活性显著低于较易裂型,其POD活性显著高于极抗裂和较易裂型,其纤维素含量、半纤维素含量显著低于极抗裂型。(3)裂果抗性与果实心糖含量、纤维素含量、半纤维素含量存在显著正相关,与果皮含水量、果肉含水量、POD活性、K元素含量存在显著负相关。(4)甜瓜裂果性的主要影响因子有果皮含水量、果肉含水量、心糖含量、边糖含量、纤维素含量,果皮中的K、Ca、Mg、Na含量以及果肉的Na、Cu含量。研究发现,甜瓜‘黄梦脆’、‘K1028’、‘西州密17’为极抗裂品种,裂果率、裂果指数、心糖含量、果皮含水量、果肉含水量、纤维素含量、K含量可作为甜瓜裂果研究中的重要指标。