加工番茄种质资源的SSR分析

为探明加工番茄种质资源间的亲缘关系,利用SSR标记对20份加工番茄品种及育种材料进行了多样性分析。结果表明:从49对SSR引物中筛选出12对扩增稳定、条带清晰且多态性丰富的引物进行分析,共获得43个位点,多态性位点为37个,多态位点比率86%;供试材料间的遗传相似系数介于0.419~1.000之间,说明加工番茄种质资源间存在一定的遗传差异;通过UPGMA法聚类分析,将20份材料分为3大类群,其中亲缘关系较远的不同类群间及亚类间的种质资源可作为杂交育种的亲本。     

番茄转录因子基因SlWRKY6的克隆与原核表达分析

该研究基于番茄基因组数据库SGN(Sol Genomic Network)信息,利用RT PCR从栽培番茄‘M82’(Solanum lycopersicum)中成功克隆到番茄SlWRKY6基因(登录号：Solyc02g080890),通过qRT PCR方法和原核表达初步验证其生物学功能。结果表明：(1)生物信息学分析显示,番茄SlWRKY6基因ORF全长1 653 bp,编码550个氨基酸,其蛋白结构含有1个WRKYGQK保守结构域和C₂H₂锌指结构域,属于IIb类;其基因启动子上游1 500 bp含有多个激素响应元件和非生物胁迫响应元件。(2)进化树分析显示,SlWRKY6与潘那利番茄SpWRKY31 X1(NP_001352691.1)的相似性最高,且定位于细胞核内。(3)qRT PCR结果显示,SlWRKY6基因在番茄根、茎、叶中均有表达,在叶中的表达量最高,且受盐和干旱诱导表达。(4)SDS PAGE及Western blot结果显示,pET 30a SlWRKY6重组蛋白的大小约66 kDa,与预期大小一致。(5)原核表达分析显示,重组菌E. coli BL21∷pET 30a SlWRKY6在不同浓度盐(NaCl)和干旱(Mannitol)胁迫下生长速度显著低于对照菌E. coli BL21∷pET 30a,且在400 mmol/L NaCl、800 mmol/L甘露醇胁迫条件下最为显著;滴板实验初步验证SlWRKY6转录因子能提高重组菌E. coli BL21∷pET 30a SlWRKY6在ABA和pH 9(NaOH)胁迫的耐受性;在400 mmol/L NaCl、pH 5(HCl)、800 mmol/L甘露醇胁迫条件下耐受能力降低。研究表明,SlWRKY6转录因子可能通过参与ABA途径来响应非生物胁迫。     

番茄ILs果实性状的主成分分析与聚类分析

利用以栽培番茄Lycopersicon esculentum(加工番茄M82)为背景创建的L.pennellii LA716渐渗系群体(ILs,introgression lines),对7个番茄果实主要性状进行了主成分和聚类分析。结果表明,7个果实性状可简化为3个主成分,分别为果实质量因子、果形因子和品质因子,累计贡献率85.435%。利用欧式距离,类平均法可将77份渐渗系分为3大类群,第Ⅰ类群包括70个渐渗系材料,在D=17.53的水平又可将第Ⅰ类群分为2个亚群,果实性状较好的材料主要集中在这个类群中;第Ⅱ类群包括1个材料,说明此材料的独特性;第Ⅲ类群包括6个材料。     

番茄幼苗盐胁迫响应蛋白质组分析

采用营养液栽培,以盐敏感型番茄品种M82为试材,利用双向电泳(2-DE)研究盐胁迫处理下幼苗叶片蛋白质的表达谱,并采用基质辅助激光解析飞行时间串联质谱(MALDI-TOF/TOF-MS)技术进行差异蛋白质的分离及质谱鉴定。结果表明:(1)盐胁迫处理下,利用2-DE获得差异显著蛋白点20个,其中17个蛋白质点丰度上调表达,3个蛋白质点丰度下调表达。(2)通过质谱分析和蛋白质NCBInr数据库检索,共鉴定出19个差异蛋白,分别为果糖-二磷酸醛缩酶、S-腺苷甲硫氨酸合成酶、甘油醛-3-磷酸脱氢酶等及3个功能未知蛋白;这些鉴定出的差异蛋白质与能量代谢、光合作用、蛋白合成、氧化还原平衡等过程相关,暗示所分离鉴定的蛋白可能参与了番茄的盐胁迫响应,为进一步研究番茄抗逆机制奠定基础。     

基因组分析揭示番茄育种的历史

番茄(Solanum lycopersicum)适应性广,产量高,营养丰富,风味独特,栽培方式多样,是世界范围内广泛种植的第一大蔬菜作物。2012年全球产量达到1.62亿吨(联合国粮农组织(FAO)统计),产值超过550亿美元。番茄也是植物遗传、发育和生理研究的重要模式系统。番茄起源于南美洲的安第斯山脉,随着人类迁移和驯化逐渐传到中美洲和墨西哥一代,16世纪传到欧洲,在随后的几百年中番茄被传播到世界各地,在这一过程中受到不同的人工选择,产生了丰富的变异类型。番茄果实大小的变化是驯化的一个重要特征,今天人们食用的大果栽培番茄是由野生醋栗番茄(Solanum pimpinellifolium)驯化而来,野生番茄果实非常小,只有1~2g 重,经过人工的长期驯化,现代栽培番茄的果重是其祖先的100多倍。然而,番茄果实变大的人工驯化过程一直未有全面的研究,人类选择如何改变番茄基因组仍是知之甚少。     

‘潘那利’番茄碱性螺旋环螺旋转录因子基因的克隆与表达分析

碱性螺旋环螺旋(basic/Helix Loop Helix, bHLH)转录因子是植物最大的转录因子家族之一,其广泛参与植物逆境胁迫响应。该研究从野生‘潘那利’番茄(Solanum pennellii Correll)中成功克隆出bHLH转录因子基因SpbHLH89(Sol Genomics登录号Sopen04g001150),采用qRT PCR分析其在干旱胁迫下的表达模式,并利用异源表达初步分析其对非生物胁迫的响应。结果表明：(1)SpbHLH89编码区包含684 bp,编码227个氨基酸,具有典型的碱性螺旋环螺旋区,主要定位于细胞核中;进化树结果显示,SpbHLH89转录因子高度保守,与拟绒毛烟草NtbHLH94(Nicotiana tomentosiformis)存在高度相似性。(2)qRT PCR结果显示,SpbHLH89在‘潘那利’番茄的茎、叶和花中均有表达,其表达量受干旱胁迫诱导。(3)SDS PAGE与Western bloting结果显示,pET 30a SpbHLH89重组蛋白大小约为31 kD。(4)在盐胁迫(400 mmol/L NaCl)和干旱胁迫(600 mmol/L甘露醇)条件下,异源表达重组蛋白的E. coli BL21(DE3)重组菌生长速度提高,说明异源表达SpbHLH89转录因子基因可提高细菌对非生物胁迫的耐受性。     

番茄芽期耐盐QTL定位及其效应的初步分析

利用盐敏感番茄栽培种(Solanum lycopersicum)M82与耐盐番茄野生种(Solanum pennellii)LA716构建的渐渗系群体,对芽期耐盐QTL进行定位,并初步分析QTL遗传效应和互作效应.结果表明,分布在1、2、4、5、6、8、12等7条染色体上的10个QTL(Stq1、Stq2a、Stq2b、Stq2c、Stq4、Stq5、Stq6、Stq8a、Stq8b和Stq12)影响番茄芽期的耐盐性,这些QTL均来自耐盐野生种LA716.在盐胁迫条件下,它们较M82的发芽指数减少21.52%～36.22%.QTL遗传效应分析表明,有4个QTL(Stq1、Stq2c、Stq5和Stq8b)表现明显的显性效应,其余6个QTL(Stq2a、Stq2b、Stq4、Stq6、Stq8a和Stq12)均表现隐性效应,呈现典型的QTL互作小于加性的效应.实验结果为进一步精细定位和克隆番茄芽期耐盐基因以及番茄耐盐育种奠定了良好的基础.