甜瓜果实糖含量相关性状QTL分析

以高糖栽培亲本自交系‘0246’为母本,低糖野生亲本自交系‘Y101’为父本,通过杂交得到了含135个单株的甜瓜远缘F2群体,分别测定甜瓜果实果糖、葡萄糖和蔗糖含量,将三者之和作为总糖含量,进行遗传连锁图谱构建及QTL分析。结果表明:(1)构建的甜瓜果实遗传图谱包含14个连锁群,覆盖基因组长度726.30cM,标记间平均距离为12.74cM。(2)检测到与总糖含量和果糖含量相关的QTL位点各1个,分别命名为Ts3.1和Fru4.1,贡献率分别为14.89%和13.02%,分布于第3、4连锁群,LOD值分别为3.60和3.10。2个QTL位点均为正向加性遗传,分别对增加总糖和果糖含量表现为增效累加效应。研究结果为开展甜瓜糖含量相关基因精细定位和克隆研究奠定了基础。     

大蒜种质产量和品质性状主成分聚类分析与综合评价

以40个大蒜品种为供试材料,依据数值分类学的性状选择原则,分别于大蒜生长期和采收后进行农艺性状指标的采集。估算40个大蒜品种16个农艺性状及4个品质指标的主成分,并以前3个主成分和遗传相似性系数为基础,分别作二维散点图和系统聚类分析。40份大蒜品种前7个主成分累计贡献率达85%。根据品种性状主成分表现,评选出性状优良的大蒜品种共10个。在聚类图中,在0.14的遗传相似性水平上可以把40份品种分成4类,即由5份种质组成的类群Ⅰ;由28份种质聚成的类群Ⅱ;由改良蒜等4份种质组成的类群Ⅲ,及苏联蒜等3份种质组成的类群Ⅳ。全部种质的遗传相似性系数在0.07～0.64之间,很好地揭示了品种类群间存在的亲缘关系。     

葡萄风信子MaHY5基因的克隆与表达分析

HY5(ELONGATED HYPOCOTYL5)是促进植物光形态建成过程中非常重要的转录因子。该研究以亚美尼亚葡萄风信子(Muscari armeniacum)为材料,克隆出1个bZIP型转录因子基因MaHY5(GenBank 登录号MK281355)。生物信息学分析显示,MaHY5基因开放阅读框为438 bp,编码145个氨基酸,蛋白质分子量约为16.1 kD,理论等电点为9.78,含有一个保守的bZIP特征结构域;MaHY5蛋白属于亲水性蛋白,无信号肽结构,属于非分泌蛋白,可能定位于细胞核。序列比对和进化树分析表明,HY5在进化过程中高度保守。实时荧光定量PCR和高效液相色谱检测分析表明,MaHY5基因的表达与花青素积累模式基本协同,都在花中优势表达,且在完全开放的花朵中表达较高。 推测MaHY5基因可能参与了葡萄风信子花色素积累过程。     

蝴蝶兰花瓣瞬时转化体系建立

蝴蝶兰花器官中基因功能的研究受遗传转化效率低和遗传转化周期长的制约,而花瓣瞬时表达体系是一种快速分析基因功能的有效手段。该研究以蝴蝶兰‘大辣椒’花瓣和萼片为实验材料,通过农杆菌介导的瞬时转化方法,分析了侵染的菌液浓度、侵染时间、乙酰丁香酮浓度和共培养时间等4个因素对β-葡糖醛酸酶(GUS)报告基因表达效率的影响,以探寻其瞬时表达的最佳条件;并将查尔酮合成酶(chalcone synthase,CHS)基因RNAi干扰载体瞬时转化蝴蝶兰花瓣,共培养3d后观察转化材料中花色表型以及色素的变化,并利用半定量RT-PCR来检测CHS基因转录水平的表达。结果表明:(1)农杆菌菌液OD600为0.6、侵染时间60s,在重悬液中添加150μmol/L乙酰丁香酮,共培养3d,GUS瞬时表达率最高(85.01%)。(2)转基因蝴蝶兰花瓣颜色明显变淡,色素含量降低。(3)半定量PCR检测表明,CHS基因的转录活性相比于对照组显著降低。该实验成功的在蝴蝶兰花器官中建立了一种快速基因功能验证方法,为后期蝴蝶兰基因功能研究和育种工作提供技术支持。     

无核香味葡萄胚挽救育种研究

为创制无核香味葡萄新种质,该研究以7个无核葡萄品种为母本,4个玫瑰香味品种为父本,配置了9个杂交组合。田间杂交后,通过胚挽救技术离体培养杂种胚珠,使胚珠中幼胚继续发育,继而在幼胚萌发成苗后利用无核标记对F1代株系进行无核性状的早期检测,同时对杂种幼苗进行温室炼苗,最终移栽大田。结果表明:(1)利用胚挽救技术获得365个胚挽救株系,移栽大田并成活182株杂种苗。(2)对其中72个株系利用无核基因探针GSLP1-569与无核分子标记SCF27-2000进行无核性状检测,分别检测出8个和38个杂种后代携带无核特异性条带,初步确定为无核株系。(3)杂交组合中以‘红宝石无核’、‘火焰无核’、‘昆香无核’为母本的组合成苗率相对较高,较适宜做母本;香味品种中‘玫瑰香’更适合做为父本选育香味无核种质。(4)以‘火焰无核’和‘昆香无核’为母本的杂交组合分别在授粉后的43d和51d采样,胚发育率(6.96%~8.54%和16.92%~18.13%)和成苗率(6.45%和8.75%~10%)较高;‘红宝石无核’ב玫瑰香’、‘莫莉莎无核’ב玫瑰香’和‘波尔莱特’ב玫瑰香’3个组合分别在授粉后59~60d、54d、52d采样,胚挽救育种效果较好;杂交组合‘克瑞森无核’ב巨玫瑰’和‘奇妙无核’ב昆香无核’胚败育时期分别为授粉后39d和48d。(5)幼胚发育至子叶型胚时最易成苗,延长胚珠离体暗培养时间显著增加了畸形胚比率。研究认为,葡萄胚挽救育种过程中,胚珠离体培养时间在8~10周为宜。     

野生华东葡萄脂类相关质体蛋白基因VpPAP1的克隆与表达

该研究以前期获得的葡萄cDNA全长文库为基础,采用RT-PCR技术克隆了中国野生华东葡萄‘白河-35-1’(Vitis pseudoreticulata‘Baihe-35-1’)相关质体蛋白基因,命名为VpPAP1(GenBank登录号JN624817)。序列分析表明,VpPAP1基因cDNA编码区全长为1 034bp,其中5′-UTR和3′-UTR区域分别为26bp和63bp,开放阅读框为945bp,编码314个氨基酸,分子量为34 169.37Da,等电点为7.76。葡萄叶片接种白粉菌[Uncinula necator(Schw.)Burr.]后,运用实时定量PCR技术分析VpPAP1基因的表达模式,结果表明VpPAP1基因受白粉菌诱导表达,在接种后24h达到峰值。该研究为进一步研究中国野生葡萄脂类相关质体蛋白基因的表达及其在葡萄白粉病互作中的功能分析提供了依据。     

葡萄细胞悬浮培养体系的建立和优化

为了利用葡萄愈伤组织建立快速稳定的葡萄细胞悬浮体系,以无核白和黑比诺葡萄无菌幼苗的茎段、叶片以及叶柄为外植体,通过基本培养基、不同植物生长调节剂配比及其浓度、PVP等优化疏松型愈伤组织的诱导方法并建立稳定的细胞悬浮培养体系。结果表明,以无核白和黑比诺葡萄茎段为外植体,在添加2.0 mg/L NAA和0.3 mg/L 6-BA的MS培养基上适合疏松型愈伤组织的诱导。以B5为基本培养基添加1.0 mg/L 2,4-D和0.5 mg/L 6-BA以及0.2%PVP的优化培养条件下,建立了快速稳定的无核白葡萄悬浮培养体系。葡萄悬浮培养细胞生长曲线呈S形,接种后6-18 d处于对数生长期,第21天细胞增长量达到最大值。细胞活力测定与TTC染色结果一致表明,接种后培养9 d细胞活力最强。建立了快速稳定的无核白葡萄悬浮培养体系,选择细胞活力最强且细胞快速增值的对数期7-9 d的细胞进行葡萄悬浮细胞遗传转化,效率较高。     

蝴蝶兰F3′5′H基因转化OT杂种百合Robina的研究

为了定向育种获得蓝色百合,该研究以百合Robina为蓝色基因最佳受体,以其花丝诱导产生的胚性愈伤组织和再生小植株小鳞片作为转化材料,利用农杆菌介导法,将蝴蝶兰F3′5′H基因导入百合Robina中。结果表明:以小鳞片为转化材料,预培养3d,OD_(600)为0.8,侵染10min,共培养3d,加入100μmol/L AS稳定转化率最高为12.78%;而以胚性愈伤为转化材料,预培养2d,OD_(600)为0.8,侵染10min,共培养3d,加入100μmol/L AS稳定转化率最高为12.22%。2种转化材料的最适潮霉素筛选浓度均为20mg/L。对抗性植株分别进行PCR和反转录PCR检测,获得9个阳性株系,Southern印记分析进一步确定了6株转基因百合中携带蓝色基因F3′5′H,为后续进一步获得蓝色百合奠定了基础。     

中国野生毛葡萄‘丹凤-2’3个芪合酶基因表达与功能分析

为了研究中国野生毛葡萄(Vitis quinquangularis Rehd.)‘丹凤-2’3个芪合酶基因的表达与功能,该研究采用同源克隆技术分离了毛葡萄‘丹凤-2’3个芪合酶基因VqSTS21、VqSTS30和VqSTS32(GenBank登录号分别为JQ868677、JQ868668和JQ868666),3个基因的cDNA全长均为1 179bp,编码392个氨基酸。以抗葡萄白粉病(Uncinula necator)的毛葡萄‘丹凤-2’和不抗病的欧洲葡萄‘赤霞珠’为材料分别进行接种白粉菌和ABA、SA、MeJA、高温、低温和高盐胁迫处理,利用实时定量PCR检测这3个基因在胁迫处理下的表达情况;同时利用农杆菌介导法将这3个基因分别转入模式植物烟草中,检测这3个基因在烟草中的表达产物,分析比较这3个基因的表达功能。结果显示:在2个供试材料中,葡萄白粉菌胁迫下芪合成酶VqSTS32诱导表达量高于VqSTS21和VqSTS30;在非生物胁迫处理下,芪合酶基因VqSTS32对高温处理反应最敏感。采用高效液相色谱分析检测转3个基因烟草的结果显示,转VqSTS32基因烟草比转VqSTS30基因烟草植株中白藜芦醇的累积量高。研究表明,3个基因中VqSTS32具有较高的抗葡萄白粉菌特性并能在转基因烟草中表达出较高的反式云杉新苷产物,这为进一步利用VqSTS32转目的植物葡萄基因研究提供了依据。     

‘无核白’葡萄及其营养变异系的光合作用与果实特性(英文)

以‘无核白’葡萄为对照,以其自然营养变异系‘长穗无核白’、‘长粒无核白’、‘大粒无核白’、‘W3’与‘W7’为材料,在新疆吐鲁番鄯善田间栽培条件下比较其果实及光合作用特性,为‘无核白’系列葡萄优良品种选育提供依据。结果表明:(1)供试各营养系具有较高的光、热利用能力,叶片日平均净光合速率(5.527 7~7.412 3μmol.m-2.s-1)均大于对照(4.879 7μmol.m-2.s-1);除‘长穗无核白’外,其余营养系均无明显光合‘午休’现象。(2)供试条件下净光合速率与田间空气温度、叶片温度、叶片表面蒸汽压差呈正相关;而气孔导度、光照强度等因子是‘无核白’系列葡萄光合作用的非决定因素。(3)‘长穗无核白’的穗长(36.43 cm)是对照(25.27 cm)的1.44倍;各营养系果粒均大于对照,其中‘W3’、‘大粒无核白’、‘长穗无核白’、‘长粒无核白’果粒(2.096 0、2.202 7、2.019 3、1.470 3 g)极显著大于对照(1.057 7 g)。(4)‘长粒无核白’果粒耐压力和果梗耐拉力均极显著优于对照,其他营养系与对照无显著差异;果粒较大的‘W3’、‘大粒无核白’、‘长粒无核白’等可溶性固形物含量(22.92%、23.57%、23.17%)与对照(23.85%)无差异。综合分析认为,供试营养系‘W3’、‘W7’和‘长粒无核白’相对较优良,宜进一步研究;研究证明果实与叶片光合作用特性指标可用于葡萄营养系选种。