节瓜及近缘葫芦科作物种质资源rDNA-ITS序列分析与系统进化研究

通过PCR扩增获得了56份节瓜种质资源及7份相关瓜类种质资源的rDNA-ITS序列,测序后结合GenBank中34份葫芦科作物的ITS序列,利用生物信息学软件分析序列长度、变异位点、G+C含量、遗传分歧、同源性百分比差异、系统进化关系。节瓜种质资源ITS基本序列全长612~617 bp,G+C含量59.97%~61.07%,供试材料间共96个变异位点,其中一些变异位点有明显的种性特征,可作为特异DNA指纹鉴别位点。基于ITS序列差异,56份节瓜材料聚为5大类,其中12-2-3材料为单独一个分支,黑毛节瓜H2251为第二分支,H5FA为第三分支,剩余节瓜材料聚为第四、五分支。节瓜材料12-2-3与其他材料遗传分歧最大,农艺性状与抗性也差异较大,可用作节瓜杂交育种的亲本以扩大选择范围。节瓜的系统位置排列在Indomelothria blumei(GU799496)与Dactyliandra welwitschii(HQ201973)之间,与Indomelothria blumei亲缘关系最近;Mrbayes软件分析表明,葫芦科作物Zehneria thwaitesii(AM981145)、Ctenolepis cerasiformis(AM981142)、Cucumis melo(AM36377)、Dactyliandra welwitschii(HQ201973)、Trochomeria macrocarpa(AM981141)最原始,系统进化顺序为甜瓜→南瓜、栝楼、苦瓜、丝瓜、西瓜、蒲瓜→冬瓜、节瓜→黄瓜。本研究通过分析节瓜及近缘葫芦科作物种质资源的ITS序列,为其系统进化、DNA指纹鉴别、育种亲本选择及比较组学分析等提供了分子生物学依据。     

我国冬瓜、节瓜种质资源研究现状及建议

冬瓜及其变种节瓜原产我国南部地区,是我国传统的重要菜药兼用型蔬菜品种,现广泛分布于亚洲的热带、亚热带和温带地区。目前我国国家种质资源库中保存的冬瓜和节瓜种质资源分别只有299份和69份,且仅对几个种质特征进行了简单描述,许多重要的种质特征信息尚为空白,种质资源的遗传多样性也众说不一。建议今后我国冬瓜和节瓜种质资源研究应重点开展以下几个内容:(1)搜集与抢救散落在民间的大量冬瓜、节瓜种质资源,扩充国家种质资源库;(2)系统、完整地对冬瓜、节瓜种质资源的特征特性进行鉴定;(3)创建我国冬瓜、节瓜种质资源的分子身份证产权保护系统;(4)鉴别和区分冬瓜种质资源中的同名异物或同物异名资源,构建核心冬瓜、节瓜种质资源库。     

节瓜自交系遗传多样性的ISSR分析

利用ISSR分子标记技术对36份节瓜自交系进行遗传多样性分析。从100条ISSR引物中筛选出14条多态性明显、条带清晰、反应稳定的引物,对36份节瓜材料基因组DNA进行扩增,共扩增出76条清晰稳定的条带,其中多态性条带45条,多态性比例为59.21%。36份材料间遗传相似系数在0.57~0.96之间,表明材料间遗传多样性较为狭窄。聚类分析结果显示,以遗传相似系数0.76为阈值时,可将36份节瓜自交系材料聚为3类,分类结果与供试材料的地理来源较为吻合。基于聚类分析结果,可为今后节瓜的新品种选育、遗传改良以及分子遗传连锁图谱构建的杂交亲本选择提供科学依据。     

冬瓜和节瓜DNA提取及RAPD反应体系优化

以8份冬瓜和节瓜为材料,采用改良CTAB法提取基因组DNA,采用正交试验设计,对冬瓜和节瓜RAPD条件进行了优化,建立了最佳反应体系:25μL反应体系中含1×buffer,模板DNA、Mg2+、dNTPs、引物和Taq酶的浓度分别为20 ng、2.0mmol/L、0.24 mmol/L、0.3μmol/L和1.0 U。PCR扩增程序为:94℃预变性5 min;94℃变性45 s,36.9℃退火45 s,72℃延伸1.5min,共40个循环;72℃延伸10 min,12℃保存。     

节瓜茎尖多胺含量和比值与花性别分化的关系

以4个不同基因型的节瓜为材料,通过两个发育时期（10、19片叶展平）茎尖取样,研究了多胺（PA）含量和比值与植株花性别分化的关系。结果表明,节瓜茎尖4种多胺含量差异显著,两个取样时期都是亚精胺（Spd）〉腐胺（Put）〉尸胺（Cad）〉精胺（Spm）。10片叶展平时期多胺含量与节瓜花性别分化之间没有明确的相关性;19片叶展平时期,节瓜茎尖Put、Spd和多胺总量与植株雌花分化比例呈极显著的正相关,而Cad则与雌花分化比例呈极显著的负相关。在两个取样时期,复合指标Spd/PA都与植株雌花分化比例呈显著的正相关,而（Put＋Cad）/（Spd＋Spm）均与之呈显著的负相关,可以较好地预测节瓜的花性别分化状况。