【目的】挖掘与黄瓜幼苗下胚轴长度显著相关的SNP位点及候选基因,为揭示下胚轴长度的遗传基础和分子机制提供理论依据,为短下胚轴分子标记辅助选择育种奠定基础。【方法】以95份黄瓜核心种质为试验材料,分别于2016年春季、2017年春季、2017年秋季和2018年春季在中国农业科学院南口试验基地塑料大棚进行种植,在两叶一心期调查黄瓜幼苗的下胚轴长度;利用Structure 2.3.4软件分析群体结构,Haploview软件分析连锁不平衡的衰减;基于最优模型对下胚轴长度进行全基因组关联分析(GWAS),依据关联SNP位点的LD区间序列,预测与下胚轴长度相关的重要关联候选基因,并利用荧光定量PCR对预测基因进行表达模式分析。【结果】共检测到8个显著关联的位点(Hl1.1、Hl1.2、Hl2.1、Hl3.1、Hl3.2、Hl4.1、Hl5.1、Hl6.1),分别位于1、2、3、4、5、6号染色体,其中,Hl2.1、Hl3.1、Hl3.2、Hl5.1、Hl6.1等5个位点被重复检测到两次以上。通过分析关联SNP位点的LD区间序列,获得Csa1G074930、Csa1G475980、Csa2G381650、Csa3G141820、Csa4G051570、Csa3G627150、Csa5G174640、Csa6G362970 8个与黄瓜下胚轴长度有关的候选基因,其中既有光形态建成、泛素化、激素信号通路等调控基因,也有调控网络下游参与细胞生长发育,调节细胞大小,直接调控黄瓜下胚轴长度的基因。多基因在不同黄瓜材料中的有机分布,形成了具有不同下胚轴长度的黄瓜种质。基因表达分析显示Csa1G074930、Csa1G475980、Csa2G381650、Csa4G051570、Csa5G174640在短下胚轴材料中高表达。Csa3G141820、Csa3G627150在长下胚轴材料中高表达。【结论】检测到Hl1.1、Hl1.2、Hl2.1、Hl3.1、Hl3.2、Hl4.1、Hl5.1、Hl6.1等8个与黄瓜下胚轴长度密切关联的SNP位点,挖掘到Csa1G074930、Csa1G475980、Csa2G381650、Csa3G141820、Csa4G051570、Csa3G627150、Csa5G174640、Csa6G362970等8个调控下胚轴长度的候选基因。

【目的】筛选与马铃薯主茎数和单株结薯数显著关联的单核苷酸多态性(SNP)位点并挖掘候选基因,为高产马铃薯分子育种提供基因资源。【方法】以251份马铃薯核心种质为材料,于2018-2019年在马铃薯主产区4个试验点共8个环境下对其主茎数和单株结薯数进行表型鉴定;提取251份马铃薯种质的DNA,并采用高通量Illumina HiS eq~(TM)对DNA进行测序及处理,获得高质量SNP标记,在此基础上,结合表型性状进行全基因组关联(GWAS)分析,对显著关联的SNP位点所在区域的候选基因通过NR、Swiss-port、KEGG、GO等4个数据库进行功能注释。【结果】2018-2019年的检测结果表明,在环境和基因型互作下,251份马铃薯种质间主茎数与单株结薯数有广泛的表型变异。共获得1 209 969个高质量SNP位点,其中与主茎数显著关联的SNP位点有7个,共挖掘到19个候选基因,其中在3个以上环境重叠的候选基因有9个,其可能编码半乳糖醛酸转移酶、转录因子MYB、赤霉素3-β-双加氧酶及细胞色素P450;与单株结薯数显著关联的SNP位点有13个,共挖掘到33个候选基因,去掉2年间重叠的4个候选基因,实际共关联到29个候选基因,其中在3个以上环境下重叠的候选基因有11个,其可能编码果糖-1,6-二磷酸醛缩酶、生长素响应因子IAA_(13)、转录因子WRKY、b HLH113及MADS-box。【结论】在2年8个环境下共鉴定出20个与马铃薯主茎数和单株结薯数显著相关的SNP位点,挖掘到48个候选基因。

为研究黄瓜耐低温性的机理,摸索鉴定黄瓜耐低温性的方法,对不同来源黄瓜品系9504、9507、9524、9508、9511、9514、9506、9510和9517进行白天12℃,晚上8℃的低温处理,每天光照7.5h,强度为30μmol·m-2·s-1,共处理14d,对耐寒性进行分级,并计算耐寒指数,测定常温下黄瓜种子含水量、自由水含量、束缚水含量、可溶性蛋白质含量、淀粉含量、种子含油量、亚油酸含量和油酸含量。结果表明:低温处理后,不同来源黄瓜品系种子含水量、油酸含量基本相同,自由水、束缚水含量、可溶性蛋白质含量、淀粉含量、种子含油量和亚油酸含量表现不同。其中9504和9507耐寒指数最高(0.8...

【目的】探讨黄瓜幼苗耐盐性的遗传机制。【方法】以黄瓜耐盐自交系M8(P1)和不耐盐自交系M7(P2)为亲本,构建Pl、P2、F1、B1、B2及F26个世代群体材料,采用数量性状主基因+多基因模型分析法,分析以150mmol/L NaCl溶液处理后,黄瓜幼苗耐盐性的遗传规律。【结果】分离群体B1、B2和F2的盐害级别分布均呈现偏态分布,表明黄瓜幼苗的耐盐性属于数量性状遗传,有主基因的存在;黄瓜幼苗期耐盐性遗传受1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因控制,其中主基因遗传率在B1、B2和F2群体中分别为42.409 2%,28.917 1%和63.245 6%,多基因遗传率分别为17.673...

为明确西瓜防御素基因(ClPDF)的结构和功能,采用生物信息学方法对西瓜防御素基因进行了详细的全基因组挖掘和序列分析。结果表明,从西瓜基因组中共获得7个防御素基因,ClPDFs基因编码的氨基酸序列都含有高度保守的8个半胱氨酸、1个甘氨酸、1个丝氨酸和1个芳香族氨基酸残基。分析发现,ClPDFs基因在理化性质上有一定的差异。系统进化分析说明,ClPDFs与拟南芥PDF2基因家族聚为一类。二级结构预测结果说明,所有ClPDFs序列均以不规则卷曲为主要组成元件,在延伸链和α-螺旋组成上存在差异。信号肽和跨膜结构预测结果相似,仅有1条序列无信号肽,1条序列有跨膜区,而其他序列都含有信号肽、无跨膜区。证...

【目的】探究高粱耐盐胁迫响应机制,挖掘高粱耐盐胁迫基因,为高粱耐盐育种提供理论基础。【方法】以高粱感盐品种L甜和耐盐品种石红137为供试材料,采用水培试验。待高粱植株长至三叶一心期,使用2%NaCl溶液对幼苗进行盐胁迫,分别设置0(对照)、1和24 h处理,每个处理3次重复。测定不同处理样品株高、根长、干物重、Na~+含量和叶绿素相对含量(SPAD值),并依托Illumina HiSeq 2000平台进行转录组测序分析。利用FPKM方法计算基因表达量,在差异表达基因检测过程中,将差异表达倍数(fold change)≥2且FDR

【目的】有无网纹是黄瓜果实生理成熟后的重要表型性状之一,对其控制基因进行遗传定位和候选基因分析,为黄瓜果实性状改良提供理论依据和技术支撑,同时也可为网纹基因的精细定位及克隆奠定基础。【方法】利用成熟瓜无网纹黄瓜自交系PI205996(P1)和成熟瓜有网纹自交系PI263079(P2)为亲本构建不同遗传群体,进行网纹性状遗传分析。以包含230个单株的F2分离群体为试材,应用分离群体分组分析(BSA)法和2 112对SSR引物进行SSR分析,采用JoinMap 4.0作图软件和MapInspect软件构建成熟瓜网纹基因的SSR连锁群,并完成其染色体的初步定位。结合9 930黄瓜全基因组序列信息和1...

人工低温条件下比较了EC1、北京截头和SWCC12 3种黄瓜苗期在形态、生理及PSⅡ对低温响应的差异。结果表明:低温胁迫均使3种黄瓜产生冷害,EC1植株脱水最轻,SWCC12冷害最严重;3种黄瓜的电渗率和丙二醛(MDA)因低温处理而增加,变化最小的是EC1,最大的是SWCC12;低温处理提高了3种黄瓜中的超氧化物歧化酶(SOD)活性,尤其是EC1和北京截头的SOD活性反应更为高效和快速,EC1中过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)呈先增加后降低趋势,但始终高于处理前的,而北京截头中分别先降低后升高及变化不明显,SWCC12中主要变化趋势为增加,EC1体内的过氧化氢酶(CAT)在低...

为了促进优质粒型粳稻品种的培育，以295份国内外收集的粳稻品种组成的自然群体为试验材料，对2018—2019年粒长、粒宽、粒厚、长宽比和千粒质量等5个粒型相关性状进行表型分析，结合重测序获得的788,396个多态性SNP,利用TASSEL 5.0的MLM模型进行全基因组关联分析，针对2 a间共同检测到的且控制多个粒型相关性状的QTL区间内所有基因进行单倍型分析，结合前人研究结果和基因功能注释挖掘水稻优质粒型候选基因。结果表明，5个粒型相关性状均存在着广泛的表型变异，且均呈近似正态分布，粒型相关性状之间大多呈显著或极显著相关，在P≤5.46×10~(-6)阈值条件下，共检测到221个与水稻粒型相关性状显著关联的QTL,在水稻的12条染色体上均有分布，表型贡献率为8.62%～20.73%,其中，2018,2019年共同检测到7个QTL。进一步针对2 a间共同检测到且同时控制多个粒型相关性状的2个QTL区间内的所有基因进行单倍型分析，结合基因功能注释推测LOC＿Os12g44290为水稻粒型的新候选基因。综上，利用全基因组关联分析对295个粳稻品种的粒型相关性状进行QTL定位及候选基因分析，为优质粒型的粳稻品种培育提供了理论基础。

【目的】通过对黄瓜白粉病抗性基因的精细定位,明确抗性基因的候选区段,为进一步克隆基因及解析基因功能奠定基础。【方法】本研究选用高抗白粉病资源(自交系‘74’)和感白粉病资源(自交系‘80’)配制杂交组合,构建F_1、F_2群体,利用单囊壳白粉菌鉴定亲本及群体白粉病抗性并进行遗传分析;采用BSA-seq的方法对黄瓜白粉病抗性基因进行初步定位,在此基础上在候选区段开发分子标记,进一步精细定位白粉病抗性基因。【结果】分离群体单株表型鉴定结果表明,自交系74的抗性是由不完全隐性基因控制的。BSA-seq技术初步将抗性基因定位于5号染色体15—25 Mb位置,命名为PM 74。最终,利用分子标记将抗性基因定位于SSR15321和SSR07531之间,遗传距离为3.06 c M,物理距离为238 444 bp,可解释41.95%的表型变异。生物信息学分析表明在候选区段内包含有17个候选基因,其中Cucsa.275630为TIR-NBS-LRR类基因。【结论】本研究将黄瓜白粉病抗性基因精细定位到约238 kb的候选区段内,区段内包含有一个TIR-NBS-LRR基因,该基因将是今后研究的重点候选基因。

【目的】黄瓜作为重要的果菜类蔬菜,果实品质一直是黄瓜育种研究的重点。果实品质包括内在品质和外观品质,其中外观品质对黄瓜的商品性具有重要影响。果刺颜色作为黄瓜重要的品质性状之一,对其进行遗传分析和基因定位将有助于了解果刺颜色遗传的分子机理,为黄瓜果实性状改良提供理论依据和技术支撑,同时也可为刺色基因的精细定位及克隆奠定基础。【方法】研究利用黄瓜白色果刺自交系GY14(P1)和黑色果刺自交系NC76(P2)为亲本构建遗传群体,进行黄瓜果刺颜色的遗传分析。以F2分离群体为试材,应用分离群体分组分析法(BSA)和2 112对SSR引物进行SSR分析,结合9 930黄瓜全基因组序列信息和100份核心种质...

研究低温、干旱锻炼和外喷ＡＢＡ对黄瓜幼苗的生理影响，初步探讨交叉适应现象的机理。结果表明，三种处理均提高了黄瓜幼苗的抗冷性和脱落酸（ＡＢＡ）含量，体内ＡＢＡ含量与幼苗抗冷力呈极显著正相关。低温锻炼不仅提高了过氧化物酶的活性，而且出现了一条新的同工酶带。这条酶带是在处理前细胞内已存在的ｍＲＮＡ上翻译而来。在锻炼过程中喷施５ＦＵ和ＤＤＴＣ均降低了幼苗处理的效果。低温、干旱锻炼不但影响了体内激素的平衡，提高了细胞内渗透调节物质的含量，而且也使控制代谢的酶系统发生了相应改变。

【目的】玉米Zea mays籽粒容重是国家玉米区试标准中品质性状的重要指标之一，是一个复杂的数量性状，目前其影响因素和调控机制尚未完全解析。淀粉、蛋白质、脂肪等品质性状是影响容重的重要因素，但其与容重的关系仍存在争议。本研究旨在阐明容重与其他品质性状之间的相关性，揭示容重的调控机制。【方法】测定以浙江省地方玉米种质资源为主要构成的517份玉米种质的容重，粗淀粉、粗蛋白、粗脂肪、直链淀粉质量分数等性状，并进行相关性分析。在此基础上，选取4个高容重、高淀粉质量分数、低粗蛋白质质量分数、低脂肪质量分数的玉米种质籽粒和4个低容重、低淀粉质量分数、高粗蛋白质量分数、高脂肪质量分数的玉米种质籽粒进行转录组测序(RNA-Seq)分析。【结果】容重与总淀粉质量分数呈显著正相关(P<0.01)，而容重与粗蛋白和粗脂肪质量分数呈显著负相关(P<0.01)。对极端种质进行RNA-Seq分析，共筛选获得159个差异表达基因，这些基因主要参与碳代谢、光合组织中的碳固定、氨基酸生物合成等过程。进一步实时荧光定量PCR对其中与碳代谢或氨基酸生物合成相关的8个候选基因表达量进行验证，发现这些基因在不同种质中的表达变化规律与容重差异变化趋势一致。【结论】阐明了玉米籽粒容重与其他品质性状之间的相关性，为高品质玉米新品种选育提供特异性种质及8个在碳还原、胚乳发育、淀粉代谢、细胞代谢和种子脂肪积累中起着重要作用的候选基因。图4表2参40

选用2个黄瓜热敏材料和2个耐热材料研究了黄瓜幼苗在不同温度热胁迫下的生理表现,并用RT-PCR技术检测了黄瓜热激蛋白CSHSP70基因的表达。结果表明:随着热胁迫温度的增高,黄瓜幼苗叶片细胞膜透性增加,丙二醛含量升高,膜脂过氧化严重,膜伤害加剧,游离脯氨酸含量增加,超氧化物岐化酶活性增强,CSHSP70被诱导增强表达,耐热材料与热敏材料间表达存在差异。

通过盆栽试验,研究黄瓜组织浸提液对黄瓜幼苗生长、根际土壤微生物数量、酶活性的化感作用。结果表明,随着黄瓜植株浸提液浓度的增加,黄瓜幼苗的株高、子叶大小、地上部干重、根干重表现为先增加后降低,而丙二醛含量先降低后增加;黄瓜根际土壤中放线菌数量显著减少25.5%,真菌、镰刀菌数量先减少后分别增加1.55%、137%,细菌数量先增加51.9%后减少12.7%;多酚氧化酶、脲酶、过氧化氢酶活性显著增加,而蔗糖酶活性显著降低。相关分析表明,多酚氧化酶活性与脲酶、过氧化氢酶活性显著正相关,与蔗糖酶活性、真菌数量显著负相关;脲酶活性与过氧化氢酶活性、镰刀菌数量显著正相关,与放线菌数量显著负相关;蔗糖酶活性与...