中国南瓜CmoAux/IAA基因的克隆和表达特征分析

在前期对中国南瓜败育雌蕊和正常雌蕊进行转录组分析发现,CmoAux/IAA基因可能参与了雌花发育,为进一步探究其生物学功能,利用同源序列克隆法从中国南瓜中克隆得到全长为600 bp的CmoAux/IAA基因,该基因编码199个氨基酸;保守结构域分析结果表明,其属于Aux/IAA家族,包含结构域Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ;该蛋白无信号肽和跨膜结构。多序列比对和系统进化树分析结果显示,CmoAux/IAA氨基酸序列与印度南瓜XP_022986212.1的氨基酸序列、美洲南瓜XP_023513171.1的氨基酸序列亲缘关系较近,相似度高达98.01%、96.50%。拟南芥原生质体亚细胞定位结果显示,CmoAux/IAA蛋白定位于细胞核和细胞质。实时荧光定量结果显示,该基因具有组织表达特异性,主要在南瓜植株生长点及雌花柱头中表达,柱头中的相对表达量是雄蕊的137倍,在叶和根中不表达,其可能在植株生长点幼嫩组织分化或雌花发育过程中发挥着重要作用。

中国南瓜幼苗低氮耐受性指标筛选及综合评价

氮肥过量施用是导致土壤退化及环境污染的重要原因之一,选育低氮耐受性较强的品种对中国南瓜的减肥增效生产具有重要意义。以8个中国南瓜种质为试验材料,采用水培法并设置适氮(7.0 mmol·L^(-1))和低氮(0.7 mmol·L^(-1))2个处理,测定苗期18个性状的低氮耐受系数,采用主成分、隶属函数和回归分析等方法建立中国南瓜低氮耐受性综合评价体系。结果表明,不同种质各指标的低氮耐受系数存在显著差异;主成分分析表明,一些表征植株生物量和叶片光合作用能力的指标与低氮耐受能力密切相关,其中根部干质量、根部鲜质量、根体积、壮苗指数等4个指标可作为低氮耐受性鉴定指标。利用回归分析建立中国南瓜幼苗低氮耐受性预测方程D’=0.9509-0.1212X1-0.2077X2+0.1341X3-0.0782X4(平均估算精度96.5%,R2=0.957),筛选获得1份苗期低氮耐受性较强的种质Cmo19(柿饼南瓜),初步实现中国南瓜幼苗期低氮耐受性种质资源的快速筛选鉴定,为中国南瓜氮高效利用品种选育及相关机制研究提供了依据。

中国南瓜MLO基因的鉴定与表达分析

MLO蛋白是植物特有的一类蛋白家族,其部分成员是植物感染白粉病的必要因子,其功能的缺失突变可诱导植物对白粉病病菌产生广谱且持久的抗性。为了揭示中国南瓜MLO基因的结构特点、系统发育关系及其功能特点,以已知的中国南瓜基因组信息为基础,采用生物信息学方法对中国南瓜的MLO基因进行鉴定分析。结果表明,中国南瓜基因组中含有20个MLO(CmoMLO)基因,分布在14条染色体上。中国南瓜CmoMLO基因大小从2 965 bp到9 967 bp不等,这些基因所编码的蛋白质氨基酸序列长度从324到1 264个不等。对应的等电点为6.26~9.63,分子权重为36 403.18~140 267.57 ku,外显子个数为6~22个。20个CmoMLO基因编码的蛋白质氨基酸序列含有2~8个不等的跨膜区。系统进化分析显示,20个中国南瓜CmoMLO蛋白被分为6个分枝,其中CmoMLO4、CmoMLO8、CmoMLO13、CmoMLO18、CmoMLO19这5个被划分到第Ⅴ分支。通过抗感材料接种后不同时期取样,分析位于第Ⅴ分枝的MLO基因的表达量差异,结果表明,CmoMLO4、CmoMLO13和CmoMLO19可能是参与白粉病病菌侵染中国南瓜的重要相关基因,且接种后24 h是MLO基因参与白粉病侵染的关键时期。本研究结果可为后期中国南瓜抗白粉病材料的创制与挖掘提供参考。

砧用中国南瓜种子萌发期耐盐性鉴定评价

中国南瓜是葫芦科设施蔬菜嫁接生产中的重要砧木,建立中国南瓜砧木萌发期耐盐性鉴定评价体系,对筛选中国南瓜耐盐砧木种质亲本资源、提高黄瓜等设施瓜菜的抗逆性和产量有重要意义。首先确定了中国南瓜萌发期耐盐性最适评价条件为120 mmol·L^(-1)NaCl,并以65份不同遗传背景的中国南瓜高代自交系种质资源为试验材料,分别测定萌发率、发芽指数、发芽势、初生根长度和下胚轴长度等生长指标,利用相关性分析、主成分分析、隶属函数分析等方法对中国南瓜种质耐盐性进行综合评价。结果表明,各生长指标的胁迫耐受系数存在广泛变异,多个生长指标经主成分分析降维至3个综合因子,累计方差贡献率达到87.05%。通过隶属函数分析将65份种质的耐盐性分为4类,并从中筛选出德丰C05、砧木4-2等7份种质作为耐盐砧木的亲本材料。研究结果可为中国南瓜优质抗逆砧木品种选育提供理论依据。

中国南瓜强雌性状的遗传分析

以中国南瓜强雌系F81和普通性型株系M32为试验材料,构建6世代群体,连续两季调查25节以内的雌花节率,采用多世代联合分析法分析中国南瓜强雌性状遗传效应。结果表明:中国南瓜强雌性状的遗传符合C-1模型,受1对主基因+多基因控制,主基因为正向作用,多基因作用可以忽略不计;同时,雌花节率受环境的影响较大。

侵染中国陕西南瓜的中国南瓜曲叶病毒的鉴定和全基因组分析

为明确南瓜叶片上卷、黄化的症状是否由病毒侵染引起,本研究采用小RNA深度测序对采集自陕西地区的南瓜叶片样品进行了鉴定。结果显示,侵染南瓜样品的病毒可能是中国南瓜曲叶病毒(squash leaf curl China virus,SLCCNV)。经PCR扩增并且克隆测序获得了病毒的DNA-A和DNA-B组分的全基因组序列。序列比对发现,所克隆的DNA-A组分与SLCCNV海南分离物(SLCCNV-Hn61)DNA-A的一致性最高,为99.1%;DNA-B组分与SLCCNV-Hn61和三亚分离物SLCCNV-SY的DNA-B组分一致性最高,为96.8%。系统进化树分析发现所克隆的DNA-A和DNA-B组分分别与SLCCNV-Hn61和SLCCNV-SY的亲缘关系最近。以上研究结果表明侵染陕西南瓜叶片的病毒是SLCCNV的分离物。这是首次报道SLCCNV在陕西地区的危害,研究结果为当地经济作物南瓜的病害防控提供参考。

安徽农业大学揭示中国南瓜开花时间的分子机制

2023年11月,安徽农业大学园艺学院李委课题组在《Plant Cell&Environment》上发表了题为“Natural variation in the promoter of FLOWERING LOCUS T-LIKE 2 in pumpkin (Cucurbita moschata Duch.)is associated with flowering time under short-day conditions”的研究论文,揭示了启动子自然变异位点通过影响FLOWERING LOCUS T-LIKE 2基因转录水平从而调控短日照下中国南瓜开花时间的分子机制,该研究结果为简化早熟南瓜的育种工作提供了一个十分有用的顺式作用元件。

中国南瓜种质资源农艺性状与RAPD标记分析

本研究利用形态学标记和RAPD分子标记同时对70份来自我国不同地区的中国南瓜种质进行遗传多样性和亲缘关系分析。在所观察的56个有差异的农艺性状中,变异系数从6.60%-262.22%,平均变异系数为37.50%。从150个随机引物中筛选出21个进行RAPD分析,结果表明,在检测到的167条带中有130条具有多态性,多态带比率为73.23%;平均每个引物检测到的条带数多达8条,平均Shannon信息指数（Ⅰ）为0.268。基于农艺性状的聚类分析将70份中国南瓜种质分为七类。基于RAPD标记的聚类分析将70份中国南瓜种质分为五类,其聚类结果与形态特征有一定的相关性。但两种聚类结果均无法从地理来源上进行区分。

NaCl胁迫对中国南瓜杂交种成株期根系生理生化特征的影响

以中国南瓜360-3×112-2杂交种和黑籽南瓜为材料,在水培条件下研究了成株期NaCl胁迫对其植株生长和根系生理生化特征的影响.结果表明:(1)NaCl胁迫对2材料的根系鲜重、地上部鲜重、主蔓长度和功能叶单叶面积都有不同程度抑制,而黑籽南瓜所受抑制更强,并以功能叶单叶面积受抑制程度最大.(2)NaCl处理能显著提高杂交种的根系活力,却对黑籽南瓜植株根系活力有显著抑制作用.(3)随NaCl胁迫延续,2材料根系中可溶性糖和脯氨酸含量均呈现先上升后下降的规律,且杂交种植株的上升幅度较大而下降的幅度较小并始终显著高于同期黑籽南瓜.(4)2材料根系O2·-产生速率随NaCl胁迫延续而倍增,但杂交种上升幅度逐渐减小,而黑籽南瓜上升幅度持续增加;MDA含量在杂交种根系中先升后降,而在黑籽南瓜中持续上升,且同期黑籽南瓜增加幅度明显大于杂交种;黑籽南瓜根系的O2·-产生速率和MDA含量始终显著高于同期其它处理.(5)NaCl胁迫使2材料根系抗氧化酶活性均有不同程度增加但变化趋势有异,且杂交种的酶活性增幅均大于同时期黑籽南瓜.研究发现,成株期的中国南瓜杂交种360-3×112-2在NaCl胁迫下生长抑制率较低,根系活力、渗透调节能力和活性氧平衡调节能力较强,耐盐性优于黑籽南瓜,可望作为耐盐瓜类砧木使用.

中国南瓜海南农家品种资源遗传多样性和亲缘关系研究

为系统评价中国南瓜海南农家品种资源,通过表型变异结合ISSR和SRAP分子标记技术,对中国南瓜海南农家品种进行遗传多样性和亲缘关系分析。表型分析结果表明,在所有观察的农艺性状中,除蔓性、生长势、果柄、果肉质地等4个性状外,其他性状在不同品种间均有不同程度的差异,平均变异系数为34.88%,其中果形的变异最大,部分农艺性状间存在显著的相关性;使用UPGMA法聚类分析可依据叶片大小、叶色和叶尖将28份材料划分为2个类群。ISSR标记和SRAP标记所揭示的遗传多样性水平基本一致,均表明供试品种间存在较大的遗传变异。基于ISSR标记,所有供试品种间的Nei's基因多样性指数H为0.1943,多态性条带百分率PPB为62.90%;基于SRAP标记,H=0.2258,PPB=61.50%;2种标记的UPGMA聚类结果存在显著的相关性,均可将供试品种分为5类,但是其聚类结果与表型分析结果之间相关性较低。综合2种标记的扩增结果,各品种间的平均遗传相似性系数GS值为0.7741,海13和海17亲缘关系最近,而海30与海18遗传基础差异最大。供试中国南瓜海南农家品种间存在较丰富的遗传变异,ISSR和SRAP标记均能有效应用于中国南瓜海南农家品种遗传多样性和亲缘关系研究。研究结果为中国南瓜海南农家品种保护和创新利用提供了科学依据。

中国南瓜对嫁接黄瓜产量与风味影响的综合评价

为探讨中国南瓜砧木种质资源的多样性,筛选同时具有较高产量和较优风味品质嫁接黄瓜的中国南瓜砧用种质,本研究以国内外102份中国南瓜高代自交系种质为砧木,以黄瓜品种新泰密刺为接穗进行嫁接,利用主成分分析、隶属函数分析和聚类分析对嫁接黄瓜形态学和农艺性状等13项指标进行综合评价。结果表明,与对照新泰密刺相比,102份嫁接组合的各项指标存在广泛变异,主成分分析显示前5个主成分累计贡献率达到86.226%,其中植株产量因子、雌花因子、果实风味因子是构成嫁接组合性状差异的主要因子。系统聚类分析将102个嫁接组合划分为4个类群,隶属函数分析表明柿饼南瓜5Bb636-3(N67)和三禾13-s08z13-3(N91)等7份砧木的嫁接组合产量和口感等各项指标表现突出,可作为南瓜砧木品种选育的优异亲本材料。本研究进一步丰富了中国南瓜砧木的评价体系,为选育嫁接黄瓜性状良好的中国南瓜砧木品种提供了重要依据。

印度南瓜与中国南瓜有性杂交亲和性研究

为提供用中国南瓜改良印度南瓜的理论依据 ,选用印度南瓜的 3个栽培品种与中国南瓜的 4个栽培品种进行人工杂交 ,观察其杂交亲和性表现 .结果表明 :印度南瓜 P6 ,P7等品种与中国南瓜 P2 ,P3,P4 ,P5等品种间存在杂交不亲和性 ,印度南瓜 P1 与中国南瓜 P4 ,P5间存在杂交不亲和性 ,而与 P2 。

中国南瓜育种研究进展

南瓜为葫芦科南瓜属草本植物,起源于美洲大陆,是一类重要的园艺蔬菜作物,在我国种植历史悠久且栽培面积广泛,是世界南瓜生产与消费第一大国,有较好的经济效益。我国南瓜主要有3个栽培种被大面积种植,分别为中国南瓜、印度南瓜和美洲南瓜,其中中国南瓜的种植面积最大、产量最高,肉用中国南瓜包括食用嫩瓜型和食用老瓜型。近5年来,我国南瓜研究者围绕中国南瓜产业发展新需求开展了系列工作,在基础研究、育种技术以及新品种选育等方面都取得了一定进展。从中国南瓜重要性状功能基因定位、克隆及分子机理研究、品质性状评价指标及检测技术研究、单倍体、种间杂交等育种技术研究、新品种选育等方面综述了过去5年我国南瓜研究者取得的最新进展,分析了中国南瓜育种技术和理论研究方面目前存在的不足和关键难点,并对未来育种工作进行展望,提出未来育种研究的重点方向,为中国南瓜育种及产业高质量发展提供参考。

印度南瓜与中国南瓜种间有性杂交的研究

以印度南瓜3个栽培品种为母本,分别与4个中国南瓜品种杂交,观察其间的亲和性、远缘杂交后代F1、F2及亲本的早熟性,果实的植物学性状,对病毒病、白粉病的抗性和某些营养成分的变化情况,以了解用中国南瓜改良西洋南瓜的可行性。结果表明,印度南瓜P1与中国南瓜P2,P3之间不存在杂交不亲和性,印度南瓜P1与中国南瓜P4,P5之间、印度南瓜P6,P7与中国南瓜P2,P3,P4,P5之间存在杂交不亲和性。杂交后代的早熟性、营养品质表现受母本影响较大,杂交后代的抗病性受父本影响较大。用中国南瓜改良西洋南瓜成败的关键在于双亲间的杂交亲和性及其亲本所具有性状的优良程度。

NaCl胁迫下中国南瓜杂交种和黑籽南瓜植株离子吸收与积累特性研究

营养液栽培条件下,在成株期以80mmol/L NaCl胁迫中国南瓜360-3×112-2 F1和黑籽南瓜植株,10d后,测定了植株的生长量和不同器官中Na^+、K^+、Ca^(2+)、Mg^(2+)的含量。结果表明,NaCl胁迫下两种材料的生长受到明显抑制,360-3×112-2杂交种的生长抑制比黑籽南瓜植株较轻。NaCl胁迫后两种南瓜植株体内Na^+含量升高,360-3×112-2杂交种的Na^+主要累积在根部,黑籽南瓜主要积累在茎中;K^+、Ca^(2+)、Mg^(2+)的含量在植株体内呈下降的趋势,但360-3×112-2杂交种的上位叶中的含量却上升。NaCl胁迫下,因Na^+的积累抑制了K^+的吸收,植株各器官的K^+/Na^+普遍降低,但黑籽南瓜比360-3×112-2杂交种的K^+/Na^+下降明显。这些结果说明,两种南瓜受到盐胁迫后Na^+的主要积累器官不同,致使地上部各器官有不同的K^+、Ca^(2+)、Mg^(2+)吸收和积累特性,K^+/Na^+降低幅度也不同,从而影响了植株的生长,产生了耐盐性的差异。360-3×112-2杂交种耐盐性比黑籽南瓜强,可望作为耐盐砧木在瓜类生产上使用。

中国南瓜主要性状遗传特性的研究

选择具有代表性的24个中国南瓜自交系和由这些自交系所组配的杂交组合作样本,对其主要农艺性状的遗传规律、相关性及杂种优势进行分析.结果表明:南瓜主要性状遗传规律较为复杂,同一性状,有些南瓜表现为质量性状,有些南瓜表现为数量性状.中国南瓜7种性状的变异系数大小依次为果形指数、白粉病病情指数、病毒病病情指数、单果质量、产量、可溶性固形物含量、第1坐果节位.产量和白粉病病情指数具有较明显的离中优势,可溶性固形物的离中优势较低.果形指数与第1坐果节位呈极显著正相关,与单果质量呈极显著负相关.产量与单果质量呈极显著正相关,与病毒病情指数呈极显著负相关.病毒病病情指数与南瓜果实可溶性固形物含量之间呈显著负相关.在供试的中国南瓜中,84.4%抗病毒病,81.3%不抗白粉病.

中国南瓜主要经济性状的灰色关联分析

采用灰色系统理论和方法对129份中国南瓜F1代品系的10个主要经济性状进行了关联分析。结果表明,与单瓜重关联度最大的为第一雌花节位和蔓粗;与可溶性固形物含量关联度较大的是节间长度、瓜横径、蔓粗;而与第一雌花节位关联度最大的是蔓粗;与果形指数关联度最大的是瓜纵径。最后文章讨论了蔓粗在南瓜目标育种中的重要作用。

中国南瓜内参基因18S rRNA的克隆及其引物开发

【目的】克隆获得中国南瓜18SrRNA,并设计合适的荧光定量PCR内参,为开展中国南瓜重要功能基因的表达模式和调控机制研究奠定基础。【方法】以中国南瓜‘密本’品种的基因组DNA为模板,通过PCR方法克隆中国南瓜18SrRNA基因序列,再利用Primer Premier软件设计荧光定量PCR引物,对该内参基因在中国南瓜不同组织、生长阶段及非生物胁迫条件下的表达稳定性进行检测。【结果】首次克隆得到中国南瓜18SrRNA基因序列,其长度为1 857bp,GenBank登录号为KM979454,该基因与西瓜、西葫芦等瓜类蔬菜18SrRNA基因同源性大都在90%以上;以中国南瓜内参基因18SrRNA核苷酸全长序列为基础设计1对荧光定量PCR引物,以中国南瓜果肉总RNA逆转录的cDNA第一链为模板进行PCR扩增,该引物扩增的片段大小为132bp,扩增效率高,特异性强;18SrRNA基因在中国南瓜不同组织、生长发育阶段及非生物胁迫条件下均能稳定表达。【结论】克隆获得中国南瓜18SrRNA基因,该基因适合在中国南瓜基因表达研究中作为内参基因。

中国南瓜海南农家品种间的遗传特异性分析和DNA指纹图谱构建

在收集中国南瓜海南农家品种的基础上,应用ISSR和SRAP标记技术对28份海南农家品种间的遗传特异性进行了分析,并构建指纹图谱,为中国南瓜海南农家品种鉴定、评价、保护和利用提供科学依据。结果表明,所供试的品种间存在显著的遗传特异性,具有特殊的遗传基础或背景,所筛选的6个ISSR引物和11对SRAP引物共产生了10个特异标记和11条唯一缺失带;应用ISSR引物组合UBC807/UBC814/UBC844/UBC868和UBC808/UBC814/UBC844/UBC868,以及SRAP引物组合Me1/Em2+Me1/Em10+Me2/Em3和Me1/Em1+Me1/Em10+Me8/Em3分别绘制了4个28份中国南瓜海南农家品种的DNA指纹图谱,所构建的DNA指纹图谱直观、简单。ISSR标记和SRAP标记技术可有效应用于中国南瓜海南农家品种DNA指纹图谱的构建和遗传特异性鉴定。

组培条件下中国南瓜杂交种耐盐材料的筛选

在组培条件下以69份中国南瓜(Cucurbita moschataDuch.)杂交种和4份商品种为试验材料,研究中国南瓜杂交种的耐盐状况,确定筛选耐盐材料的适当NaCl浓度。结果表明,中国南瓜杂交种在不同NaCl浓度处理下存在明显的耐盐性差异,69份杂交种在120mmol/L NaCl浓度处理下的盐胁迫指数介于29.94～100之间,呈正态分布,有6份杂交种表现出较高的耐盐性,其中360-3×112-2杂交种最耐盐。认为在组培条件下采用120mmol/LNaCl浓度处理中国南瓜幼苗是一种有效筛选耐盐材料的方法。