甜瓜CmGLK转录因子调控果实品质的遗传网络解析

【目的】解析甜瓜CmGLK转录因子调控果实品质的调控网络,为甜瓜果实品质改良提供理论基础。【方法】以甜瓜HB42(WT)及其Cmglk基因近等基因系glk-NIL(NIL)为试材,对其自交授粉后30 d成熟果实的果肉进行转录组学和代谢组学分析。【结果】与甜瓜果实品质相关的草酰乙酸、磷酸二羟基丙酮、3-磷酸-D-甘油酸、熊果苷、D-葡萄糖-1,6-二磷酸、9,10-环氧十八烯酸、12,13-环氧-9-十八碳烯酸等代谢物均在NIL中下调表达。转录组学数据表明,参与三羧酸循环途径的苹果酸脱氢酶基因(MDH)、E2亚基氧化戊二酸脱氢酶2基因(E 2-OGDHzhe2)在NIL中下调表达;参与糖酵解途径中的多数关键基因在NIL中下调表达,仅有丙酮酸脱氢酶基因(PDHA)、叶绿体醛酮还原酶基因(CHLAKR)、醛酮还原酶基因(AKR 4C9)、丙酮酸激酶基因(PK)4个基因在NIL中上调表达;与可溶性糖相关的β-葡萄糖苷酶15基因(BGLU 15)、β-葡萄糖苷酶12基因(BGLU 12)、β-葡萄糖苷酶45基因(BGLU 45)、β-葡萄糖苷酶42基因(BGLU 42)关键基因在NIL中下调表达;参与亚油酸代谢途径中的9个脂氧合酶基因(LOX),其中5个在NIL中是上调表达的,4个在NIL中都是下调表达的。【结论】GLK转录因子可能通过调控可溶性糖和有机酸的代谢,从而影响甜瓜果实品质,初步解析了甜瓜CmGLK转录因子调控果实品质形成的遗传调控网络。

分子标记辅助构建甜瓜矮化基因Cmerecta近等基因系

前期通过图位克隆的方法精细定位到一个控制节间长度的CmERECTA基因,并开发了一个和甜瓜矮化共分离的标记Cmerecta-dCAPS2。为了进一步研究其功能,以甜瓜自交系TopMark为轮回亲本,矮化自交系M406为供体亲本,利用Cmerecta-dCAPS2为前景选择标记,对筛选出的102对在亲本间多态性好、染色体上分布相对均匀的SSR标记为背景选择标记,在TopMark遗传背景下构建Cmerecta近等基因系,并统计分析其表型。结果显示,BC1F1和BC2F1世代最高背景回复率单株的背景回复率分别为80.61%、98.57%。背景回复率最高的3个BC2F2代Cmerecta纯系植株的表型显示其株高均为矮化,叶片变圆。该近等基因系可作为后续研究甜瓜矮化基因CmERECTA的调控机理以及应用的基础材料。