转基因河套蜜瓜新品系育种过程的方法及其生态适应性

1-氨基环丙烷-1-羧酸合成酶(ACS)是高等植物中乙烯合成的关键酶。以成熟河套蜜瓜果实的RNA为模板,经反转录和PCR扩增合成和克隆了河套蜜瓜ACS基因cDNA片断(627 bp),将ACS基因cDNA反向构建到植物表达载体pGA643,配制成DNA溶液后用花粉管通道法导入外源基因,对转基因河套蜜瓜的叶片用CTAB法提取总DNA,PCR扩增检测,结果表明某些果实的部分种子已整合外源基因。目前,该转基因新品系正在进行生态适应性研究及“环境释放”和“生产性试验”的安全性评价。

新疆甜瓜高效再生体系的建立及NPR1/HRP双价抗病基因转化

以厚皮甜瓜5d龄无菌苗子叶为外植体,MS和1/2MS为基本培养基,研究了添加6-BA、IAA和卡那霉素不同浓度,进行甜瓜再生体系与根癌农杆菌介导的转化体系的建立。结果表明:甜瓜子叶最适宜的不定芽分化培养基为MS+6-BA 1.0mg/L+IAA 0.3mg/L,芽伸长培养基为MS+6-BA 0.75mg/L+IAA 0.3mg/L,生根培养基为1/2MS+IAA 0.3mg/L,适宜的转化条件为外植体预培养48h,农杆菌菌液浓度为OD_(600)=0.3～0.4,侵染时间为15min,22℃暗培养48～55h。经75mg/L的卡那霉素筛选,共获得再生甜瓜幼苗21株,其中8棵经PCR鉴定证明NPR1/HRP双价抗病基因已经整合到甜瓜基因组中,即转化率为38%。

薄皮甜瓜高效再生体系的建立

对"G24"和"甘甜一号"薄皮甜瓜材料5～7d苗龄的子叶、下胚轴、根尖、真叶以及不同6-BA浓度下不定芽诱导情况进行了研究,建立了高效稳定的再生体系并对生根以及移栽等条件进行了初步研究。结果表明:2份薄皮甜瓜材料在不定芽的诱导方面差异不大,"G24"不定芽的发生频率达到97.2%,"甘甜一号"为91.6%;最适宜作为甜瓜组织培养的外植体材料为子叶近胚轴端,其不定芽诱导率可达95%以上;不定芽诱导中最适6-BA浓度为1.0mg/L。

厚皮甜瓜四倍体的诱导及其特性变化

以3份二倍体厚皮甜瓜为试材,采用0.2%秋水仙碱处理去掉生长点的幼苗茎尖,研究剥滴法对四倍体诱导率的影响以及四倍体甜瓜特征特性的变化。结果表明:网纹型材料M066的四倍体诱导率达54.4%,光皮型材料M072和M0544四倍体诱导率分别为20.0%和23.3%。与二倍体甜瓜相比,四倍体植株侧蔓节间距变短,花冠与叶片变大,保卫细胞叶绿体数增加,花粉可染率和单瓜种子可育率降低,单果重及果形指数变小,果肉厚度同二倍体,可溶性固形物含量降低。该试验结果说明,不同基因型甜瓜材料诱变率差异显著,四倍体甜瓜生理生态特性变化显著。

甜瓜“黄旦子”再生体系的建立

以甜瓜品种"黄旦子"的子叶为试材,采用组织培养的方法,研究了子叶日龄、不同浓度6-BA、IAA和头孢霉素对不定芽的影响。结果表明:子叶日龄对其不定芽的诱导具有较大影响,最佳诱导时间为子叶光照下培养2d,不定芽诱导率达80%;MS+6-BA 1.2mg·L^(-1)为最佳诱导培养基,诱导率达67%。此外,500mg·L^(-1)头孢霉素可作为脱菌和抑菌过程的最佳浓度,最佳卡那霉素浓度为25mg·L^(-1)。

甜瓜果形指数的F_2代遗传研究

以果实性状差异较大的来源于美国的厚皮甜瓜ms-5和黑龙江省薄皮甜瓜HM-1为亲本,构建P_1、P_2、F_1和F_2群体,采用植物数量性状主基因-多基因混合模型对甜瓜果实长度、宽度及果形指数进行遗传分析。结果表明:果实长度受到1对加性-显性主基因模型控制;果实宽度受到2对加性-显性上位多基因遗传模型控制;果形指数受到加性-显性-上位效应多基因控制。主基因在F_2代群体中遗传率果实长度为54.5%;果实宽度为61.4%和58.0%,显性效应占主要作用;果形指数主基因遗传效应为20%和11%,受环境条件影响较大。

露地薄皮甜瓜新品种比较

在宁夏露地引黄灌区,以甜瓜品种"甬甜8号""鲁青脆玉""鼎甜雪丽""翠宝二号""华农甜宝""西研甜宝""花皮牛角蜜""翠花""芝麻脆""新龙甜一号"为试材,比较其植株生长势、抗病性、果实早熟性、果实品质、产量等指标。结果表明:综合多项指标,"翠花""西研甜宝"较其它品种优秀,可以作为适合在宁夏露地立架爬蔓栽培的主要薄皮甜瓜品种。

不同甜瓜材料苗期细菌性果斑病抗性鉴定

以25份不同甜瓜材料为试材,采用苗期喷雾接种法,分析研究了不同甜瓜材料对果斑病的抗性,为甜瓜抗病性育种提供参考。结果表明:筛选出T1、T4、T11等中抗材料8份,中感材料8份,T6、T12、T13等感病材料9份,没有免疫和高抗材料;另外,田间植株表现病害的T12、T13、T20等材料均属于中感或感病级别。T1、T4等抗性较高材料与T6、T12等感病材料抗病指数有明显的差异。

甜瓜F_2代群体果实性状的遗传分析

以果实性状差异较大的来源于美国的厚皮甜瓜ms-5和黑龙江省薄皮甜瓜HM-1为亲本,构建P_1、P_2、F_1和F_2群体,采用植物数量性状主基因-多基因混合模型对甜瓜果实单果重、果肉厚度和果肉颜色进行遗传分析。结果表明:单果重受到2对加性-显性多基因模型控制;果肉厚度受到1对主基因控制;果肉颜色受到2对加性-显性-上位效应多基因控制。主基因在F_2代群体中遗传率分别为73.79%、73.90%、88.85%。控制这3个性状的遗传率在F_2代中表现较高,说明适合早代进行选择,受环境影响小。

甜瓜果斑病致病基因生物信息学分析

以已报道的甜瓜果斑病的致病基因和多个与致病性相关的未知蛋白为试材,采用生物信息学方法研究了其致病基因,并且利用生物信息学的工具和软件分析这些未知蛋白,以期为今后从分子水平防治果斑病奠定理论基础。结果表明:通过DNAMAN软件的比对分析,得到3个综合匹配程度较高的未知蛋白,预测这些蛋白是由该病菌Ⅲ型分泌系统的hrp基因簇编码;通过Bioedit和ProtParam软件工具分析获得6个未知蛋白的氨基酸组成、大小、分子质量、理论等电点和疏水性;同时运用DNAMAN软件分析得到相对应的二级结构。该研究结果可为今后深入研究此类基因提供指导作用。

新疆甜瓜“伽师”再生体系的建立

以厚皮甜瓜"伽师"为试材,研究了6-苄氨基嘌呤(6-BA)、硝酸银(AgNO3)对诱导不定芽的影响,建立以子叶为外植体的快速高效再生体系。选取5d的"伽师"无菌苗子叶,在添加了不同浓度6-BA的MSB培养基中诱导不定芽;并且探讨了在最适6-BA浓度的培养基中添加不同浓度AgNO3对诱导不定芽的影响。结果表明:甜瓜子叶外植体接种在MSB+1.5mg·L^(-1) 6-BA诱导分化培养基上,诱导率可达75%;添加不同浓度AgNO3诱导不定芽,以MSB+1.5mg·L^(-1)6-BA+2.0mg·L^(-1) AgNO3最适,诱导率可达65%,产生单芽较多,缩短了再生周期。丛生芽或单生不定芽转至MSB+0.1mg·L^(-1) 6-BA+0.1mg·L^(-1) GA3的培养基中伸长,不定芽均可伸长且生长状况良好;再将单芽转至MSB+0.01mg·L^(-1) NAA培养基进行生根。

东北地区甜瓜枯萎病菌遗传多样性分析

以44株来自东北不同地区甜瓜枯萎病株的尖孢镰孢菌为试材,采用SRAP分子标记技术,研究了甜瓜枯萎病菌的遗传多样性,以探究其遗传多样性与地理来源的关系。结果表明:从100对SRAP引物中筛选出多态性强、重复性好的8组SRAP引物组合,共扩增出53条条带,其中多态性条带53条,多态性比率为100%,平均每对引物扩增得到6.63条多态性条带。通过聚类分析,44株供试菌株相似系数为0.47~0.98,不同菌株之间的亲缘关系较近,遗传多样性较为丰富,但是仍存在遗传差异,且与地理来源没有明显的相关性。

基于CAPS标记的甜瓜种子相关性状QTL分析

以种子相关性状差异显著的甜瓜品系MR-1和M1-15为试材,构建BC1P1回交群体,利用2个亲本材料全基因组重测序数据发掘SNP位点并将其转化为CAPS标记,构建遗传连锁图谱并对种子相关性状进行QTL分析。结果表明:获得了一张包含197个CAPS标记、12个连锁群的甜瓜遗传连锁图谱。检测到与种子相关性状紧密连锁的QTL位点6个,分布在1、2、5、8号染色体上,可解释9.86%~13.52%的表型变异率,贡献率>10%的QTL位点5个。

航天诱变育种及其在甜瓜中的应用

航天诱变育种又称空间诱变育种,其在扩大遗传变异,创造农作物新种质,解决常规育种中某些特殊问题和培育新品种中发挥了巨大作用,开辟了一条农作物育种的崭新途径。该研究综述了航天诱变育种的研究现状、特点及在我国甜瓜育种中的应用进展情况,对航天诱变育种存在问题进行了简要总结探讨,并对其前景进行了展望。