黄瓜单性结实果实酵母双杂交文库的构建及CsCML25互作蛋白的筛选

为研究黄瓜单性结实形成的分子调控机制,以黄瓜单性结实自交系‘EC1’为材料,分别取开花前1 d至开花后4 d的子房,提取RNA后等量混合,采用SMART方法构建酵母双杂cDNA文库。结果表明,构建的文库总克隆数为1.16×107 CFU,平均插入片段长度≥1000 bp,阳性率为100%,符合建库的标准,可用于后续的酵母双杂交筛选。以黄瓜单性结实关键调控因子CsCML25为诱饵,构建pGBKT7-CML25诱饵蛋白表达载体,经自激活活性分析及不同浓度3AT对诱饵蛋白自激活活性抑制效果分析,使用SD-TLH+20 mM 3AT平板可完全抑制诱饵蛋白自激活活性。利用酵母双杂交筛选构建的黄瓜单性结实果实cDNA文库,得到96个初始阳性克隆。利用DNA测序、BLAST分析以及酵母回转验证等方法,最终获得27个可能与CsCML25相互作用的候选蛋白,为从分子水平探究CsCML25调控黄瓜单性结实的机制提供了理论基础。

番茄自交系85-6单性结实及自交不亲和特性研究

对具有单性结实和自交不亲和特性的番茄自交系85-6进行了研究。通过花的外观观察、花粉活力测定和胚珠发育观察,发现85-6具有正常的花结构,花粉活力正常,胚珠发育正常,表明85-6不存在雌蕊或雄蕊的败育现象。通过自然自交、人工辅助自交和杂交发现,85-6在正常温度环境下存在自交不亲和的现象,自交后得到无籽果实,而作为母本或父本进行杂交时,均可获得杂交后代。在花期遇到温度胁迫(日平均气温<10℃或>35℃)后,85-6则可完成正常的授粉受精得到正常的有籽果实,但受精后的果实发育迟缓,果实变小,且得到的种子萌发率只有29.75%。在正常温度和温度胁迫条件下,蕾期去雄后均可获得无籽果实,表明85-6番茄具有单性结实的特性。通过对已报道的单性结实基因的序列比对,发现4个单性结实相关结实基因pat-2、pat-k、pad-1、hydra在85-6和79-1之间不存在基因序列上的差异,推测控制85-6单性结实的基因可能是一个新的基因。85-6番茄材料的发现丰富了番茄单性结实和自交不亲和资源,为番茄的单性结实和自交不亲和育种以及相关机制的研究提供了较好的重要材料。

柑桔授粉处理和单性结实子房(幼果)内源IAA、ABA和ZT含量的变化

广橙在授粉后3天内即完成受精,与未授粉子房相比,授粉子房迅速膨大,授粉处理可使内源IAA(吲哚乙酸)、ABA(脱落酸)和ZT(玉米素)水平急剧上升,尤其是在处理后的前3天(即授粉后至受精前)。至第4天趋平缓。以每子房(幼果)ng含量计,至处理后第3天,IAA、ABA和ZT含量分别是处理开始时的6.8、5.2和4.1倍,而未援粉的分别为2.5、2.6和1.2倍,这种变化与子房(幼果)的发育密切相关。试验还分析了广橙授粉处理与内源激素平衡关系,发现授粉处理ABA/IAA比例呈有规律下降,而未授粉两者保持恒定;盛花期至盛花后4天内单性结实温州蜜柑子房(幼果)内源ABA和ZT水平一直维持较高,而IAA含量很低;ABA和ZT含量变化与温州蜜柑子房(幼果)的膨大呈显著正相关。但IAA对单性结实子房(幼果)早期发育似无明显作用。

GA_3诱导的单性结实‘宁海白’白沙枇杷糖代谢的研究

研究了花蕾期GA30·5、1·0g·L-1处理诱导的单性结实‘宁海白’无核白沙枇杷的糖积累与代谢特性。结果表明:两种浓度的GA3诱导的无核枇杷中,其蔗糖、葡萄糖、果糖和总糖的含量均低于正常有核果,并随处理浓度的增加而下降,其中成熟时处理与对照之间各种糖的含量差异达到显著水平。不同浓度GA3处理后,果实中蔗糖代谢酶(SS、SPS、转化酶)、己糖代谢酶(HXK、FRK)和山梨醇脱氢酶(SDH)等的活力均低于正常有核果,并随处理浓度的增加而下降。上述结果表明,GA3诱导无核,导致果实糖代谢酶活力的下降,是无核枇杷果实含糖量下降的主要因子。

茄子单性结实性的遗传分析

选取茄子单性结实性差异显著的 5个材料 ,采用完全双列杂交半轮配 (含亲本 )试验设计配制杂交组合 ,利用蕾期人工去柱头的方法测定亲本及F1单性结实坐果率。统计分析表明 :茄子单性结实性状遗传不符合“加性 -显性”遗传模型 ,存在着非等位基因间的上位作用 ;单性结实性状可能受一组隐性基因控制 ,属隐性遗传。

雌雄同株黄瓜单性结实性遗传分析

【目的】分析雌雄同株黄瓜单性结实性的主基因+多基因混合遗传特点,为选育强单性结实雌雄同株黄瓜品种提供理论依据。【方法】通过强单性结实雌雄同株黄瓜自交系‘6457’与非单性结实自交系‘6429’和‘6426’构建的6个世代群体,应用植物数量性状主基因+多基因联合分离分析方法,分析不同遗传背景和季节雌雄同株黄瓜单性结实性遗传表现。【结果】雌雄同株黄瓜单性结实性遗传受2对主基因+多基因控制(E-1-0,E-1-2)。两主基因的加性效应值均较大,B1、B2、F2主基因遗传率分别为72.2%—88.8%、52.5%—93.1%、88.6%—95.4%,相应的多基因遗传率分别为0—11.2%、0—43.1%、0—1.5%。【结论】强单性结实性雌雄同株黄瓜品种选育以双亲均为强单性结实为宜,常规杂交育种早期世代选择有效。

雌雄同株黄瓜单性结实性主基因＋多基因混合遗传分析

以雌雄同株黄瓜强单性结实自交系6457和非单性结实自交系6426为亲本,建立了5世代联合群体(P1、P2、F1、F2、F2∶3),采用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型对群体的单性结实性进行多世代联合分析.结果表明:雌雄同株黄瓜单性结实性表现为不完全显性遗传,符合D-2遗传模型,受1对加性主基因+加性-显性多基因控制.主基因加性效应值为14.7,多基因加性效应值为20.9,多基因显性效应值为25.8.F2的遗传率为56.6%,F2∶3的遗传率为48.7%.因此,对雌雄同株黄瓜单性结实性的遗传改良,可选择强单性结实性材料,通过杂交、回交转移主基因,达到选育强单性结实性材料目的.

温度和蕾期去雄及去柱头处理对茄子单性结实性的影响

以6个茄子单性结实自交系为试材,研究了自然低温和蕾期去雄及去柱头处理对其单性结实性的影响.试验结果表明,供试材料的单性结实性属于温度敏感型,在低温下表达.诱导单性结实基因表达的温度在7～15℃之间,在此温度范围内,其坐果率为88.9%～100%.蕾期人工去雄和去柱头不影响单性结实果实的正常生长发育,蕾期去柱头可用于茄子单性结实性的快速准确鉴定.

黄瓜单性结实性状的QTL定位

【目的】黄瓜是世界十大蔬菜之一,单性结实是与黄瓜产量和品质密切相关的重要性状。对黄瓜单性结实进行研究,探明全雌性单性结实性状的遗传规律,并进行QTL定位,为进一步了解其分子机理和标记辅助育种奠定基础,也为黄瓜单性结实性状改良提供理论依据。【方法】试验采用对单株主、侧蔓各夹8朵雌花,待所有单株夹花结束后8—10 d一次性调查单性结实座瓜的方法,通过计算单性结实百分率(单性结实瓜数/所夹雌花数×100%)来评价单性结实能力。利用全雌单性结实材料EC1和雌雄同株非单性结实材料8419、14519分别构建的F2群体进行遗传分析。以EC1×8419杂交得到的部分F2为作图群体,利用9930和gy14黄瓜全基因组测序开发的1 335对SSR标记和双亲重测序开发的143对Indel标记引物进行多态引物筛选,采用Jion Map4.0软件进行遗传图谱构建,以该配组F2﹕3家系群体为研究对象,利用Win QTLcart2.5软件进行单性结实QTL检测。运用生物信息学的分析方法对初定位主效QTL区间进行候选基因分析。【结果】试材EC1的单性结实遗传符合数量性状的特征,但与不同材料配组的后代群体分离偏向不同亲本。构建了一张含有7条染色体、116个SSR标记和9个Indel标记的连锁图谱,图谱总长度为802.9 c M,标记间平均距离6.3 c M。共检测到7个与单性结实相关的QTL,分别为Parth1、Parth2-1、Parth2-2、Parth3-1、Parth3-2、Parth5、Parth7,分布在1、2、3、5、7染色体上。其中仅Parth2-1在春、秋两季中均被检测到,LOD值分别为9.0和6.2,贡献率为17.4%和10.2%,位于标记SSR00684-SSR22083之间,认为是控制单性结实的主效QTL位点。该区段的遗传距离为17.1 c M,物理距离2.9 Mb,包含307个基因,推测参与植物激素信号转导的基因Csa2M035330.1和Csa2M070880.1是与单性结实相关性较大的候选基因。其他位点都为微效位点。【结论】单性结实的遗传符合数量性状特征,位于2号染色体上的Parth2-1是控制黄瓜单性结实性状的主效QTL位点。推测植物激素代谢通路中的基因是可能的候选基因。研究结果为单性结实主效基因的精细定位和克隆及分子标记辅助育种奠定了基础。

茄子温敏单性结实抑制差减文库的构建与分析

【目的】构建茄子单性结实差减文库,分离获得茄子单性结实相关基因,研究茄子单性结实形成的分子机制。【方法】以茄子单性结实品系D-10低温条件下无籽的子房和果实,以及适温条件下有籽的子房和果实为材料,采用抑制差减杂交(SSH)技术构建正向和反向差减文库。对阳性克隆测序、BLAST比对分析、GO(gene ontology)功能注释及分类和荧光定量PCR分析。【结果】正反向文库共获得了2 347个阳性克隆;测序、序列拼接后,共获得1 248个高质量的unigenes;将其与非冗余数据库BLAST比对后,有1 109个unigenes找到同源序列,139个unigenes无同源序列为新基因。1 248个unigenes中527个在GO数据库中有功能注释,其中细胞组分、分子功能和生物过程的unigenes分别为206、445和361条,分析表明,茄子单性结实果实的差异主要发生在细胞内部,单性结实性状的表达可能受到一些因子和激酶的调控。【结论】成功构建了茄子单性结实不同时期果实的抑制差减文库,获得3个可能与茄子单性结实相关的unigenes,包括MADS-box基因、雌蕊伸展相关蛋白和果实膨大相关基因。

茄子单性结实基因的遗传分析及AFLP分子标记

以茄子单性结实自交系D-10和非单性结实自交系03-2为试验材料,研究了单性结实基因的遗传特性及其AFLP标记。对杂交后代F1、F2、BC1单性结实性表现型分离比例的分析表明,茄子D-10的单性结实性由单显性核基因控制,其基因符号用Pat表示。采用AFLP分析技术和改良BAS法,通过512对E/M引物组合的筛选,获得1个与茄子单性结实基因紧密连锁的AFLP标记E75/M53-70,该标记与单性结实基因间的遗传图距为15.38cM,可用于茄子单性结实性的鉴定和单性结实分子标记辅助育种,加速茄子单性结实基因的转育和利用。

CPPU对苦瓜(Momordica charantia L.)单性结实的诱导作用及其机理的研究

以中熟南山大白苦瓜为材料,研究了外源细胞分裂素活性物质CPPU对苦瓜单性结实的诱导作用和CPPU对苦瓜果实内源激素水平的调控,50mg L-1CPPU于花前3d处理,可引起苦瓜子房不正常开花(如花瓣绿色或边缘为绿色,花瓣小、厚、硬、粗糙;柱头干燥、光滑、绿色等)或盲花,使苦瓜子房不能正常受粉或受粉失败,从而形成无籽的苦瓜果实;CPPU处理提高了子房内源GA、IAA水平,是CPPU处理引起受粉失败或不能正常受粉的子房仍然能正常座果并生长发育形成无籽果实的重要原因,同时CPPU处理对内源CTK水平具有抑制作用,对其机制的探讨具有十分重要的意义。

假单性结实无核葡萄胚败育机理研究

以Flame Seedless、大粒红无核和京可晶3个假单性结实无核葡萄品种为试材,对其胚和胚乳的发育进行了细胞学观察,并初步探索了胚败育机理.结果表明:Flame Seedless、大粒红无核和京可晶3个无核葡萄品种胚乳开始败育的时期分别为花后29、42、34 d,胚开始大量败育的时期分别为花后39、51、45 d;假单性结实无核葡萄胚的败育是由于胚乳败育、胚缺乏营养所致.

用单性结实基因defH9-iaaM转化糖橙的研究

为建立糖橙的高效遗传转化体系,把无融合生殖基因DefH9-iaaM导入到糖橙中,以获得定向改良目的性状的糖橙新种质.以实生态糖橙节间茎段为材料,建立了糖橙的高效再生体系.结果显示,30d左右苗龄的实生态糖橙茎段不定芽再生率较高;暗培养3～6d有利于节间茎段不定芽的分化;不定芽再生的最佳培养基配方为MS附加6-BA5.0mg/L,平均每根茎段可以再生3.3个小芽;MS+6-BA1.0mg/L+NAA0.1mg/L有利于不定芽的增殖;MS附加NAA0.5mg/L有利于再生芽的生根.用农杆菌介导法进行转化后,经PCR鉴定已获得6株转基因株系.

一个与黄瓜单性结实基因连锁的ISSR标记

黄瓜单性结实特性是其重要的经济性状,选育单性结实品种是现代黄瓜育种中重要的目标性状之一。本实验以黄瓜单性结实品系EP-6和非单性结实品系ZR-2为亲本构建群体,采用分离群体分组分析(bulkedsegregantanalysis,BSA)筛选与黄瓜单性结实基因连锁的分子标记。用65条ISSR引物进行PCR扩增筛选,其中引物N92在亲本和DNA池之间扩增出一条大小为850bp多态性片段,经F2代群体135个单株验证,该片段稳定出现,在单性结实植株中表现为无带,在非单性结实植株中表现为有带,可以作为鉴别单性结实与非单性结实的标记引物。遗传连锁分析表明,该标记与单性结实基因连锁距离为18.9cM,为黄瓜单性结实基因的分子标记筛选和分子标记辅助育种奠定了初步基础。

茄子单性结实与非单性结实品系胚胎发育及果实解剖结构的观察

为研究单性结实茄子与有性结实茄子果实发育过程,分别以两个单性结实品系D1、D2与两个非单性结实品系N1、N2为试材,采用石蜡切片法在显微镜下连续观察胚胎及果实发育情况。结果表明:茄子的胚囊发育属于蓼型,4个品系在开花前均已形成发育正常的八核胚囊,但开花后,单性结实品系和非单性结实品系的胚胎和果实发育产生了明显差异。未授粉单性结实品系的茄子无双受精作用,胚囊内卵细胞、助细胞、极核等逐渐解体消失,胚珠萎缩,果肉细胞排列紧密、间隙小,果实无籽;而非单性结实品系则产生了受精的卵细胞与极核,胚囊内生成游离胚乳核,果肉细胞排列松散,胎座上着生许多种子。可见,单性结实子房增大不依赖于受精作用的刺激,解剖性状可作为单性结实选育辅助的手段。

外源激素诱导西瓜单性结实的研究

通过 5因子 (1/ 2 )二次通用旋转回归设计与分析 ,探明了各外源激素对西瓜子房发育的影响程度 ,依次是NAA >2 ,4 D >CPPU >BA >GA3 ;在NAA 116～ 118μg·g-1、2 ,4 D 2 7μg·g-1、GA3 2 5 μg·g-1、CPPU 110～ 116 μg·g-1、BA 2 1～ 2 2 μg·g-1时 ,对西瓜子房发育效应最大。外源激素处理西瓜诱导单性结实的适宜时期为子房开花当天及花后 1d ,以微滴喷雾法于开花当天及花后 1d各处理 1次 ,可有效促进西瓜子房发育成正常商品无籽果实。外源激素诱导早、中熟西瓜单性结实 ,其坐果率 (95 %～ 10 0 % )及商品果率 (90 %～ 95 % )均比晚熟品种高 ,但平均单果重小于晚熟品种。外源激素诱导子房所发育的果实 ,可溶性固形物含量较高 ,达 9.87%～ 11.10 %。

单性结实与自花结实柑橘果实发育中钙钾动态的研究

对单性结实的‘国庆 1号’温州蜜柑和自花结实的‘华农本地早’橘从开花前子房发育至果实成熟采收期整个子房或幼果及果实的不同部位 (果皮和果肉 )的钙与钾含量变化进行了测定。结果表明 :1)‘国庆 1号’花前及花期子房钙含量较高 ,花后趋降 ;而其钾含量在花前及花期相对较低 ,花后上升 ;2 )‘华农本地早’花前子房钙含量相对较低 ,花后有一上升过程 ;而对应钾在花前及花期就已很高 ,花后下降 ;3)两品种果肉的钙含量自花后 6 5d后均呈下降趋势 ,而‘国庆 1号’果皮的钙含量在花后 80d有一显著上升 ,对应的‘华农本地早’在花后 12 5d才急剧增加 ,之后直至果实成熟二者均维持在较高水平 ;4 )两品种果皮。

低温下茄子单性结实特性的研究

以茄子单性结实品系D-55、D-56和D-62,非单性结实品系52(CK1)和60(CK2)及其杂种一代53(52×D-55)、54(D-55×52)、59(D-55×60)和61(D-55×D-62)为试材,研究了茄子单性结实基因在低温下的表达效应,低温条件下不同授粉方式和花粉活力对茄子单性结实性和果实发育的影响。结果表明:单性结实基因在日平均最低温度为12.8℃的条件下能完全表达,其单性结实率为100%,坐果率为76.9%～100%,果实发育正常。供试茄子单性结实品系的单性结实性由显性核基因控制。自然授粉、人工辅助授粉和去柱头处理不影响单性结实品系的坐果率和果实的发育速度。单性结实品系和非单性结实品系在低温下的花粉萌发率均较低,为1.88%～7.29%。低温下花粉活力与单性结实的形成无显著关系,单性结实并非由于低温下花粉活力下降所致。