野生番茄单片段渐渗系的创建及应用

野生种质的自然变异是植物育种和品种改良的重要遗传资源,标记辅助单片段渐渗系的构建为野生资源优良等位基因的有效利用提供了新的工具。本文综述了野生番茄单片段渐渗系的创建及其在基因精细定位、QTL遗传效应分析以及图位克隆中的应用。

野生番茄和栽培番茄的耐盐差异性比较研究

以野生番茄秘鲁番茄,潘那利番茄和栽培番茄“鲜丰98-7”、“交农1号”和“交农2号”为材料,并对其幼苗进行盐胁处理。15 d后对植株的干重、根冠比、叶片含水量和POD酶谱等进行检测与分析。结果表明,野生种的植株干重显著高于栽培种,且保持较高的叶片含水量和根冠比,具有较强的盐适应能力,且潘那利番茄耐盐性强于秘鲁番茄。栽培种的耐盐性低于野生种,且品种间存在差异:“交农1号”和“交农2号”显著优于“鲜丰98-7”。盐胁迫条件下野生番茄和栽培番茄在酶带数量和活性上有极显著的不同,尤其是表现在POD2这条酶带上,其在2个野生种体内活性很强,远远高于栽培番茄。

野生番茄抗叶霉病生理指标的研究

欲获野生番茄抗叶霉病生理指标的重要数据资料 ,揭示其抗病机理。以多毛番茄、秘鲁番茄、小花番茄、多腺番茄醋栗番茄 5个野生番茄和 L 4 0 2栽培番茄为试材 ,设置接种处理和喷水作为对照。它们在接种叶霉菌生理小种1.2 .3后 ,其叶片的过氧化物酶 (POD)、多酚氧化酶 (PPO)、相对电导率、以及叶片木质素的变化情况。结果表明 ,野生番茄叶片中 POD、PPO活性、相对电导率和叶片木质素含量在接种后均有不同程度的增加基本上与抗病呈正相关 。

从多毛野生番茄中初步鉴定出一个抗美洲斑潜蝇的显性基因

美洲斑潜蝇(LiriomyzasativaeBlandchard)是危害番茄生产的主要害虫之一,从番茄近缘野生种中挖掘优异的抗斑潜蝇基因,并研究抗虫基因的遗传,是番茄抗虫遗传改良的重要基础。将筛选到的高抗美洲斑潜蝇的野生多毛番茄(L.hirsutum)材料LA2329,与高感美洲斑潜蝇栽培番茄早粉2号杂交,并用早粉2号为母本与杂种F1回交,通过对各世代抗斑潜蝇的人工接种鉴定,初步判定该抗性由单显性基因控制。番茄属中由单显性基因控制的对斑潜蝇抗性,目前尚未见报道。该抗性基因的发现,将为今后番茄抗斑潜蝇育种提供宝贵资源,有望在不远的将来通过标记辅助育种手段而引入栽培番茄,为我国番茄生产中害虫的防治提供环保、经济而有效的科技支撑。

野生番茄愈伤生长特性研究

以秘鲁野生细叶番茄为试材,采用不同植物激素组合及不同光照对比培养方法,对野生番茄愈伤组织诱导及愈伤生长特性进行了研究。结果表明,MS+6-BA (0.05～2.0) mg/L+NAA 0.5 mg/L、MS+NAA 0.5 mg/L或2,4-D 0.5 mg/L均可诱导叶片及茎段愈伤化。不同光照条件(强光、弱光及黑暗培养)下愈伤发生颜色变化。无论光照或暗培养,愈伤组织增生速度均较快,20 d生长量为原来的3～14倍。根据定性和定量调查确定MS+NAA 0.5 mg/L为秘鲁野生细叶番茄愈伤光培养或暗培养的适宜培养基。该研究为野生番茄在基因工程上的利用奠定了技术基础。

荷兰从野生番茄中发现白粉虱抗性基因

来自荷兰瓦格宁根大学的科学家与合作者近日从番茄野生近缘属，又名Galdpagos番茄体内鉴定得到了白粉虱抗性基因。白粉虱是引起番茄植株和果实的巨大危害，还是植物病毒扩散的重要媒介。于是科学家对许多来自不同基因库、可相互杂交的番茄品种的种子进行试验，并测试白粉虱抗性程度。30个品种被暴露在白粉虱中，科学家观察5天后的产卵情况。结果发现，有一种番茄对白粉虱具有完全抗性——即来自Galdpagos岛的野生番茄。科学家随后利用DNA研究，在这种野生番茄体内鉴定出两个抗性基因。

盐碱地栽培条件下8份野生型番茄种质田间综合性状评价

为了对中国科学院遗传发育研究所提供的8份野生番茄种质在盐碱地栽培条件下的田间综合形状进行评价,通过对盐碱地种植条件下8份供试野生番茄种质的生长、产量和果实品质等13个农艺性状进行观测,并运用主成分分析法结合隶属函数法,评价野生番茄种质材料的田间综合性状。经主成分分析,最终提取5个主成分;隶属函数法分析结果表明,在盐碱地栽培条件下,8份野生番茄材料的田间综合性状从优到劣排序为新盐14号>新盐13号>新盐16号>新盐18号>新盐12号≈新盐15号>新盐17号>新盐11号。其中,新盐14号和新盐13号的综合性状评价值(D值)最高,分别为0.73和0.62,说明这2个野生番茄材料在盐碱地上具有明显的生长优势,综合表现最佳。

基于离子稳态的野生与栽培番茄及其杂交F1的耐盐性差异

以野生番茄-醋栗番茄D4-101(Solanum pimpinellifolium)(WT)、自交系番茄栽培种7818D(S.esculentum)(CT)及二者杂交产生的F1代品系为材料,探讨50、100及200 mmol L-1Na Cl胁迫处理对番茄生物量和离子吸收分配的影响。结果表明:盐胁迫下,植株干重的降幅由大到小依次是:CT>WT>F1。随着盐胁迫程度加大,三个品种(系)Na+含量均增高,而K+含量显著降低。盐胁迫处理下三个品种(系)的K+/Na+比均显著降低,而品种间降幅差异不大。盐胁迫强度的增加显著提高三个品种(系)根的K+、Na+的选择性比率(SK,Na),其增幅由大到小依次是:WT>F1>CT。在茎部,盐胁迫则显著降低了三个品种(系)的SK,Na,但是盐处理之间WT茎的变化甚小,而随着盐分强度的上升,CT茎SK,Na的降幅显著高于F1的。盐胁迫下三个品种(系)叶片的SK,Na均增加,但是随着盐度的增加,WT叶的SK,Na逐渐下降,而CT和F1的SK,Na逐渐上升,且F1的SK,Na上升显著高于CT的。综上所述,F1植株在维持离子稳态方面接近于野生亲本,尤其是叶片,导致F1不仅长势好,而且还具有较亲本更好的耐盐性。

野生种多毛、醋栗番茄与栽培种番茄的指纹图谱分析

利用CAPS和SSR两种分子标记技术,对野生种多毛和醋栗番茄与栽培种番茄的DNA指纹图谱进行了分析。结果表明,30对CAPS和10对SSR引物中,分别有19对和7对引物产生清晰明显且稳定的多态性条带。利用两种标记共获得了98个标记位点,分析表明SSR标记的检测效率高于CAPS标记。相对于栽培种而言,多毛番茄有16.3%的特异信息,醋栗番茄有10%的特异信息。该些标记为番茄遗传图谱的构建、重要基因的标记及遗传育种提供了有力工具。

栽培番茄与野生秘鲁番茄杂交胚胎发育的细胞学研究

本文对栽培番茄与野生秘鲁番茄(Lycopersicon peruvianum Mill.)的有性杂交及其F_1与双亲回交的受精过程及胚胎发育情况进行了研究。 在栽培番茄×秘鲁番茄、栽培番茄×(栽培番茄×秘鲁番茄,F_1)、栽培番茄×[(栽培番茄×秘鲁番茄,F_1)×秘鲁番茄,BC_1F_4 ]的情况下,父本的花粉均可在栽培番茄的柱头上萌发,花粉管进入胚囊,并可能发生双受精作用,单受精作用或受精过程失败。杂种胚发育滞缓,长时间停留在球形胚阶段,很难进一步分化,并时常出现败育;杂种胚乳的发育仅在最初阶段形成若干游离核,到授粉后约12d时,胚乳游离核完全退化,随后珠被绒毡层(Endothelium)细胞增生而将胚囊填满,最后胚及珠被绒毡层细胞也全部退化,胚囊成为空腔。 在(栽培番茄×秘鲁番茄,F_1)×秘鲁番茄的情况下,受精过程和胚胎发育缓慢,在一些胚囊内,会出现胚乳解体退化及珠被绒毡层细胞增生的现象,但在部分胚囊中也有正常发育的胚及胚乳。 当栽培番茄×[栽培番茄×(栽培番茄×秘鲁番茄,F_1)],BC_2F_2自交时,胚胎发育过程基本正常,但较栽培番茄自交时缓慢。

安徽农业大学揭示SOS2自然变异调节番茄驯化耐盐性降低的机制

安徽农业大学王镇课题组联合云南师范大学祝光涛课题组研究发现,植物应答盐胁迫的SOS(Salt Overly Sensitive)信号途径中关键基因SOS2的自然变异是调节番茄驯化过程中耐盐性丢失的重要位点。研究利用离子组和全基因组关联分析,发现编码SOS信号途径中关键组分的SlSOS2基因启动子区上游存在一个53个碱基的indel,与番茄根中钠钾离子比和耐盐性关联。栽培番茄中,该indel的插入增加1个盐诱导的转录因子ABI4结合元件,使得ABI4结合到SlSOS2启动子后,可以更有效地抑制SlSOS2的表达,从而使栽培番茄中SlSOS2的表达显著低于野生番茄。

盐胁迫下不同基因型番茄可溶性物质含量的变化

以两种野生番茄秘鲁番茄(Lycopersiconperuvianum LA111)、 潘那利番茄(Lycopersiconpennellii LA716)和两种栽培番茄“鲜丰98-7”、“交农1号”为材料,用NaCl 150 mmol/L进行盐胁迫,测定及分析了植株体内Na+、K+、Ca2+等无机离子和某些有机溶质游离脯氨酸、可溶性糖的含量。结果表明,盐胁迫条件下,野生番茄在新叶中积累了大量的Na+等无机离子,而栽培番茄新叶内脯氨酸和可溶性糖的含量却显著提高,且它具有将吸收的Na+区域化到老叶中的能力。说明野生番茄和栽培番茄在可溶性物质的合成和积累能力上有明显差异,它们是通过不同代谢途径和机理来适应盐环境的。

野生小番茄的选育过程及人工仿生栽培技术示范

野生小番茄属于本地土生土长的品种,具有生长期较长,无汾染,无农残,口感好,营养丰富等特点。本文介绍了野生小番茄的选育经过、特征特性及人工仿生栽培技术,以期为该品种的推广种植提供理论和实践参考。

茄科蔬菜野生资源的研究与利用

番茄、辣椒、茄子是全球栽培的茄科蔬菜。自然进化造就了适应起源地生境的丰富的茄科植物野生种,而人类在对茄科野生植物的长期驯化和栽培过程中,由于栽培环境的变化和人们消费取向的不同,使其产量和商品品质在不断得到提升的同时,抗生物和非生物逆境的能力逐步下降、某些功能性成分丧失。因此,生物学家和育种家纷纷将注意力转向了茄科野生资源,期望从野生种中寻找到优异的性状或基因,突破相关作物遗传改良的瓶颈。本文对茄科主要栽培蔬菜番茄、辣椒、茄子的野生资源的研究和利用进展分别进行了综述,概述了野生优异资源的发现、重要性状基因定位和基因克隆、基因组学和功能基因组学研究、远缘杂交、分子辅助育种、转基因和基因编辑等,可望为野生茄科资源的深入挖掘以及在茄科蔬菜作物遗传改良中的高效利用提供指导。

利用双向电泳技术分离盐胁迫下番茄叶片蛋白

采用双向聚丙烯酰胺凝胶电泳技术,对耐盐性不同的野生番茄品种盐处理后进行蛋白质组分析。2种野生番茄(秘鲁番茄、潘那利番茄)双向电泳后,幼苗长至两叶一心时,用150 mmol·L-1 NaCl胁迫,14 d后用TCA丙酮法提取叶片总蛋白。经裂解、水化、等电聚焦、平衡、SDS-PAGE电泳和考马斯亮蓝胶体染色等一系列步骤后,番茄叶片总蛋白以蛋白点的形式呈现在凝胶图上。经ImageMaster 2D platinum软件分析,匹配率均达90%以上,图像分辨率也超过800个蛋白斑点。结合软件分析和肉眼观察,秘鲁番茄、潘那利番茄分别有16、15个蛋白被发现为上调蛋白,11、18个为下调蛋白。

番茄抗番茄斑萎病毒病育种研究进展

番茄斑萎病毒(Tomato spotted wilt virus,TSWV)是危害番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)最重要的病原菌之一,在中国及世界范围内已成为限制番茄生产的重要因素。利用自然番茄抗病资源及抗病基因是控制TSWV的有效方法。秘鲁番茄(Lycopersicon peruvianum Mill.)和智利番茄(Lycopersicon chilense Mill.)等野生番茄是目前发现的抗TSWV的主要自然资源。其中,秘鲁番茄中的显性抗病质量基因位点Sw-5在TSWV抗病遗传育种中发挥重要作用。后续开发和培育了多种与Sw-5连锁的分子标记及含有Sw-5的抗病品种。除此之外,病毒RNA介导基因沉默技术在番茄TSWV抗病育种中也逐渐受到重视。由于目前陆续出现了打破Sw-5基因位点的TSWV分离种,因此今后的工作亟须发掘TSWV新的抗病资源和基因。

潘那利番茄远缘杂交的研究

栽培番茄、醋栗番茄、小花番茄、‘醋栗番茄×契斯曼番茄，Ｆ１’、‘醋栗番茄×小花番茄，Ｆ１’、‘克梅留斯基番茄×醋栗番茄，Ｆ１’（作母本）、多毛番茄（作父本）与潘那利番茄杂交亲和，杂种能育；智利番茄、多腺番茄、契斯曼番与潘那利番茄（作父本）杂交亲和、但杂种自交不稔。‘栽培番茄×潘那利番茄，Ｆ１’×播那利番茄，可获能育性低的回交后代，性状酷似潘那利番茄，反交不结一果。栽培番茄ב栽培番茄×潘那利番茄，Ｆ１’，回交亲和，后代能育性提高，植株性状较多倾向栽培番茄；反交未获杂交种子。

番茄丢失的耐盐基因被找回

人口的增加对高效利用农业资源提出了更高的要求。据统计,全球盐碱地面积高达9.56亿公顷,提高作物的耐盐性是解决粮食安全问题的重要途径之一。番茄是主要蔬菜之一,起源于南美洲安第斯山地区,当地野生醋栗番茄能够在较高盐胁迫环境下生长。然而,在驯化和育种过程中,人类更关注其果实大小,丢失了野生番茄的耐盐基因。

番茄丢失的耐盐基因被找回

人口的增加对高效利用农业资源提出了更高的要求。据统计,全球盐碱地面积高达9.56亿hm^2,提高作物的耐盐性是解决粮食安全问题的重要途径之一。番茄是主要蔬菜作物之一,起源于南美洲安第斯山地区,当地野生醋栗番茄能够在较高盐胁迫环境下生长。然而,在驯化和育种过程中,人类更关注其果实大小,丢失了野生番茄的耐盐基因。