心里美萝卜花青素合成酶基因RsANS克隆及花青素生物合成相关基因表达分析

花青素合成酶(ANS,anthocyanidin synthase)是植物花青素合成的关键酶,催化无色花色素转变成有色花色素。本研究从心里美萝卜HX12Q-49中克隆获得了花青素合成酶基因Rs ANS(Gen Bank登录号:KR262954)。该基因全长1137 bp,包含2个外显子和1个内含子;开放阅读框1071 bp,编码356个氨基酸。同源性分析显示Rs ANS蛋白与大白菜、甘蓝和芥菜ANS蛋白同源性较高。qRT-PCR表明Rs ANS在心里美萝卜5个不同发育时期均有表达,且在破肚期表达量最高。通过对花青素合成途径其他8个结构基因和3个调控基因表达进行分析,结果显示心里美萝卜中b HLH转录因子在不同发育时期的表达模式与Rs ANS、CHI、DFR和UFGT基本一致,即在破肚期的表达量最高;WD40转录因子的表达与CHS类似,其表达量在芽期、破肚期、膨大前期和膨大盛期逐渐上升,随后在成熟期下降。     

西双版纳黄瓜Cs-Psy1基因的序列特征与表达分析

西双版纳黄瓜是我国特有的果肉橙黄色的黄瓜变种资源,不同种质间的β-胡萝卜素含量差异明显。PSY是胡萝卜素生物合成途径中的第1个限速酶。本文以西双版纳黄瓜为试材,分别克隆西双版纳黄瓜八氢番茄红素合成酶(Cs-PSY1)的DNA和c DNA序列,结果显示,DNA长2797 bp,包含5个内含子和6个外显子,c DNA序列长1385 bp,编码421个氨基酸。Psy1推测的氨基酸序列包含该家族的2个特征序列,保守性很高。该蛋白为不稳定蛋白,无明显疏水区,未预测到跨膜结构;系统进化分析结果显示,西双版纳黄瓜的Cs-PSY1蛋白与甜瓜的同源性较高;与栽培黄瓜深度测序材料"9930"和"GY14"的序列进行比较分析,结合115份黄瓜重测序结果,共发现5个SNP,其中2个位于起始密码子上游27 bp处和971 bp处,3个位于内含子区域。其中SNP4在重测序的19份西双版纳黄瓜中的突变率为100%,在96份栽培黄瓜中的特异性为5.3%。转录因子结合位点预测结果显示,在普通栽培黄瓜该位点处存在一个CTAG motif,在西双版纳黄瓜中该位点突变后则不存在该motif。利用实时荧光定量PCR技术分析Cs-Psy1的表达量变化趋势,结果表明,在黄瓜不同果实发育时期,该基因的表达量均呈现先上升后下降的趋势,在西双版纳黄瓜中表达量变化的差异明显,在授粉后50 d达到最大值,是果实发育初期表达量的8倍多,是同时期普通黄瓜的4倍多,而普通黄瓜表达量的总体变化相对平缓。西双版纳黄瓜果实内果皮的表达水平明显高于中果皮,最高相差约5倍,普通黄瓜差异不明显。从上述研究结果推测Psy1基因可能影响西双版纳黄瓜的β-胡萝卜素积累。     

黄瓜多样性固定核心样本集的构建与评价

利用149对具有多态性的In Del引物对473份黄瓜初选核心种质自交系进行遗传多样性分析。采用3种方法 12种取样比例对该初级遗传多样性固定群体进行抽样获得候选多样性固定核心样本集(GDFCC),使用等位基因数(Na)、有效等位基因数(Ne)、Shannon's信息指数(I)、基因多样性指数(gene diversity)、多态性信息含量(PIC)、总等位位点数(total number of loci)、等位位点保留百分率(retention rate of loci)评价候选多样性固定核心样本集的多样性和代表性,结果表明,采用逐级聚类+稀有基因优先取样法并按照15%取样比例构建出的多样性固定核心样本集的效果较好。比较发现,该核心样本集的Ne、I、基因多样性指数和PIC值均接近或高于初级遗传多样性固定群体,且对原始群体的等位位点的保留百分率为99.68%。入选多样性固定核心样本集的材料来自15个国家和国内18个省市。该研究为今后黄瓜优异基因资源的挖掘利用提供了代表性强、覆盖度广、遗传稳定的研究群体,将有利于黄瓜种质资源的高效研究利用。     

菜薹种质内不同大小群体间遗传多样性的RAPD鉴定和比较

为了了解莱薹种质内的遗传多样性,确定适宜的更新群体,从一份菜薹地方品种的200株群体中随机抽取10、15、20、25、30、35和40株组成不同的群体,利用RAPD技术分析各自的多态位点数、计算多态位点百分率、遗传多样性指数和缺失位点数.通过对各参数的比较结果表明,该种质内单株间的遗传差异较大,大于30株的群体能代表200株群体的遗传多样性.在满足其完全随机交配的前提下,可视为更新的有效群体.根据更新时繁种群体应为有效群体2倍的原则,认为不小于60株的群体为莱薹种质更新比较适宜的群体.     

菜薹种质内不同大小群体问遗传多样性的RAPD鉴定和比较

为了了解菜薹种质内的遗传多样性,确定适宜的更新群体,从一份菜薹地方品种的200株群体中随机抽取10、15、20、25、30、35和．40株组成不同的群体,利用RAPD技术分析各自的多态位点数、计算多态位点百分率、遗传多样性指数和缺失位点数。通过对各参数的比较结果表明,该种质内单株间的遗传差异较大,大于30株的群体能代表200株群体的遗传多样性。在满足其完全随机交配的前提下,可视为更新的有效群体。根据更新时繁种群体应为有效群体2倍的原则,认为不小于60株的群体为菜薹种质更新比较适宜的群体。     

利用SSR标记构建萝卜种质资源分子身份证

为了保护我国特有的优异萝卜资源,促进资源的有效区分和合理利用,保障我国萝卜产业发展,目前需积极开展萝卜种质资源的特异性鉴定和种质识别技术研究。本研究基于SSR分子标记、信息处理和图像处理技术,筛选出22对SSR引物对75份来源和特征不同的代表性萝卜种质进行鉴定,共扩增出153条带,其中多态性条带为87条,平均多态性位点百分率为55.49%,平均每对引物可扩增出6.95条带和3.95条多态性带,有效地显示出每份萝卜种质的特异性。基于最少引物鉴定最多种质的原则,利用MATLAB程序筛选出8对SSR引物,依据8对引物的扩增数据,经过多态性谱带的有序编码转换,构建出75份萝卜种质分子身份证。结果显示利用SSR标记构建萝卜种质分子身份证进行种质资源的鉴定和保护是可行的。