色素辣椒InDel-PCR反应体系优化及引物筛选

为建立和优化色素辣椒的InDel标记PCR反应体系,筛选多态性良好且重复性高的引物,为InDel分子标记在色素辣椒辅助育种、品种纯度鉴定及遗传多样性分析等提供可靠的技术支持.采用正交试验、单因素试验方法,对影响扩增体系中的模板DNA用量、引物浓度、2×Taq PCR Mix添加量等参数进行3因素4水平的正交试验比较分析,对循环数进行单因素试验优化分析.结果表明,对InDel-PCR体系扩增结果的影响程度中引物浓度最大,其次是模板DNA用量,而2×Taq PCR Mix添加量的影响不大.根据检测结果,出于成本和模板DNA用量的考虑,确定最佳InDel-PCR反应体系(10μL):模板DNA用量为35 ng、引物浓度为0.5μmol/L、2×Taq PCR Mix添加量为5μL.扩增程序:94℃预变性3 min;94℃变性30 s,退火30 s,72℃变性60 s,35个循环;72℃变性5 min;扩增产物在4℃保存.从240对InDel通用引物中最终筛选出14对适用于色素辣椒InDel-PCR候选引物.InDel标记是基于PCR的分子技术,选择适宜的引物及模板DNA浓度对扩增出清晰、稳定的条带很重要,优化后的10μL InDel-PCR反应体系及扩增程序,成功筛选出14条多态性较高的InDel引物,为后续的色素辣椒分子标记研究提供了可靠技术依据.     

基于InDel标记的新疆色素辣椒遗传多样性及聚类分析

利用杂种优势的方式有效提高作物产量和品质的先决条件是全面系统地掌握色素辣椒亲本的遗传背景,包括遗传差异、遗传距离等,从而可预见性地选育高产高抗杂交种.利用240对InDel引物对30份新疆色素辣椒地方材料的基因组DNA进行PCR扩增,利用软件Ntsys 2.10对电泳后的多态性条带进行聚类分析.本研究最终检测出23对特异性引物,将参试材料分为3类,有效区分出不同品种资源间基因的内部差异.InDel分子标记技术系统地评价了各资源间的遗传距离和亲缘关系情况,为杂交育种工作中选配亲本提供了一定的理论参考和指导.     

加工番茄耐盐突变体耐盐相关基因的转录组分析

为筛选鉴定番茄叶片响应盐胁迫应答基因,本研究通过甲基磺酸乙酯(methyl ethyl sulfonate, EMS)诱变处理加工番茄‘JW9’获得的16株耐盐突变植株。经单独收种后,利用(RNA sequencing, RNA-Sep)技术对获得的耐盐突变体加工番茄幼苗叶片进行转录组测序分析。提取样品总RNA进行转录组cDNA文库制备后进行Illumina HiSeq/MiSeq测序。对转录组测序结果进行分析共获得了102 Gb大约810 974 186个高质量的Clean阅读序列,Cufflinks软件重构转录本后得到38 190个已知转录本,1 647个未知转录本。在测序样本中共筛选出4 367个基因在样品间显著差异表达,其中上调表达基因2 606个,下调表达基因1 761个。经qRT-PCR检测表明,10个随机选择的差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)表达量变化与转录组测序结果一致。通过GO和KEGG通路富集分析,从具有耐盐功能的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶和ATPase酶合成相关的基因中,找到5个显著差异表达基因Solyc08g066270.1和Solyc03g083420.2以及Solyc10g018530.1、Solyc09g082890.1和Solyc02g014190.2可能为耐盐相关基因。本研究从耐盐突变体与原始亲本的差异表达基因中筛选出耐盐候选基因,为进一步鉴定和克隆出番茄的耐盐基因培育耐盐品种番茄提供理论参考。     

基于加工用番茄果实及果肉组织主要性状的相关性分析

【目的】研究不同加工用番茄种质资源果肉外果皮细胞厚度和离体耐放性等性状间的相关性,为加工用番茄品种选育的田间耐贮运性改良奠定基础。【方法】比较12份加工用番茄高代纯合种质资源的果实主要性状,测定参试材料果实横切面情况,结合石蜡切片技术比较分析各试材的果肉组织外果皮厚度,研究不同材料自然室温放置35 d后的果实重量损失和腐烂率,并分析参试材料各调查性状间的相关性。【结果】主要果实性状差异显著,果肉组织外果皮厚度在6.75~10.30 μm变化,平均外果皮厚度为8.311 μm,12份材料的果实横切面面积存在一定的差异,常温放置35 d后的腐烂率在11.67%~98.33%变化,平均腐烂率为55.50%,失重率在17.36%~63.68%变化,平均失重率为31.96%,各调查性状间的相关系数介于-0.903^**~0.875^**,均呈不同程度的相关性,常温放置35 d后的腐烂率与果肉组织外果皮厚度呈显著的负相关。【结论】外果皮越厚果实常温放置若干天后的腐烂率越低,对于选育优异的田间耐放性好的加工用番茄品种有重要参考。     

CRISPR/Cas9技术在园艺作物中的研究进展

【目的】 回顾近年来基因编辑技术在园艺作物中的研究进展,为园艺作物的基础研究与品种培育提供参考。【方法】 从国内外文献资料中收集查阅CRISPR/Cas9技术在园艺作物研究中的研究报道,对其分析汇总。【结果】 传统育种手段难以满足园艺作物对产量和品质日益增长的需求,CRISPR/Cas9技术为其品种改良开辟新的道路,改变园艺作物育种格局,促进其在抵御生物胁迫,响应非生物胁迫,提高果实品质和作物驯化。【结论】 CRISPR/Cas9技术在园艺作物研究中是育种工作不可或缺的关键性技术。     

272份辣椒资源的农艺性状分析

目的 研究适宜区域种质资源群体,筛选出优良表现的核心种质资源,为辣椒品种改良创新提供理论依据。方法 对收集的272份辣椒种质资源材料进行遗传多样性、相关性、通径、主成分和聚类分析。结果 22个质量性状的分布频率不同,其变异系数在12.3%~79.78%,遗传多样性指数在0.8~2.4,其中果形分布类型最大,遗传多样性指数也最高。数量形状的变异系数平均值为47.59%,与果实相关性状的变异系数最大,均超过了50%。株高、株幅、首花节位数、商品果横径、胎座大小、果肉厚、单果重、单株果数、单株产量和种子重均与总产量极显著相关。单株产量、商品果纵径、胎座大小、总果数、单株果数、心室数与总产量存在显著的线性关系Y=0.202+0.042X₁₀+0.340X₁₃-0.175X₁₅+0.002X₁₇-0.01X₁₈+4.09X₁₉(R ²=0.941,F=6.449,P=0.001)。筛选出单株果数、单产、果重、商品果横径、叶片长宽、果肉厚、胎座大小、种子百粒重、侧枝数与总产量显著相关(P<0.05)。在欧式距离为7.5处,可将这272份辣椒种资分为6类。 结论 变异系数越高,遗传稳定性越低,且植株单株果数、单株产量、单果重、果实横径、胎座大小、种子重是与辣椒总产量直接相关的重要农艺性状。     

加工型辣椒新品种‘园椒34号’

‘园椒34号’是中熟加工型辣椒一代杂种。植株直立紧凑，生长势中等。株高85 ~ 90 cm，株幅65 ~ 70 cm。第一花序节位10 ~ 11节。果实羊角形，纵径15 cm，横径3 cm，心室数2个。单株坐果数55 ~ 65个。成熟果红色，脱水速度快，适宜干制。干辣椒色价为22.3，辣度为11635.8 SHU。从定植至始熟100 d，一次性采收平均干椒产量8.3 t · hm^-2。适宜新疆区域春季露地直播栽培或育苗移栽。     

基于果实和果肉细胞特征的辣椒资源相关性和聚类分析

【目的】研究不同辣椒资源各调查性状间的相关性和聚类分群,为适宜新疆制干辣椒品种选育步改良奠定一定的基础。【方法】以24份辣椒高代自交系为材料,通过果实主要性状、果肉细胞主要结构特征和损耗75%水分需要的耗时调查,对所调查性状进行相关性和聚类分析。【结果】各调查性状间存在不同程度的显著或极显著正负相关,相关系数介于-0.625^**~0.976^**。利用欧式距离,类平均法可将24份辣椒资源分为五大类,第Ⅰ大类包含8份材料,第Ⅱ大类包含6份,第Ⅲ大类包含3份,第Ⅳ大类均仅包含6份材料,第Ⅴ大类仅包含1份材料,这份材料具独特性。【结论】辣椒遗传多样性丰富,沥干时间(损耗75%水分需要的耗时)仅与腔室面积占比存在显著负相关。     

加工番茄小孢子细胞学发育时期与花器形态相关性研究

【目的】在单倍体育种中,分析加工番茄花器官形态,鉴定小孢子发育时期,为花药离体培养外植体的选择提供理论依据。 【方法】以加工番茄(杂交组合C1、C2和C3)为材料,研究小孢子不同发育时期的花器形态与细胞学形态。【结果】加工番茄小孢子发育时期与花器官形态密切相关,同一品种不同小孢子发育时期花器官形态不同;C1花蕾长度在小孢子单核靠边期大于其它 2个杂交组合;相同小孢子发育时期不同杂交组合花器形态基本相同。【结论】加工番茄杂交组合C2和C3花蕾长度为5.00~5.99 mm ,C1花蕾长度为6.00~6.99 mm时小孢子发育时期为单核靠边期。单核靠边期细胞学特征为细胞呈正圆形,细胞核靠近细胞壁和显现萌发孔。花器形态为花蕾膨大、微微张开、萼片黄绿色,花药颜色为黄绿色易剥离。