娄群峰[1]2004年在《黄瓜全雌性基因分子标记及ACC合酶基因克隆与表达研究》文中研究表明黄瓜(Cucumis sativus L．)是世界上重要的蔬菜作物，其性别表现具有多种类型其中全雌性在黄瓜的杂交制种中具有巨大的优势。选育强雌或全雌性品种是目前黄瓜育种的主要目标之一。同时，由于黄瓜性别表现的多样性，以黄瓜为模式植物所阐述的性别分化机理对于丰富植物发育生物学理论具有重要的意义。本文基于各种生态类型的黄瓜材料，建立F_2、BC_1以及BC_2代等黄瓜性型分离群体，在阐述全雌性遗传规律的基础上，利用RAPD和AFLP分子标记技术研究获得了与黄瓜全雌性位点紧密连锁的标记：从中国黄瓜中克隆出了ACC合酶基因，分析了该基因在植株不同部位及雌雄花芽中的表达特点，并研究了乙烯对该基因表达的诱导效应；同时利用同工酶技术研究了黄瓜性别诱导中体内3种同工酶的变化特点，分析了同工酶与黄瓜植株性别表现的关系。具体内容分述如下： 1、利用不同生态类型的全雌性与弱雌性黄瓜正反交配组获得F_1代，并建立F_2、BC_1和BC_2代性型分离群体，分析了黄瓜性型的遗传规律以及光温环境的变化对不同生态型黄瓜性型遗传特点的影响。结果表明，黄瓜的全雌性由一对核基因控制，全雌对弱雌为显性。当全雌性位点处于纯合状态时，全雌性状表现稳定，不易受到光温等环境因素的影响。而当全雌性位点处于杂合状态时，其全雌性状的表现与遗传背景有一定的关系，部分生态类型表现稳定全雌，而部分生态类型则易受光温等环境因素的影响，全雌性表现出不完全显性特征，植株基部出现少量雄花，但总体的雌性表现均很强。可见，黄瓜的全雌性除了主效基因控制外，可能还存在某些修饰基因的调控，这些修饰基因可能受到光温的信号调节而起作用。 2、以日本全雌性黄瓜与中国华南型弱雌黄瓜杂交后多代自交的分离后代，利用RAPD技术对黄瓜性别特异基因进行分子标记连锁研究。共选用300个10碱基的随机引物，按分离群体分组分析法(BSA)进行多态性筛选，获得5个在全雌和弱雌基因池(gene p001)间表现多态性的引物．单株检测表明，引物B11具有全雌特异性，在大多数检测的全雌性单株中均可扩增出一条约1000bp的特征带。而在雌雄同株的单株中则未见。利用MAPMAKER(Version 3.0)软件计算得到该标记与全雌性位点连锁距离在12.2cM。将该全雌性特异的片段命名为B_(11-1000)。 3、另外，以全雌品种“戴多星”自交系和弱雌品种“北京截头”多代自交系为双亲杂黄瓜全雌性基因分子标记及ACC合醉基因的克隆与表达研究交获得F:，然后得到F:性型分离群体.利用BSA法构建全雌和弱雌两个基因池，筛选了64对AFLP选择性引物Ec。班.NN+Msel.NNN组合，获得在全雌和弱雌基因池间表现多态的引物组合共5对，分别为A刀CAT:42、AG/CAA265、八T/CTC260、毛叼CT阮3、TG/CAC234.经F:代性型分离群体单株验证，发现仅EcoRI.TG+Msel一CAC引物组合在全雌单株中穗定扩增出一条分子量为234bP的特异带，以MApMAKER( version 3.0)软件分析，该标记与全雌性位点的连锁距离在6.7cM.命名该连锁标记为TG/CAC234.将该特异条带回收、克隆、测序，设计特异SCAR引物，再对凡代单株基因组DNA进行扩增，仅在全雌单株中扩增出一条分子量为1“bP的特异带，表明已成功地将与黄瓜全雌性连锁的AFLP标记转化为操作简便、表现稳定的SCAR标记，该标记命名为SAI“. 4、根据Trebltsh(1 997)公布的与黄瓜雌性基因F位点表现共分离的ACC合酶基因C万刁CS了序列，设计了特异引物，通过PCR克隆方法克隆获得了中国弱雌性黄瓜中的全长为1 024bP的Acc合酶序列.BLAsT分析表明，本研究所获得的ACc合酶基因与全长为1 025bP的c，刁C万了基因同源程度在99%以上。表明不同生态型黄瓜中ACC合酶基因序列保守性很强.序列分析表明该ACC合酶基因包含6个开放阅读框.PCR检测发现，该基因不具有性型特异性，在所研究的欧洲型和中国黄瓜材料中，无论全雌或雌雄同花的黄瓜基因组中均能检测到该基因的存在. 5、利用Rl’- PCR技术研究了ACC合酶基因C琴注C国了基因在黄瓜全株上下不同部位的表达特征.结果表明，在植株的根、茎、叶、雄花芽和雌花芽中均能检测到C琴刁C’S1基因的转录，但是在不同部位其表达程度存在明显的差异.ACC合酶在根、茎、叶、雄花芽和雌花芽中的表达程度呈递增的趋势.其中在根和茎中仅检测到痕量的表达，而在叶、雄花芽和雌花芽中的表达量相对较高，雌花芽中表达童最高.同时研究了乙烯利处理黄瓜弱雌株茎尖后，茎尖中C琴才C万I基因表达的变化特点.结果发现，处理后24小时该基因被诱导增强表达. 6、同时还比较了Trizol试剂盒、异硫氛酸脉和CTAB法用于黄瓜花芽总RNA的提取效果，结果表明，改良的Cl’AB法较其它两种方法能更有效地提取黄瓜花芽总RNA.该方法能有效去除黄瓜花芽中酚类和多糖类物质的干扰.电泳检测能看到整齐的285、1 85和55叁条带型，经紫外分光光度计分析，260从280比值在1 .9一2.0之间，提取率在80一100卿1 oomg左右.利用该法所提的总RNA进行DDPq’- pcR能得到清晰的扩增带型. 7、以雄花的诱导剂稍酸银和雌花诱导剂乙烯利分别处理黄瓜植株茎尖，比较?
周晓艳[2]2007年在《黄瓜全雌性相关的RAPD标记及ACC合酶基因的克隆》文中提出黄瓜(Cucumis sativus L．)是葫芦科重要的蔬菜作物，其性别表现复杂多样，是研究植物性别决定和性别分化的良好实验材料。雌花发生的早晚及其分布状态，即性型表现，与黄瓜成熟早晚、产量和品质等有密切的关系。目前全雌性或强雌性是黄瓜优势育种的重要途径。但由于黄瓜性别表现受到遗传和环境等多种因素的影响，应用传统方法从表型上进行全雌性基因的选择效率不高。近年来，黄瓜的分子标记辅助育种技术日益受到研究人员的关注。它可以弥补传统育种方法的不足，提高其准确性，加速育种进程。开展DNA分子标记研究是进行黄瓜分子标记辅助选择育种、分离和克隆基因的基础。遗传学分析表明，黄瓜的性别表型受3类基因F、m、a的控制，其中F基因控制雌性表达。在几类植物激素中，生长素、乙烯可强化植物的雌性表达，植株茎端乙烯的形成与雌花的分化存在很大相关性。由于ACC合酶是乙烯生物合成过程中的关键酶，因而ACC合酶在高等植物性别表达过程中的作用已受到人们的关注。许多研究者认为ACC合酶基因与控制黄瓜雌性的F位点存在紧密连锁关系。本文利用RAPD技术，筛选与黄瓜全雌性状相关的分子标记，同时将RAPD标记转换为特异性和稳定性好的SCAR标记，为实现黄瓜的早期性别鉴定与全雌性状的分子辅助育种提供依据。另外，通过对ACC合酶基因的克隆和测序，试图找到黄瓜不同品系中ACC合酶基因的差异，比较其与黄瓜不同性别表达类型的关系，探讨该基因在黄瓜性别决定过程中的作用。结果报告如下：(1) CTAB法提取黄瓜核基因组总DNA，采用RAPD技术对39条随机引物进行初步筛选，其中有12条引物显示多态性，以此作为筛选全雌性特异的分子标记的候选引物。(2)对多态性引物进一步筛选，引物S10和S435可以在全雌系黄瓜中扩增出两条稳定、清晰的特异条带，大小约2000bp和500bp，分别记作S10-2kb和S435-0.5kb，而对照单株(雌雄同株)中不存在。可见，这两个分子标记具有性型特异性。(3)对S10-2kb和S435-0.5kb两个特异分子标记进行回收、克隆并测序，获得全长DNA序列，大小分别为2003bp和470bp。经BLAST分析，发现S10-2kb分子标记与数据库中已知的黄瓜序列同源性低，该片段可能为黄瓜中新发现的DNA序列；对S435-0.5kb序列而言，所有的同源序列均与葫芦科植物无关，该标记系黄瓜中新发现的DNA序列。两个分子标记已提交GenBank注册，序列号分别是EF 057801和EF 062502。ORF Finder分析表明，S10-2kb序列含有最长能编码62个氨基酸的开放读框；而S435-0.5kb序列，其最长的ORF编码68个氨基酸。以上两个分子标记编码短肽的生理功能尚不确定，其生物学意义有待进一步研究。(4)依据2003bp序列设计两对特异引物(CS1和CS2)，将RAPD标记转化为SCAR标记。扩增结果显示，引物CS1在转化过程中失去了多态性，而CS2能够在全雌品系黄瓜中扩增出目的条带，雌雄同株黄瓜中却不出现，表明成功转化为SCAR标记，可作为黄瓜苗期性别鉴定的一对特异引物。(5)根据已发表的ACC合酶基因序列，设计一对专一性引物，以全雌、强雌和弱雌性黄瓜品系为材料进行PCR扩增。在全雌和强雌品系中获得预期大小的DNA片段，而弱雌品系则不存在。经克隆和测序分析，获得全长1042bp的序列，比前人报道的序列长1bp，而最长ORF编码的氨基酸序列则完全一致；经BLASTn检索，发现与黄瓜CS-ACS1、CS-ACS1G基因同源性最高(同源性为85％左右)，初步推断该片段为ACC合酶基因(ACSG)。鉴于ACSG与雌性系表型之间存在一定的相关关系，ACSG基因可能是鉴定黄瓜雌性系的一个分子标记。另外，可以检索到与葫芦科其他作物和蔷薇科ACC合酶基因有较高同源性，与十字花科、豆科、茄科等植物的ACC合酶基因具有低度的同源性。结论：RAPD技术用于寻找黄瓜全雌性状相关的分子标记是可行的，在RAPD的基础上将其转化为SCAR标记可提高MAS的准确性和效率。本文获得的一对SCAR特异引物CS2，可用于黄瓜苗期性别鉴定；ACC合酶基因存在于全雌系和强雌系黄瓜中，为雌性系特有。通过克隆获得了全雌性黄瓜中的ACC合酶基因序列(ACSG)。鉴于ACSG与雌性系表型之间存在一定的相关关系，认为ACSG基因可能是鉴定黄瓜雌性系的一个分子标记。
邹晓艳[3]2007年在《黄瓜性型遗传规律及性别决定相关基因的分布和表达研究》文中进行了进一步梳理黄瓜(cucumis sativus L．)属葫芦科(Cucurbitaceae)、甜瓜属(Cucumis)、一年生草本蔬菜作物。黄瓜是世界性的重要蔬菜。我国是世界上黄瓜栽培面积最广、总产量最高的国家。雌花节率的高低是影响黄瓜产量的重要因素。同时，利用黄瓜全雌性品系能极大地简化杂交种的制种工作。由于黄瓜性别表现和遗传机制的复杂性，利用传统的方法进行性别调控和雌性的育种效率不高。因此深入研究黄瓜性型的遗传规律，认识黄瓜性别决定相关基因在不同性型黄瓜种质资源中的分布及表达特征，对全面理解黄瓜性别分化的机理，加快雌性品系的选育具有重要的意义，同时可为性别决定基因的分离克隆、体外重组与遗传转化奠定基础。本试验从叁个方面进行了研究，得到如下研究结果：1．利用全雌性系“G5224"、强雌性系“1613EF”分别与普通性型株系“YX05-3-10”杂交、自交和回交，获得了两个组合的F_1、F_2、BC_1P_1、BC_1P_2 6个群体。通过对各组合P_1、P_2、F_1、F_2、BC_1P_1、BC_1P_2六世代植株性型的定性观测，并经χ~2测验，发现全雌和强雌性状分别由一对不完全显性等位基因控制。以两个组合的P_1、P_2、F_1、F_2群体的数据为基础，进一步对性型进行了数量遗传学的分析，表明全雌性性状和强雌性性状均是由一对主基因控制，而且存在微效多基因。在全雌性组合中，主基因的遗传率为83.8％，微效多基因的遗传率为8.5％；在强雌性组合中，主基因的遗传率为82.0％，微效多基因的遗传率为8.6％。2．利用特异引物PCR方法，检测了黄瓜性别决定相关基因ACC合酶基因CS-ACS1G、ACC氧化酶基因CS-AC02和CS-AC03、乙烯受体基因CS-ETR2和CS-ERS在78份不同性型的黄瓜材料中的分布，发现这5个基因均存在于所有材料的基因组中，不具有性型特异性。还对ACC合酶基因进行了克隆，序列分析证明扩增产物正是ACC合酶基因CS-ACS1G。说明多数学者认为的CS-ACS1G具有雌性特异性的结论不具有广泛的适用性。3．利用半定量RT-PCR方法研究了ACC合酶基因CS-ACS1G、ACC氧化酶基因CS-ACO2和CS-AC03、乙烯受体基因CS-ETR2和CS-ERS在全雌性材料“G5224”、强雌性材料“1613EF”和“106BE”、普通性型材料“YX05-47-4”和西双版纳黄瓜“BN32'’经或不经性别诱导处理后8个时间段的表达特征。结果发现，就每一个基因在不同性型材料中的表达来看，ACC合酶基因CS-ACS1G在所有样品中均未表达，说明该基因在苗期的自然表达与否，与后期植株的性型表现没有直接的关系，与前人的研究结果基本一致。ACC氧化酶基因大多表现瞬时或间歇性表达，且仅在全雌性材料和普通性型材料中，表现了与雌性的一定程度的协同关系。乙烯受体基因CS-ERS仅在雌性材料“G5224”和强雌性材料“106BE”中瞬间表达，硝酸银明显抑制了其表达，而在普通性型材料中均未表达，表现了与雌性材料的特异协同关系；乙烯受体基因CS-ETR2在所有样品中均有表达，且硝酸银能抑制其表达(除“1613EF”外)，乙烯利促进其表达，其在5个材料中的表达与雌性的表现有一定的相关性。就所有基因在同一材料中的表达来看，在全雌性黄瓜材料中，ACC氧化酶基因CS-ACO2和CS-ACO3、乙烯受体基因CS-ETR2和CS-ERS 4个雌性相关基因得到了表达，并且均表现了与雌性的相关性。在强雌材料“1613EF”中，CS-ACO2、CS-ACO3和CS-ETR2有表达，但两个ACC氧化酶基因的表达在硝酸银处理后反而被促进，乙烯受体基因CS-ETR2则在处理和对照中的表达无差异。在强雌材料“106BE”中，4个基因均有表达，两个ACC氧化酶基因的表达与在“1613EF”中的表达有相似之处，两个乙烯受体基因的表达则表现出与雌性的协同关系。在普通性型材料“YX05-47-4”中，除CS-ERS外的ACC氧化酶基因和乙烯受体基因均有表达，且与雌性表现存在一定的协同关系。在西双版纳黄瓜中，仅有CS-ACO3、CS-ETR2 2个雌性相关基因表达，并表现出与雌性的协同关系。可见，每个性别决定基因在植株的性别表现中并非具有同等效应和同样的协同关系；不同性型材料的性别表现可能受不同性别决定基因的表达消长和调控。
丁群英[4]2009年在《哈密瓜航天诱变两性花株突变体的选育及其机理研究》文中认为新疆厚皮甜瓜俗称哈密瓜,以脆、香、甜等独特风味而闻名中外,是中高档水果,也是新疆农业支柱产业和创汇产品。但近几年来,由于品种退化,病害严重,造成哈密瓜商品质量降低,影响了哈密瓜的生产和消费。因此培育优质哈密瓜新品种就成为摆在我们面前的一项迫切而又实际的课题。在甜瓜种质资源中,绝大多数的厚皮甜瓜栽培种是雄全同株型,只有部分地方的古老品种的薄皮甜瓜和野生甜瓜是两性花株型。为了获得优良的哈密瓜新品种及综合性状好的新育种材料,甜瓜的性型选择是其重要方向之一。航天诱变育种是利用空间环境的综合物理因素和条件对生物遗传性状产生的强烈动摇和诱变,获得地面常规方法较难得到的特异种质资源,进而选育出新品种。我们通过航天诱变哈密瓜种子(雄全同株),并经过田间选育,获得了两性花株突变体。为了探讨航天诱变哈密瓜花性型的机理,加快其突变材料的利用进程。本研究以哈密瓜品种、突变体及其突变后代群体为材料,对两性花性状的遗传规律进行了研究,并分别从形态学、细胞学及分子生物学等方面进行了系统的研究。同时,克隆了哈密瓜1-氨基环丙烷-1-羧酸合成酶(ACS)基因的两个成员,并分析这两个基因在该突变体及其原品种中的变化,旨在了解这两个基因与花性型分化的关系,探讨ACC合成酶在甜瓜中的功能。主要结果如下:1.通过对航天诱变哈密瓜及其后代花性型调查,在SP2代筛选到两性花株突变体,对其进行3代连续自交培育,获得了稳定的两性花株自交系。2.对航天诱变突变体第3代至第5代(SP3-SP5代)花器官进行了调查。与原品种两性花子房相比,SP3代H8株系的子房极小,只有原品种的叁分之一大小,似雄花;SP4代H2-3株系的子房形状似纺锤形;SP5代H2-2-3株系的子房为圆锥形。与原品种的柱头相比,两性花株突变体出现各种类型的“分叉型”畸形柱头。3.对原品种、SP5代H2-2-3和SP3代H8株系两性花花粉进行扫描电镜观察。结果显示,原品种及突变体SP5代H2-2-3株系的花粉粒为扁圆叁角形,具4个对称面的辐射对称形,有3个萌发孔。萌发孔圆形,周围增厚,中间隆起;外壁具有清楚的网状雕纹。而SP3代H8株系两性花的花粉粒皱缩、扁瘪、塌陷。这可能是SP3代H8株系不易座瓜的原因之一。4.利用集群分离法(BSA)对两性花性状进行了RAPD和SSR分子标记研究,找到了一个与两性花性状连锁的RAPD标记S1254750,标记与性状间的遗传距离为4.5 cM;找到了两个与两性花性状连锁的SSR标记CMTC12350和CMTC158200,与两性花性状间的遗传距离分别是6.3 cM、8.8 cM。并对SSR标记序列进行了克隆、测序分析。5.对影响SSR-PCR扩增体系的主要因子设计了多梯度的优化实验,建立了适用于哈密瓜的SSR反应体系。在25μl反应体系中:1.5mmol/L的Mg2+浓度、1U的Taq酶用量、dNTP总浓度为200μmol/L和引物浓度0.50μmol/L。同时,进行了降落PCR与普通PCR的比较,表明,采用降落PCR扩增方法是可靠的一种一步找到最佳退火温度的方法。6.本研究采用RT-PCR和RACE技术,在哈密瓜中获得了ACS3基因cDNA的全长序列,分析发现,该基因全长1895bp,开放阅读框为1446bp,编码482个氨基酸,并提交到GenBank(登录号为FJ383171)。通过Clustal X软件进行同源性分析,ACS3与已报道的笋瓜、绿豆等的ACS相似性达到70%以上,特别是与黄瓜雌性主控基因ACS1G相似性高达98%。利用MEGA4软件构建了哈密瓜ACS3基因进化树,结果表明,ACS3基因序列与黄瓜的最近,与李、白羽扇豆的ACS基因等较近,这与物种起源进化的亲缘关系分类完全相一致。对ACS3基因的氨基酸序列分析,其二级结构主要是Alpha螺旋和无规卷曲,具有比较多的无规卷曲,表明这种蛋白质生化性质不稳定;与苹果ACS蛋白质的叁级结构相似性为79%。ACS3氨基酸序列功能分析表明,ACS3的N端和C端都具有很高的亲水性;无跨膜区;是非分泌蛋白。7.本实验从原品种父、母本、原品种和两性花株突变体材料上获得的ACS3基因序列相似程度很高,外显子序列完全相同,内含子区域存在一定差异。突变体TB-ACS3在第一个内含子的265bp处缺少一个A碱基,在3’UTR的1783bp处缺少一个T碱基、在1817bp处多一个T碱基。这种非编码区的突变可能会直接或间接影响ACS3基因在甜瓜花性型性状表达中的作用,也即这种突变可能是引起突变体花性型转化的因素之一。8.本实验得到的原品种父、母本、原品种和两性花株突变体ACS7基因CDS序列完全一致,在170bp处均为T碱基,与Adnane Boualem等人研究的甜瓜雄全同株(基因型aaGG)ACS7基因序列相一致;而与甜瓜雌雄异花同株(基因型A_GG)ACS7基因ORF序列存在两处差异,即在第170bp和1730bp处雌雄异花同株(A_GG)为C,而早皇后父本、母本、早皇后和突变体均为T。这种结果进一步表明,ACS7基因编码区的第170个碱基的突变可能是引起甜瓜花性型基因型由A_转变为aa的直接原因。
李征[5]2010年在《黄瓜单性花控制M/m基因的克隆与功能分析》文中进行了进一步梳理性别表达是植物的基本发育过程,决定其育种和栽培方式,控制性别表达具有重要的经济意义。黄瓜(Cucumis sativus L.)性型生理学和遗传学研究丰富,是研究植物花性型分化的模式植物。除环境因子和植物激素影响外,黄瓜性型表达受叁对主效基因(F/f, M/m和A/a)控制。虽然性型分化多样,但单基因位点(M/m)控制单性花发育却为黄瓜植物所特有。近年来,影响黄瓜雌性表型的F/f基因已被克隆,并被证明编码1-氨基环丙烷-1-羧酸合酶(1-aminocyclopropane-l-carboxylic acid synthase,ACS)同源物。本研究从寻找与M/m基因连锁的分子标记入手,利用图位克隆技术获得M/m基因的候选基因,并对其编码产物的生物化学功能以及相关调控方式进行研究。首先利用分离集群分组分析法(Bulked Segregant Analysis, BSA)结合序列相关扩增多态性标记技术(Sequence-Related Amplified Polymorphism,SRAP),鉴定到8个与M/m基因连锁的分子标记。用F2分离群体的167个单株检测后发现,其中共显性标记ME1EM26和显性标记ME1EM23分别位于M/m基因两侧,而共显性标记ME8SA7与M/m基因共分离。利用黄瓜基因组BAC文库介导的染色体步移技术,成功的将显性标记ME1EM23转化为共显性的SCAR标记S_ME1EM23。结合另外两个由标记ME1EM26和标记ME8SA7转化的共显性SCAR标记S_ME1EM26和S_ME8SA7，在一个较大的900株分离群体中检测后发现，M/m基因定位于标记S_ME1EM26和标记S_ME1EM23之间，连锁距离分别为5.4cM和0.7cM，标记S_ME8SA7仍然与M/m基因共分离。利用最终2700株分离群体分析上述标记发现，标记S_ME8SA7与M/m基因之间存在2个交换单株。利用该标记扫描基因组BAC文库，获得一个含有该区段的BAC克隆B87。经末端测序，从B87的M13末端开发出一个SNP标记并发现其与M/m基因存在3个交换单株。利用B87的T7末端序列扫描基因组BAC文库获得克隆B70。经全片段鸟枪测序，开发出一个标记SSR70并发现其与M/m基因存在1个交换单株。利用B70的T7末端获得第叁个BAC克隆B85，经全片段测序开发出另一个标记SSR8504。经分离群体分析表明，其与M/m基因存在2个交换单株，并与标记SSR70位于M/m基因两侧。经序列拼接，利用上述叁个交换单株，鉴定到一个52kb的候选区间包含M/m基因。序列分析表明该区间存在两个候选基因。通过共分离分析，不同性型黄瓜亲本间多态性检测，以及近等基因系间基因表达差异性分析，确定M/m基因的候选基因为CsACS2，其编码1-氨基环丙烷-1-羧酸合酶（ACS）同源物。利用大肠杆菌工程菌株JAde6进行原核表达分析发现，隐性m基因编码产物在该合酶的一个保守氨基酸位点发生突变，从而导致原始酶学活性丧失。同时亦证明之前被克隆的F基因（CsACS1G）编码产物与M基因编码产物相同，均具有ACS活性，均可能与植物激素乙烯作用有关。内源乙烯作用干扰试验结果表明，M基因的候选基因CsACS2可以被乙烯诱导表达，而这种乙烯的来源可能是F基因，也可能是M基因本身。
郭素英[6]2005年在《黄瓜F基因的SRAP分子标记》文中认为黄瓜(Cucumis sativus L.)原产于印度北部、喜马拉雅山脉的库曼锡金一带,后被引种到世界各地,于公元二世纪从中亚传入我国。黄瓜是一种喜温暖,不耐寒冷的一年生蔓性草本植物,以幼嫩的果实供食,其营养丰富。随着设施园艺的发展,对全雌性黄瓜品种的需求日益增加。性别分化是植物个体发育的重要阶段,其分化机理的阐明不仅在发育生物学中具有重要的理论意义,而且具有极为重要的实用价值。雌花发生的早晚及其分布状态,即性型表现,与黄瓜成熟早晚、产量和品质等有密切的关系。由于种类和品种的不同,以及易受环境条件的影响,黄瓜在性别表现方面有显着的差异,因此,在目前季节栽培已经高度分化的情况下,控制性别表现,便具有重要的意义。遗传标记,尤其是近年来快速发展起来的蛋白质和分子标记技术,在植物的机理研究中起着越来越重要的作用。黄瓜全雌性品系在简化杂交制种,降低制种成本、提高产量等方面均具有重要的作用。F基因部分显性,控制雌性发育,与全雌性连锁的分子标记辅助育种将加速全雌品系的获得。对黄瓜基因进行研究,可为进一步的分子育种打下基础,但由于种内资源的有限,利用基因工程将是今后黄瓜品种改良重组远缘有用基因的有效手段。 一、黄瓜性别分化的遗传分析 由基因型为FFMMAA的纯雌株母本与基因型为ffMMaa的纯雄株父本杂交得到F1代,F1代经自交得到F2代,F2代种植225株。对植株主茎上前25个节位进行雌雄花数统计,根据每株雌雄花数比例,雌雄花数比例小于10%的定为强雄株,雌花数是雄花数10倍以上的定为强雌株,25节位上都是雌花为纯雌株,都是雄花的为纯雄株,其余的定为雌雄同株。得到强
郭敏[7]2009年在《西瓜遗传图谱构建及其强雌性状的基因定位研究》文中研究表明西瓜强雌性品系是由田间发现的强雌性突变体经自交纯化而得来的,其雌花节率稳定在80%以上。该性状可用于杂种一代的制种,提高制种纯度。同时,在利用染色体易位产生少籽西瓜和叁倍体无籽西瓜的生产中,引入强雌性基因可以通过提高雌花比率来提高染色体易位和叁倍体西瓜的坐果株率。本研究以强雌性品系BG1为母本,普通花性型品系ZY10为父本,建立F1、F2、F3、BC1P1、BC1P2等西瓜性型分离群体,在研究西瓜强雌性状遗传规律的基础上,应用F2群体构建遗传图谱,将强雌性状定位在图谱中,获得与强雌性状连锁的分子标记。主要研究结果如下:(1)对P1、P2、F1、F3、BC1P1、BC1P2各分离群体单株30节位以内的雌花率进行调查统计,在前人基础上更进一步的证实了西瓜强雌性状是由单隐性核基因控制,但是在F2分离世代中该性状存在组间界线模糊现象,分析可能还存在其他微效基因的作用。本研究通过对F3世代株系内强雌性状的分离表现,来确定F2单株的基因型,得出F2群体基因型比例为GyGy:Gygy:gygy=51:87:51,经χ2测验符合孟德尔式1:2:1分离比率。(2)对BG1和ZY10两亲本间多态性进行分析,获得了多态性谱带较多并且表现稳定的114个标记,包括5个RAPD标记、104个AFLP标记和5个SSR标记进行遗传图谱的构建。(3)应用Joinmap3.0统计软件对强雌性状和分子标记数据进行连锁分析构建遗传图谱。该图谱由14个连锁群组成,覆盖基因组664.6cM,标记间平均图距为6.9cM,共包括2个RAPD标记,92个AFLP标记和3个SSR标记。由此获得了与强雌性状连锁的两个分子标记:S1454-1100和TG-GCT500,距该性状的距离分别为3.8cM和4.1cM。可用于进一步的性状转育及育种研究中。
邹晓艳, 李锡香, 沈镝, 王海平[8]2008年在《黄瓜性别决定相关基因在不同性型黄瓜种质基因组中的分布》文中指出根据已有的决定黄瓜雌性的ACC合酶基因CS-ACS1G,与黄瓜性型有关的ACC氧化酶基因CS-ACO2、CS-ACO3,与黄瓜雌性相关的乙烯受体基因CS-ETR2和CS-ERS的序列,通过设计特异引物,对不同性型黄瓜品种基因组DNA进行扩增。结果表明,5个基因在本试验所用的不同性型黄瓜品种的基因组中均能被检测到,说明这5个性别决定相关基因在本试验中不具有雌性特异性。通过PCR克隆在全雌性黄瓜品种G5224中获得了长度为1124bp的ACC合酶基因序列。BLAST分析表明,本试验所获得的ACC合酶基因序列和Trebitsh公布的CS-ACS1G基因序列的同源程度为99%,表明PCR扩增产物确实为CS-ACS1G基因。此基因在基因组中表现不具雌性特异性的现象与多数研究者的结论相悖。
邢虎成[9]2007年在《苎麻性别决定及相关基因的基础研究》文中研究表明苎麻是重要的纤维作物，且苎麻是多年生无性繁殖为主的异花授粉作物，杂种优势明显，杂种优势利用潜力较大。由于苎麻品种高度杂合性，苎麻杂种F_1代性状严重分离；另外由于苎麻是雌雄同株作物，杂种优势利用中需要隔离和去雄，费时费力；这是长期困扰苎麻杂种优势利用的两大难题。再者，由于苎麻的杂合性，种子繁殖会造成后代的严重退化，生产中常用无性繁殖方法，但是无性繁殖成本高，速度慢，且易带病虫，这也是苎麻生产中遇到的问题。苎麻的性别决定是苎麻杂交优势利用及苎麻繁殖方法改进的基础。关于苎麻性别决定的研究，前人观察表明苎麻雄花序分化过程中先形成雌雄蕊原始体，然后雌蕊退化形成雄花。而雌花中没有发现雄蕊痕迹。但是并没有给出雌雄蕊决定的准确时间，也没有外部形态标记。GA_3诱导苎麻属全雌性无融合生殖种产生雄花的试验表明，花芽分化至雌蕊原基分化形成之前(花芽长度0.5cm左右)比较容易诱导性转换。但是此试验并没有给出性别决定的确切时间点和外部形态特征标记。外源激素与苎麻性别的关系的研究方面主要集中在性别逆转上。关于苎麻性别决定相关基因方面的研究迄今为止未见报道。本研究利用性别表达特异的材料，对其植物学性状、生长动态、花芽分化、内源乙烯、苎麻乙烯合成关键酶(ACC合成酶)基因的克隆及时空表达特性等几个方面进行研究，结果如下：1)对性别表现特异的雌株苎麻(GBN-09)和雌雄同株苎麻(GBN-08)进行田间调查，发现GBN-08叶柄微红、托叶合生，茎黄绿色，花蕾绿色，茎斑细小且稀疏，而GBN-09叶柄绿色、托叶分生，茎绿色，花蕾黄白，茎斑大且密集。2)对雌株苎麻(GBN-09)和雌雄同株苎麻(GBN-08)进行生长动态调查，发现GBN-08和GBN-09二麻期的株高日生长量呈抛物线，叁麻期的株高日生长量逐渐降低；在二麻和叁麻期，节位数的日增加量以前期增加较快，后期增加减缓为主；叶长与叶宽生长动态与株高的生长动态相同，而且叶片的伸长与加宽是正相关的。3)对雌株苎麻(GBN-09)和雌雄同株苎麻(GBN-08)进行开花特性调查，发现苎麻第一花芽(最先分化的花芽)的性别决定整株的性别，即如第一花芽是雌性，则整株是雌株；如第一花芽是雄性则整株是雌雄同株。4)对GBN-08和GBN-09的花芽分化进行显微切片观察，发现第一花芽大小为0.20±0.067cm是雌雄同株苎麻GBN-08的性别决定期，此时总节位为28-30节；第一花芽大小为0.25±0.037cm时是雌株苎麻GBN-09的性别决定期，此时总节位为24-29节。5)对不同性别苎麻茎尖乙烯释放速率、不同性别苎麻材料不同节位花芽乙烯释放速率、雌雄同株苎麻的雌花序、雄花序和雌雄混合花序的乙烯释放速率进行测定，同时对外施乙烯抑制剂(AVG和AgNO_3)对苎麻性别的控制进行研究，表明苎麻性别分化与内源乙烯密切相关，高水平乙烯释放速率诱导雌株苎麻或雌花的产生。雌株苎麻在茎尖、叶和花芽中的乙烯含量都大于雌雄同株苎麻。在雌雄同株苎麻中，乙烯在雌花序中的含量高于在混合花序和雄花序中的含量。乙烯抑制剂AVG和AgNO_3可以控制苎麻的性别表现，以乙烯合成抑制剂AVG效果好，且以300mg／L为最佳诱导剂浓度。6)通过比较几种RNA提取试剂对雌花，果实，叶片，茎皮的总RNA提取效果，发现RNAplant可以有效地提取苎麻不同组织的RNA且质量很好，可以进行mRNA的抽提，cDNA的合成，RT-PCR等下游实验。7)根据已克隆的双子叶植物的ACC合成酶基因序列设计简并引物，以苎麻茎尖总RNA为模板，通过RT-PCR结合NEST-PCR扩增得到615bp的cDNA序列。对得到的cDNA序列在NCBI网站进行BLASTn和BLASTx比对显示此序列是苎麻ACC合成酶基因，编码205个氨基酸。苎麻ACC合成酶基因推导的氨基酸与苹果、拟南芥、大豆、番茄、甘蓝、黄瓜、柑桔、烟草、桃的蛋白结构域的保守性分析显示含有以报道的ACC合成酶基因5个保守区。同源树分析表明，苎麻ACC合成酶基因与大豆ACC合成酶基因的同源性最高。8)实时定量PCR分析苎麻ACC合成酶基因的时空表达，发现在苗期以茎尖的表达量较高，叶片和茎杆次之，根中最低。在开花期和结果期，该基因的表达都比较低。当第一花芽大小为0.75cm时(处于花芽分化后期至开花前期之间)，雌株苎麻(GBN-09)的茎尖ACC合成酶的表达量是苗期茎尖的26.2倍，雌雄同株苎麻(GBN-08)的茎尖表达量是苗期茎尖的10.1倍；而对于花芽来说，ACC合成酶基因表达量同样以雌株苎麻高于雌雄同株苎麻，它们分别是苗期茎尖的9.36和1.27倍。综上所述，本研究在植物学性状，花芽分化，内源乙烯、乙烯合成关键酶(ACC合成酶)基因以及苎麻ACC合成酶基因时空表达特点与苎麻性别的关系等方面取得了显着的新进展，对苎麻性别控制、杂种优势利用和改进苎麻繁殖方法等方面具有重要的理论和实践价值。
窦欣欣[10]2010年在《黄瓜核心种质的性型鉴定及复雌性型的遗传分析》文中研究指明黄瓜是我国的主要蔬菜之一,也是世界性的重要蔬菜。黄瓜作为葫芦科家族的主要成员之一,以其丰富的性别表达形式,成为性别研究的模式作物。同时,黄瓜的性别分化与性别表现直接与果实产量和质量有关。由于利用黄瓜全雌性品系能简化杂交种的配制工作,目前国外引进的设施高产栽培黄瓜品种主要为结成性好的全雌性品种;性型稳定、结成性好的强雌型、复雌型和普通型加工或鲜食品种在生产中广受欢迎。但是,黄瓜性别表现复杂多变,现有研究尚未涉及黄瓜种质资源性型及其稳定性的系统评价,也不能完全解释所有黄瓜性型的遗传机制,利用传统的方法进行性型育种效率低,因此开展黄瓜资源性型评价、典型性型的遗传分析及其性别决定基因的分子机理研究对深入认识黄瓜性型调控机理,加快黄瓜性型育种具有重要的理论和实践意义。本论文在开展黄瓜种质资源性型及其稳定性鉴定评价的基础上,对复雌/单雌性状进行了表型遗传分析;利用复雌亲本(‘1613EF’)和单雌亲本(‘YX05-3-10’)所构建的F2群体,采用SSR分子标记方法,构建黄瓜分子遗传图谱,并对复雌性状进行了QTL分析,主要结论如下:1.对322份黄瓜核心种质在春季和秋季的性型鉴定显示,就单节花型而言,有单雌花、复雌花、完全花和雄花之分。就单株雌性花(单雌花、复雌花或完全花)节率而言,春季雌性花节率的分布范围为2.43%～100%,88.82%的种质雌性花节率分布在10%～60%;秋季雌性花节率分布范围在0～100%,91.93%的种质雌性花节率分布在10%～30%之间。根据核心种质在春秋两季的性型表现,对谭其猛的性型分类进行了修订,即分为全雌型、强雌型、普通型、强雄型、全雄型、复雌型、完全型、雌全型、雌雄全型、雄全型十类。供试材料在春季有94.41%表现为普通型和强雄型,仅有10份种质表现为全雌型,无全雄型存在;在秋季,有93.48%的种质表现为强雄型,于春季表现为全雌型的10份种质中有8份在秋季有少量雄花出现,且有4份全雄型种质。本试验还鉴定出2份复雌型材料和2份雄全型材料,其完全花和复雌花的表现无论在春季还是秋季均能表达,但其雌性花节率在秋季同样表现下降趋势。对黄瓜核心种质性型稳定性的鉴定表明,同一种质单株上花的种类是稳定的;而同一种质雌性花节率在春、秋两季相差最多可达63.07%(DF280),最少的为0(DF301、DF308),多数种质秋季的雌性花节率相比于春季会降低10%～40%。根据同一种质雌性花节率在不同季节的差异的显着性测验,所有核心种质被分为叁类,即稳定型、敏感型和高度敏感型,其中稳定型种质25份,敏感型61份,高度敏感型236份。通过分析比较春、秋两季气象因子变化及其与黄瓜性型变化的关系,发现供试材料单株上花的种类是不受温度、日照长短的影响,表现遗传上的稳定性。但无论是单雌花、复雌花,还是完全花,大多数种质的雌性花节率变化在不同程度上受与季节有关的温光因素的影响。2.对黄瓜高代自交系‘1613EF’(复雌)בYX05-3-10’的六世代群体(P1、P2、F1、BC1P1,、BC1P2、F2)采用主基因+多基因六世代混合遗传模型分析法分析黄瓜复雌花性状的遗传规律。结果表明:该性状的最佳遗传模型为两对主基因+多基因混合遗传模型(E-0-0),即该性状是由2对主基因控制,并存在多基因效应,且高复雌花节率对低复雌花节率为隐性或部分隐性。两对主基因的加性效应及加性互作效应均为正值,对复雌花节位具有增效作用,但两对主基因间的显性互作效应为负向,且高达-43.73,这就导致了复雌花节位的降低。在F2群体,主基因遗传率为90.44%; BC1P1和BC1P2的主基因遗传率分别为90.16%和58.42%。在BC1P1和F2中的多基因遗传率分别为5.87%和4.91%,在BC1P2中的多基因遗传率为0。此外,环境作用对复雌花节率有一定影响,环境方差占总方差的3.97%~41.58%。3.利用复雌亲本和单雌亲本(‘1613EF’בYX05-3-10’)构建了包含287个单株的F2分离群体。从基于黄瓜全基因组测序开发的1632对SSR引物及前人报道的47对SSR引物中筛选到多态性引物129对。利用JoinMap4.0软件对129对SSR标记进行遗传连锁分析,共有128个标记进入连锁群,偏分离标记3个。最终得到一张包含7个连锁群的黄瓜分子遗传图谱,覆盖遗传距离775.8cM,平均图距为6.06cM。4.应用构建的黄瓜分子遗传图谱,采用完备区间作图方法(QTL IciMaping)对黄瓜复雌性状进行QTL定位与遗传效应分析,共检测到5个与标记间距离较近的QTLs,分别为qMP-1-1、qMP-3-1、qMP-6-1、qMP-6-2和qMP-6-3。其中,贡献率最大的为27.71%(qMP-6-1),位于第6染色体,两侧标记为SSR16020和SSR07198,加性效应为19.06,显性效应为-6.53;另一个主效QTL(qMP-6-2)同样位于第6染色体,两侧标记为SSR02763-SSR20852,加性效应为4.36,显性效应为-17.9,贡献率为10.26%。另外3个QTLs的加性效应也都为正值,但只有qMP-3-1的显性效应为正,对复雌节位具有增效作用,其贡献率为9.59%。本研究所定位的5个QTLs区间距离最大为4.5cM,最小的仅为1.5cM,与侧翼标记距离均小于5cM其中,qMP-3-1和qMP-6-3距左侧标记SSR06210和SSR07248的距离均小至0.2cM。这些标记可以用于分子标记辅助育种。
参考文献：
[1]. 黄瓜全雌性基因分子标记及ACC合酶基因克隆与表达研究[D]. 娄群峰. 南京农业大学. 2004
[2]. 黄瓜全雌性相关的RAPD标记及ACC合酶基因的克隆[D]. 周晓艳. 曲阜师范大学. 2007
[3]. 黄瓜性型遗传规律及性别决定相关基因的分布和表达研究[D]. 邹晓艳. 中国农业科学院. 2007
[4]. 哈密瓜航天诱变两性花株突变体的选育及其机理研究[D]. 丁群英. 西北农林科技大学. 2009
[5]. 黄瓜单性花控制M/m基因的克隆与功能分析[D]. 李征. 上海交通大学. 2010
[6]. 黄瓜F基因的SRAP分子标记[D]. 郭素英. 西南农业大学. 2005
[7]. 西瓜遗传图谱构建及其强雌性状的基因定位研究[D]. 郭敏. 天津大学. 2009
[8]. 黄瓜性别决定相关基因在不同性型黄瓜种质基因组中的分布[J]. 邹晓艳, 李锡香, 沈镝, 王海平. 中国蔬菜. 2008
[9]. 苎麻性别决定及相关基因的基础研究[D]. 邢虎成. 中国农业科学院. 2007
[10]. 黄瓜核心种质的性型鉴定及复雌性型的遗传分析[D]. 窦欣欣. 中国农业科学院. 2010