黃瓜性別決定基因遺傳規(guī)律、分子標(biāo)記及應(yīng)用.pdf

1、本研究以不同性別類(lèi)型的黃瓜高代自交系、近等基因系、重組自交系及不同性別類(lèi)型的黃瓜高代自交系為親本6個(gè)世代雜交組合為材料，較詳細(xì)研究了黃瓜性別決定基因的遺傳規(guī)律、黃瓜EIN3基因的SNP、RFLP-BfmⅠ分析及與性別表達(dá)關(guān)系、黃瓜性別決定基因的分子標(biāo)記及分子機(jī)理、不同藥劑處理對(duì)強(qiáng)雌性基因型黃瓜性別表達(dá)的影響、強(qiáng)雌性材料的選育及應(yīng)用。結(jié)果分述如下： 1、黃瓜性別決定基因遺傳規(guī)律的研究黃瓜兩性花基因的研究：選取雌性系與兩性花系的性型

2、之間的雜交組合及F1、F2、BC1P1和BC1P2代性型觀察，統(tǒng)計(jì)分析表明黃瓜的兩性花性狀由單隱性基因控制，與前人的研究結(jié)果相同。 黃瓜雌性基因的研究：選取雌性系與雌雄同株系的性型之間的雜交組合及F1、F2、BC1P1和BC1P2代性型觀察，統(tǒng)計(jì)分析表明黃瓜的雌性性狀由單顯性基因控制，與前人的研究結(jié)果相同。 兩個(gè)新發(fā)現(xiàn)的黃瓜性別決定基因的遺傳規(guī)律的研究：選取黃瓜兩個(gè)雌雄同株型的強(qiáng)雌性高代自交系材料與普通雌雄同株、兩性花株

3、、純雌株高代自交系材料雜交，通過(guò)對(duì)F1、F2、BC1P1和BC1P2代性型觀察，統(tǒng)計(jì)分析表明：兩個(gè)雌雄同株型的強(qiáng)雌性分別由一對(duì)不完全顯性和一對(duì)隱性基因控制，暫定名為Mod-F1和mod-F2,它們是新發(fā)現(xiàn)的黃瓜性別表達(dá)的兩個(gè)基因，能增強(qiáng)黃瓜植株雌性的表達(dá)，與F和M基因獨(dú)立遺傳。 2、不同藥劑處理對(duì)強(qiáng)雌性基因型黃瓜性別表達(dá)的影響。 以兩種誘雄劑赤霉素(GA3)、硝酸銀(AgNO3)和兩種誘雌劑乙烯利(Ethylene)、生

4、長(zhǎng)素(IAA)在3葉苗期涂抹黃瓜植株幼葉，處理三次，每次處理相隔7天，觀察其花的性別表達(dá)及著生位置的變化。結(jié)果表明：誘雄劑硝酸銀和赤霉素顯著地或極顯著提高第一雌花節(jié)位、雌花數(shù)、雌花簇生性及連續(xù)雌花起始節(jié)位，顯著增加了雄花數(shù)和雄花節(jié)位數(shù)。誘雌劑乙烯利與對(duì)照比顯著提高第一雌花節(jié)位、雌花簇生性和連續(xù)雌花起始節(jié)位，而對(duì)雌花數(shù)和20節(jié)內(nèi)雌花節(jié)位數(shù)無(wú)顯著影響，極顯著提高了第一雄花節(jié)位，降低了雄花數(shù)和雄花節(jié)位數(shù)；誘雌劑生長(zhǎng)素對(duì)該基因材料不但沒(méi)有很明顯

5、的誘雌效果，反而提高了植株的連續(xù)雌花的起始節(jié)位、雄花數(shù)、雄花節(jié)位數(shù)。誘雄劑處理沒(méi)有改變此基因型的性別表達(dá)的基本特性。 3、黃瓜EIN3基因的SNP、RFLP-BfmⅠ分析及與性別表達(dá)的關(guān)系。 不同性型黃瓜CsEIN3基因的725bp編碼區(qū)有14個(gè)SNPs，平均51bp發(fā)現(xiàn)一個(gè)SNP。檢出率為1.96﹪。其中酶切位點(diǎn)突變有3個(gè)，且發(fā)現(xiàn)編碼區(qū)的SNPs有八個(gè)突變導(dǎo)致了氨基酸改變，黃瓜WI1983H品種的基因序列被命名為CsE

6、IN3,核苷酸序列長(zhǎng)725bp，分別編碼241個(gè)氨基酸殘基，已成功登錄GenBank，登陸號(hào)如下：CsEIN3為AY973275。建立了一個(gè)RFLP-BfmⅠ的酶切體系，發(fā)現(xiàn)其只有在兩性花株WI1983H中出現(xiàn)特異的酶切條帶。 4、黃瓜雌性性狀主控基因CsACS1G基因的分析及其定位。 以不同性別類(lèi)型的黃瓜為研究材料，通過(guò)針對(duì)CsACS1G基因設(shè)計(jì)的特異SCAR引物分析了CsACS1G基因與F基因以及雌性性狀之間的關(guān)系，

7、并對(duì)CsACS1G進(jìn)行了定位。結(jié)果表明：CsACS1G基因?qū)哂蠪基因的不同性型植株的特異性的確存在，CsACS1G與CsACS1基因的差異主要在啟動(dòng)子區(qū)。利用北京蔬菜研究中心的重組自交系構(gòu)建的黃瓜連鎖圖譜，成功將CsACS1G基因特異的SCAR標(biāo)記定位(CsACS1G-SCAR_430)在第10連鎖群上。 5、與黃瓜性別基因相關(guān)的分子標(biāo)記的研究。 以不同性別類(lèi)型的黃瓜高代自交系為材料，根據(jù)Genbank中提供的乙烯合成

8、、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)基因序列、花器官發(fā)育相關(guān)的黃瓜性別決定蛋白基因、AGMOUS同源異型基因、前人報(bào)道的與性別表達(dá)相關(guān)的RAPD和ISSR引物，采用PrimerPremier5.00專(zhuān)業(yè)引物設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)可能與性別表達(dá)有關(guān)特異引物，結(jié)果表明：僅有ACS1號(hào)引物對(duì)(引物序列1為：ACS-F1，5'-ATTCAGATGGGT-3'；ACCS-R1，5'-GCCAAAGCTCGACAT-3')、CsACS1G-SCAR引物(引物序列1為：ACS-F1

9、，5'-TTAACTACTTCGGACGGGCATAG-3'；ACCS-R1，5'-AGGTGTTCAGCAAACATAGGGTG-3')及RAPD引物S12的對(duì)不同性別類(lèi)型的黃瓜DNA的PCR擴(kuò)增產(chǎn)物表現(xiàn)出明顯的多態(tài)性。F基因和性別表達(dá)有關(guān)的ACS280、CsACS1G-SCAR_430兩個(gè)分子標(biāo)記在一個(gè)連鎖群上，與S12280標(biāo)記不在一個(gè)連鎖群上，與ACS_280、CsACS1G-SCAR_430連鎖距離分別為31.4、10.0cM

10、，在不同的群體上進(jìn)一步證明了F基因與CsACS1G基因連鎖，同時(shí)從分子水平間接證實(shí)強(qiáng)雌性基因Mod-F1,mod-F2不是F基因的等位基因。 6、強(qiáng)雌性材料選育及白黃瓜Xy2品種選育。 Xy2品種是以株洲攸縣地方白黃瓜中系統(tǒng)選育的97-17強(qiáng)雌性系為母本，以瀏陽(yáng)白黃瓜自交系為父本配制而成的一代雜交種。早熟，植株生長(zhǎng)勢(shì)旺盛，葉色濃綠，第一雌花節(jié)位平均5～6節(jié)，雌花節(jié)率高，瓜條白色或白色綴綠條紋，瓜長(zhǎng)28～35cm，單瓜重2