黃瓜白果皮顏色基因遺傳轉化與功能分析.pdf

1、果皮顏色是黃瓜(Cucumis sativus L.)品種改良的一個重要品質性狀，本研究以嫩果皮白色自交系H4為母本，墨綠色自交系Q1為父本，通過雜交獲得F1，自交后得到分離群體F2。通過葉綠素含量的測定和葉綠體透射電鏡觀察，探究引起黃瓜嫩果皮白色的內在生理機理。同時在董緒(2015)對黃瓜白果皮顏色基因研究基礎上，進一步用圖位克隆法縮小候選基因區(qū)域，并通過實時熒光定量PCR分析、TA克隆測序技術篩選控制黃瓜嫩果皮顏色的候選基因，最終轉

2、化驗證候選基因。主要研究結果如下:
　　1.葉綠素含量測定和葉綠體透射電鏡觀察
　　黃瓜嫩果皮墨綠色自交系Q1的葉綠素含量比嫩果皮白色自交系H4高，其中以果皮葉綠素含量差異最大。通過葉綠體透射電鏡觀察兩親本果皮的葉綠體數(shù)量和亞顯微結構，發(fā)現(xiàn)嫩果皮白色自交系H4的葉綠體內部明顯空化，出現(xiàn)提前衰老，缺乏淀粉粒，基粒類囊體降解，質體內部結構模糊。與Q1相比，H4的總質體數(shù)目減少，葉綠體數(shù)量少且體積小。
　　2.標記篩選與基因

3、定位
　　在前人將控制黃瓜白果皮性狀的目標基因定位在3號染色體末端的基礎上，開發(fā)了63對CAPS標記，在Q1、H4和F1中篩選得到5對多態(tài)性標記，然后選取1655株嫩果皮白色F2單株進行基因定位，通過兩個側翼標記Q147和Q193將候選區(qū)域縮小至100.3kb，包含13個候選基因。
　　3.實時熒光定量PCR分析
　　分析13個候選基因在Q1和H4不同組織中的表達量差異，發(fā)現(xiàn)，Csa3G904080在授粉后8d和13d

4、果皮中的表達量差異分別為1.86倍和2.42倍，Csa3G904110在授粉后8d和13d果皮中的表達量差異分別為1.59倍和6.15倍，Csa3G904130在授粉后8d和13d果皮中的表達量差異分別為5.34倍和9.19倍，Csa3G904140在授粉后8d和13d果皮中的表達量差異分別為5.01倍和22.63倍，其余9個基因表達量差異不明顯。進一步分析基因Csa3G904080、Csa3G904110、Csa3G904130、Cs

5、a3G904140在黃瓜不同組織部位中的表達量差異，基因Csa3G904080在根和莖中的表達量最高;基因Csa3G904110在根、莖和果皮中均有高表達;基因Csa3G904130的表達量在果皮中差異明顯，同時在根中也有明顯差異;基因Csa3G904140在果皮中的表達量差異明顯，在其它組織部位幾乎無差異。
　　4.TA克隆測序
　　首先分析表達量有差異的基因在Q1和H4中的編碼序列，發(fā)現(xiàn)Csa3G904080的編碼序列存

6、在3個SNP突變導致3個氨基酸變化;基因Csa3G904110有2個SNP同義突變，無氨基酸改變;基因Csa3G904130的CDS序列在兩個親本中一致，沒有發(fā)生突變;基因Csa3G904140在第九個外顯子末端有一個堿基G插入，導致移碼突變提前終止翻譯。分析發(fā)現(xiàn)，Csa3G904080和Csa3G904140的SNP突變在gDNA中也存在，在17份綠色/白色黃瓜種質資源測序結果表明，Csa3G904080三個外顯子的SNP突變與表型不