黄瓜耐热性遗传分析及热响应的基因型差异

论文摘要

黄瓜（Cucumis sativus L.）为葫芦科（Cucurbitaceae）的一种重要蔬菜作物,我国的黄瓜生产面积和总产量居世界上首。随着温室效应的日益突出,全球气温逐渐升高,热胁迫已经成为黄瓜夏季栽培与保护地栽培的主要逆境因,如何提高黄瓜耐热性是目前黄瓜育种研究的重要内容之一。正确理解黄瓜耐热机制是耐热育种的基础。本研究以不同耐热性的黄瓜为供试材料,在分析黄瓜苗期耐热性遗传机制的基础上,进一步研究了热激响应中CSHSP70的表达差异,并对高温热胁迫下黄瓜幼苗基因组DNA胞嘧啶甲基化的变化进行了初步探讨。主要研究结果如下：1.黄瓜苗期耐热性的主基因加多基因遗传分析利用主基因与多基因混合遗传模型联合分析方法,研究了黄瓜苗期耐热性状的遗传。结果表明：黄瓜苗期的耐热性受2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因控制遗传,主基因遗传率为31.49%-66.67%,多基因遗传率为10.24%-35.13%,环境对耐热基因的影响较大,环境方差占总表型方差的33.36%-46.19%。2.不同品种黄瓜幼苗热胁迫下生理生化指标变化及CSHSP70基因表达分析在研究了黄瓜幼苗不同温度热胁迫下生理表现的基础上,用RT-PCR技术检测黄瓜CSHSP70基因的表达。结果表明随着热胁迫温度的增高,黄瓜幼苗叶片细胞膜透性增加,丙二醛含量升高,膜脂过氧化严重,膜伤害加剧,游离脯氨酸含量增加,超氧化物岐化酶活性增强,CSHSP70表达增强,耐热材料与热敏材料间表达存在差异。3.高温胁迫下黄瓜基因组DNA胞嘧啶甲基化的研究应用甲基化敏感扩增多态性（MSAP）技术分析了高温热胁迫后黄瓜基因组DNA甲基化水平和模式的变化。结果表明：高温热胁迫后黄瓜基因组DNA甲基化水平明显升高,并且耐热品种高于热敏品种；在MSAP检测出的14种变化带型中,序列变化较少,甲基化变化为主,主要分为重新甲基化、去甲基化、不定类型和不变类型；重新甲基化的位点数均高于去甲基化的位点数,并且耐热材料的重新甲基化率高于热敏材料,而去甲基化率低于热敏材料,因而耐热材料基因组DNA净甲基化水平也高于热敏材料。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 缩略语表
• 引言
• 上篇文献综述
• 黄瓜高温伤害及其耐热性研究进展
• 1 高温胁迫对黄瓜生长发育的影响
• 1.1 高温胁迫对黄瓜光合作用和呼吸作用的影响
• 1.2 高温胁迫对黄瓜花药和花粉发育的影响
• 1.3 高温胁迫对黄瓜产量和品质的影响
• 2 黄瓜对高温胁迫的响应
• 2.1 黄瓜对高温胁迫的形态适应
• 2.2 黄瓜在生理活动上对高温胁迫的响应
• 2.3 热激蛋白在植物耐热性中的作用
• 3 黄瓜耐热材料和耐热遗传规律
• 3.1 黄瓜耐热材料的鉴定和筛选
• 3.2 黄瓜耐热遗传规律的研究
• 3.3 耐热基因的分子标记和QTL定位
• 4 DNA甲基化与植物的生长发育
• 4.1 DNA甲基化的机制
• 4.2 DNA甲基化的作用
• 4.3 植物胁迫生长的DNA甲基化研究
• 5 黄瓜耐热性育种的研究方向
• 参考文献
• 下篇研究内容
• 第一章 黄瓜苗期耐热性的主基因加多基因遗传分析
• 1 材料和方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 2 结果与分析
• 2.1 不同世代耐热性表现
• 2.2 苗期耐热性主基因+多基因遗传分析
• 3 讨论
• 参考文献
• 第二章 不同品种黄瓜幼苗热胁迫下生理生化指标变化及CSHSP70基因表达分析
• 1 材料和方法
• 1.1 材料
• 1.2 方法
• 1.3 叶片总RNA提取和单链cDNA合成
• 1.4 HSP70基因片段克隆引物设计、RT-PCR反应体系和程序
• 1.5 测序及同源性比对
• 2 结果
• 2.1 电解质渗透率和丙二醛含量比较
• 2.2 脯氨酸含量和超氧化物岐化酶活性比较
• 2.3 叶绿体基质HSP70基因的表达
• 3 讨论
• 参考文献
• 第三章 高温胁迫下黄瓜基因组DNA胞嘧啶甲基化的研究
• 1 材料和方法
• 1.1 材料
• 1.2 DNA提取和MSAP分析
• 2 结果分析
• 2.1 热胁迫引起基因组胞嘧啶甲基化水平变化
• 2.2 热胁迫引起基因组胞嘧啶甲基化模式变化
• 3 讨论
• 参考文献
• 全文结论
• 创新之处
• 发表论文
• 致谢