西瓜液泡糖转运蛋白是西瓜含糖量QTL区间的主效基因
人教版山东枣庄中考专题生物中考模拟试卷及解析

人教版山东枣庄中考专题生物中考模拟1.选择题第1题.西瓜之所以甘甜可口,主要是细胞的细胞液中含有较多的糖分。
西瓜细胞内,指导糖分形成的控制中心以及细胞液的主要来源分别是()A: 细胞壁、叶绿体B: 细胞核、液泡C: 细胞质、液泡D: 细胞核、线粒体【答案】B【解答】细胞核中含有遗传物质,控制遗传信息,知道糖分形成的控制中心是细胞核。
植物细胞的细胞质里有液泡,液泡内的细胞液中溶解着多种物质。
西瓜之所以甘甜可口,主要是因为西瓜的细胞液中含有较多的糖分,这些细胞液主要来自细胞结构液泡。
第2题.下列哪一种说法是错误的?()A: 植物体的水分蒸腾主要是通过叶片的气孔来完成的B: 植物体内的水分主要以水蒸气形式散失到体外C: 叶柄和嫩叶也能进行一定的蒸腾作用D: 水分离开植物体的过程叫做蒸腾作用【答案】D【解答】A、植物的呼吸作用为生命活动提供了动力;B、物体内的水分以水蒸气的形成通过叶片的气孔散失到体外;C、蒸腾作用是指植物体内的水分通过叶片的气孔以水蒸气的形式散发到植物体外的一个过程,叶柄和嫩茎也能进行一定的蒸腾作用;D、蒸腾作用是指植物体内的水分主要是通过叶片的气孔以水蒸气的形式散发到大气中去的一个过程。
第3题.下列有利于大棚农作物增产的措施中,与光合作用原理有关的是()A: 人工授粉B: 合理密植C: 适时松土D: 晚上适当降低大棚温度【答案】B【解答】 A 、人工授粉可以弥补自然授粉的不足,A不符合题意;B、合理密植,有利于充分利用光能,提高光合效率。
种植过密,植物叶片相互遮盖,只有上部叶片进行光合作用,种植过稀,部分光能得不到利用,光能利用率低。
只有合理密植才能使植物充分的接受阳光,扩大光合作用的面积,提高光合作用的效率,增加产量。
故符合题意;C 、及时中耕松土,是为了增加土壤中的氧气,促进根的呼吸。
故不符合题意。
D、晚上适当降低大棚温度,降低呼吸作用,减少有机物的消耗。
故不符合题意。
第4题.下列各项列举的动物中,全是鱼类的是()A: 鲨鱼、鲍鱼B: 鲸鱼、鲶鱼C: 鱿鱼、鳄鱼D: 金鱼、鳙鱼【答案】D【解答】第5题.下列属于先天性行为的是()A: 蜜蜂采蜜B: 谈虎色变C: 鹦鹉学舌D: 老马识途【答案】A【解答】解:蜜蜂采蜜是由动物体内的遗传物质所决定的行为,是动物的一种本能行为,属于先天性行为;谈虎色变、鹦鹉学舌、老马识途是通过生活经验和学习逐渐建立起来的新的行为,属于学习行为。
西瓜果实含糖量遗传规律及糖分积累与蔗糖代谢酶的关系

西瓜果实含糖量遗传规律及糖分积累与蔗糖代谢酶的关系西瓜果实含糖量遗传规律及糖分积累与蔗糖代谢酶的关系导言:西瓜是一种广受欢迎的夏季水果,其高含糖量是其受欢迎的主要原因之一。
然而,对于西瓜果实含糖量的遗传规律及糖分积累与蔗糖代谢酶之间的关系的研究还相对较少。
本篇文章将从遗传学角度探讨西瓜果实含糖量的遗传规律,并探索糖分积累过程中蔗糖代谢酶的作用及其相关机制。
一、西瓜果实含糖量的遗传规律西瓜果实的含糖量是由多个基因控制的复杂性状。
目前已经发现了多个与含糖量相关的基因,并且发现其中存在着显性基因和隐性基因的互作关系。
另外,环境因素也对西瓜果实含糖量的表达产生一定影响。
研究表明,西瓜果实含糖量的遗传规律在不同的杂交组合中可能存在差异。
例如,某些杂交组合中,高含糖量的父本与低含糖量的母本进行杂交,其后代果实含糖量普遍较高;而在其他杂交组合中,高含糖量的父本与高含糖量的母本进行杂交,其后代果实含糖量与父本相当或稍低。
这表明在不同遗传背景下,高含糖量的基因可能表现出不同的表达方式。
二、糖分积累与蔗糖代谢酶的关系糖分积累是西瓜果实发育过程中的重要环节,而蔗糖代谢酶是调控糖分积累的关键因素之一。
研究发现,蔗糖代谢酶在西瓜果实发育过程中的活性水平会随着果实的发育而发生变化。
果实发育的早期阶段,果实内蔗糖酶活性较低,导致蔗糖的合成速率相对较慢,果实中的糖分积累较少。
而随着果实的发育进程,果实内蔗糖酶活性逐渐提高,导致蔗糖的合成速率逐渐增加,果实中的糖分积累也逐渐增加。
此外,研究还发现蔗糖代谢酶与果实其他特征之间存在着相关关系。
例如,蔗糖酶的活性水平与果实形态特征、果皮颜色等之间存在相关性。
这表明蔗糖代谢酶可能不仅仅参与到糖分积累的过程中,还可能与其他因素一起调控果实的发育和品质。
三、蔗糖代谢酶的相关机制目前,关于蔗糖代谢酶的相关机制研究还较为有限。
然而,已有的研究结果表明,果实中蔗糖代谢酶的表达可能受到多个调控因子的影响。
西瓜果实可溶性糖含量的遗传分析

西瓜果实可溶性糖含量的遗传分析栾非时;王凤娇;高鹏;刘识;刘阳【期刊名称】《东北农业大学学报》【年(卷),期】2014(000)009【摘要】以高糖西瓜品系“花园母本”和低糖西瓜品系“LSW-177”为亲本材料配制杂交组合,测定各世代西瓜果实边缘及中心部分蔗糖、果糖及葡萄糖含量,利用主基因+多基因混合遗传模型多世代联合分析法,对获得六世代群体(P1,P2,F1,F2,BC1P1,BC1P2)的各可溶性糖含量在西瓜果实边缘和中心部位的遗传特点进行分析。
结果表明,西瓜果实不同可溶性糖含量遗传模型不同,不同部位同一种糖含量遗传模型不一定相同。
边缘蔗糖、中心蔗糖、边缘果糖、中心果糖、边缘葡萄糖和中心葡萄糖的遗传模型分别为D-1、E-4、C-0、C-0、D-2、E-3,均为主基因+多基因的数量性状遗传模型。
【总页数】9页(P25-33)【作者】栾非时;王凤娇;高鹏;刘识;刘阳【作者单位】东北农业大学园艺学院,哈尔滨 150030;东北农业大学园艺学院,哈尔滨150030;东北农业大学园艺学院,哈尔滨150030;东北农业大学园艺学院,哈尔滨 150030;齐齐哈尔市建华机械有限公司农业分公司,黑龙江齐齐哈尔161006【正文语种】中文【中图分类】S651【相关文献】1.西瓜果实硬度性状主基因+多基因遗传分析 [J], 王学征;张志鹏;陈克农;卢丙洋;张杨;吴鹏;栾非时2.不同葡萄糖/果糖类型桃在果实发育期间果实和叶片中可溶性糖含量变化及其相关关系 [J], 王艳秋;吴本宏;赵剑波;姜全;李绍华3.西瓜果实番茄红素含量的遗传分析 [J], 路绪强;高磊;赵胜杰;何楠;刘文革4.山梨醇和蔗糖对桃果实、叶片可溶性糖含量及果实品质的影响 [J], 李秋利;杨文佳;高登涛;魏志峰;于会丽;刘军伟5.不结球白菜维生素C和可溶性糖含量的遗传分析 [J], 张增翠;侯喜林;曹寿椿因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
不同类型西瓜果实糖酸组分含量分析

收稿日期:2017-03-30;修回日期:2017-05-12 基金项目:国家西甜瓜产业技术体系专项(CARS-26-03);中国农业科学院科技创新工程专项经费项目(CAAS-ASTIP-2016-ZFRI);国 家自然科学基金(31471893) 作者简介:赵胜杰,男,副研究员,研究方向为西瓜遗传育种及生物技术。E-mail:zhaoshengjie@ 通信作者:刘文革,男,研究员,研究方向为多倍体西瓜育种及生物技术。Tel:0371-65330936;E-mail:lwgwm@
2017,30(8):7-11
中国瓜菜
试验研究
不同型西瓜果实糖酸组分含量分析
赵胜杰,高 磊,路绪强,何 楠,刘文革
(中国农业科学院郑州果树研究所 郑州 450009)
摘 要:采用离子色谱法对 20 个不同西瓜种质资源成熟果实中的可溶性糖和有机酸组分及含量进行测定和分析。 结果表明,西瓜果实中可溶性糖主要是果糖和蔗糖,共占总糖含量的 80.06%,与总糖呈极显著正相关,在不同种质 间变化幅度较大,变幅分别为 3.02~41.58 mg·g-1 和 0~46.03 mg·g-1;果实中有机酸主要是苹果酸,占总酸含量的 83.88%,与总酸呈极显著正相关,变幅为 1.66~5.38 mg·g-1;不同种质西瓜果实中的可溶性糖和有机酸含量存在明显 差异,黏籽西瓜中柠檬酸的变异系数最大,达到了 133%,而蔗糖的变异系数最小为 0。研究结果为了解西瓜种质间 的果实品质差异提供科学依据,以及为今后开展不同品种资源的品质评价及品种选育提供参考。 关键词:西瓜;可溶性糖;有机酸
西瓜[Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum. & Nakai] 是属于葫芦科西瓜属的一年生蔓性草本植物,在世 界园艺产业中始终占有重要地位,生产规模仅次于 葡萄、香蕉、柑橘和苹果,居第 5 位。据联合国粮农 组织 2013 年统计,世界上西瓜的收获面积达到了 水果收获面积的 5.4%,产量占 13.4%,分别居世界 水果收获面积和产量的第 7 位和第 1 位。
西瓜抗病毒病研究进展

中国瓜菜2022,35(2):1-6收稿日期:2021-03-29;修回日期:2021-12-12基金项目:河南省科技攻关计划项目(202102110185)作者简介:任艺慈,女,研究实习员,主要从事西甜瓜育种工作。
E-mail :***************通信作者:刘喜存,男,副研究员,主要从事西甜瓜育种及病虫害防治工作。
E-mail :******************西瓜[Citrullus lanatus (Thunb.)Matsum.]属葫芦科一年生蔓生藤本植物,口感甘甜,备受人们喜爱,是夏季降温消暑的首选水果。
西瓜也是农民增收的重要经济作物之一。
FAOSTAT 统计数据显示,2020年世界西瓜栽培面积为305.33万hm 2,产量为10162.04万t ,中国的西瓜栽培面积为140.59万hm 2,产量为6024.69万t [1],均居于世界前列。
因此,大力发展和引导西瓜产业对于提高农民收入、增加农业效益方面起着重要的作用。
病毒病作为西瓜主要病害之一,在世界范围内均有发生,可造成西瓜大面积减产,带来严重的经济损失。
因此,进一步了解病毒病的传播与进化,逐步改进提高防治效率,挖掘抗病毒病西瓜种质资源、从分子层面探索抗病毒病机制,成为亟待解决的问题。
笔者对近年来国内外西瓜抗病毒病研究现状和成果进行了综述。
1西瓜抗病毒病育种进展1.1传统育种方面目前,西瓜抗性种质资源种类和数量相对比较丰富,PI 595203属于黏籽西瓜(C.mucosospermus )亚种,其抗病性强,对小西葫芦病毒(Zucchini yel-low mosaic virus ,ZYMV )、西瓜花叶病毒(Watermel-on mosaic virus ,WMV )、番木瓜环斑病毒西瓜株系(Papaya ring spot virus-watermelon strain ,PRSV-W )、黄瓜绿斑驳花叶病毒(Cucumber green mottle mosaic virus ,CGMMV )都具有抗性[2-5]。
西瓜基因目录(2007)

西瓜基因目录(2007)作者:肖光辉来源:《中国瓜菜》2013年第01期2 西瓜的形态学和抗性基因3 西瓜同工酶和分子标记基因西瓜同工酶和分子标记基因包括顺乌头酸酶2个、乙醇脱氢酶5个、酸性磷酸酶3个、酯酶11个、谷氨酸脱氢酶2个、谷草转氨酶11个、苹果酸脱氢酶5个、苹果酸酶4个、6-葡萄糖磷酸脱氢酶8个、葡萄糖磷酸异构酶9个、葡萄糖磷酸变位酶8个、过氧化物酶9个、莽草酸脱氢酶7个、超氧化物歧化酶7个、种子蛋白5个、丙糖磷酸异构酶7个,还有心肌黄酶、果糖1,6二磷酸酶、铁氧还蛋白氧化还原酶、热激蛋白70、异柠檬酸脱氢酶、亮氨酸氨肽酶、乙酰丝氨酸转移酶、尿素酶等各1个,共111个同工酶和分子标记基因。
这些同工酶和分子标记基因自1999年在国际葫芦科遗传协会年报(CGC Report)第22期发表后一直没有更新,并已由刘文革博士翻译后发表,请参阅《中国西瓜甜瓜》2001年第3期第38-39页和第4期第47-49页。
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解密西瓜“甜蜜基因”
解密西瓜“甜蜜基因”炎炎夏日,清爽香甜的西瓜已成为人们必备的消暑佳品。
“水晶球带轻烟绿,翡翠笼含冷焰红。
”一提到西瓜,颜色鲜艳、口感爽脆、甜美多汁的印象深入人心。
但你知道吗?西瓜的祖先不仅不甜而且微臭发苦,并不像如今这般甜美诱人。
在人类不断改良西瓜品种的过程中,如何让西瓜变甜一直是育种家们孜孜以求的课题。
不久前,北京市农林科学院蔬菜研究中心许勇研究员团队在植物学国际知名期刊《新植物学家》(Ne wP hy to lo gi st)在线发表最新论文,发掘了西瓜“甜蜜基因”,从分子层面解开了西瓜变甜的奥秘,并用这把“钥匙”打开了西瓜育种之门。
众所周知,西瓜甜不甜取决于果实中糖分的含量。
而成熟西瓜瓜瓤中的糖分积累于液泡中,液泡占据了果实细胞90%以上体积。
光合作用产生的糖分是如何经过复杂的转运过程转移到又甜又脆的瓜瓤中的?北京市农林科学院蔬菜研究中心许勇研究员团队对于西瓜糖分转运及卸载机制的研究已经持续了20多年。
破解西瓜糖分“运输”机制“在西瓜生长过程中,糖分的转运是个复杂的过程,这就像是一场‘接力赛’,每个选手都发挥着不可或缺的作用。
”北京市农林科学院蔬菜研究中心副研究员任毅告诉记者,西瓜叶片光合作用产生的糖分经过茎韧皮部运送到果实,在果实中需经历代谢、卸载、转运和存储4个环节,即棉籽糖等寡糖水解为蔗糖、果实韧皮部卸载蔗糖、细胞间隙的糖分由糖转运蛋白运输到果肉细胞内、最终在果肉细胞液泡中存储糖分。
2018年,许勇团队首次发现了液泡膜糖转运蛋白ClTST2,也就是在第四环节中发挥关键作用的“接力选手”之一,揭示了ClTST2在糖分积累上的分子机制。
而液泡积累的糖分来源于韧皮部糖分的卸载,究竟是哪些糖转运蛋白参与了西瓜果实质外体途径完成糖分的韧皮部卸载?这在当时还是一个未知命题。
今年,许勇团队终于找到了另一个新型糖转运蛋白ClVST1,破解了这一难题,开启了揭秘西瓜“甜蜜”基因的第二篇章。
“通过利用超高密度SNP遗传图谱、326份自然群体材料,我们完成了西瓜果实含糖量的精细定位和关联分析,通过体外功能验证和基因敲除技术,最终找到了调节果实糖分卸载的关键因子,也就是在第二环节发挥作用的关键基因。
西瓜果肉番茄红素含量及果实相关性状QTL分析
2019,32(8):223-224中国瓜菜文献编译西瓜果肉番茄红素含量及果实相关性状QTL分析王超楠,刘识(编译)(东北农业大学园艺园林学院•农业部东北地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室哈尔滨150030)目的与意义:番茄红素是重要的天然类胡萝卜素,对人体具有保健作用,同时也是红色果肉西瓜中的主要色素,是决定西瓜果实品质的重要因素之一。
栽培西瓜较低的DNA多态性阻碍了高质量遗传图谱的构建和番茄红素含量主效QTL的研究。
该研究中,笔者成功地利用自行开发的CAPS标记构建了一个包含16个连锁群的西瓜遗传连锁图谱,该图谱将有利于西瓜果肉番茄红素含量关键基因确定及其克隆的进一步研究,同时为西瓜果肉番茄红素含量分子育种提供行之有效的分子标记。
材料和方法:以红色果肉西瓜自交系’LSW-177'(雌雄同株,外皮深绿色具有深绿色条纹,果实长圆形;中心可溶性固形物含量为7%,边缘为5.5%)和浅黄色果肉西瓜自交系*Cream of Saskatchewan'(简称'COS',雌雄同株,夕卜皮绿色具深绿色条纹,果实球形;中心可溶性固形物含量为10%、边部&6%)为亲本,配制F,代并自交及回交获得巧代及BC,P,>BC,P2群体。
利用449对西瓜SSR标记(包括23对核心西瓜SSR标记)和556对甜瓜SSR标记在群体中进行筛选。
使用Illumina HiSeq2000高通量测序平台对两亲本进行基因组DNA重测序,运用生物信息学进行SNP 位点分析,选择11种限制性内切酶(EcoR\,BsaH\,HindK.,MboW,Pst\,Seal,BamHl,Mlul,Alul,Dra\和Pv“I)对候选SNP位点进行分析,开发CAPS标记;利用高效液相色谱法(HPLC)对巧代单株果肉进行番茄红素含量测定;使用©Mapping V3.3软件,对筛选获得148个多态性标记(40个SSR标记和108个CAPS标记)和234个F,代单株构建遗传连锁图谱构建及QTL分析。
人教版2023初中生物七年级上册第二单元生物体的结构层次知识点梳理
人教版2023初中生物七年级上册第二单元生物体的结构层次知识点梳理单选题1、西瓜是消暑解渴的水果,其营养丰富、甘甜的西瓜汁来自()A.细胞核B.细胞质C.液泡D.细胞壁答案:C分析:植物细胞的结构包括:细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、液泡等。
A.细胞核控制着生物的发育和遗传。
细胞核是控制中心,细胞核中的遗传信息包含了指导生物发育和遗传、控制细胞中物质和能量变化的一系列指令,A不符合题意。
B.细胞膜以内、细胞核以外的结构是细胞质。
细胞质里有液泡,液泡内的细胞液中溶解着多种物质在植物体绿色部分的细胞中,细胞质内还有叶绿体,B不符合题意。
C.细胞质里有液泡,液泡内的细胞液中溶解着多种物质。
西瓜之所以甘甜可口,主要是因为西瓜的细胞液中含有大量糖分,C符合题意。
D.最外层是一层较薄的壁,叫做细胞壁,起保护和支持细胞的作用,D不符合题意。
故选C。
2、下列关于一株大豆和一条鲫鱼的叙述,错误的是()A.都是由受精卵发育而来的B.大豆的根、茎、叶属于营养器官C.鲫鱼的结构层次是:细胞→组织→器官→系统→生物体D.大豆的种子、鲫鱼的鳃都属于组织答案:D分析:大豆属于被子植物;鲫鱼属于脊椎动物。
A.大豆和鲫鱼有属于有性生殖,都是由受精卵发育而来的,A正确。
B.大豆是被子植物具有六大器官:根、茎、叶、花、果实和种子,其中根、茎、叶属于营养器官;花、果实和种子是生殖器官,B正确。
C.植物体的结构层次为:细胞→组织→器官→植物体,动物体的结构层次是:细胞→组织→器官→系统→动物体,C正确。
D.大豆的种子属于生殖器官,鲫鱼的鳃也属于器官,D错误。
故选D。
3、“两只黄鹂鸣翠柳,一行白鹭上青天。
”关于此诗句中黄鹂、翠柳和白鹭的描述不正确的是()A.黄鹂和白鹭的细胞不具有细胞壁B.黄鹂和白鹭的结构层次是细胞→组织→器官→生物体C.在翠柳体内,具有运输水和无机盐的输导组织D.它们的细胞质中都含有线粒体答案:B分析:绿色开花植物体的结构层次由小到大依次是:细胞→组织→器官→绿色开花植物体;动物体的结构层次是:细胞→组织→器官→系统→动物体。
1.2.4 细胞的生活(分层作业)(教师版) 七年级生物上册同步高效课堂(人教版2024)
1.2.4细胞的生活一、选择题1.西瓜之所以甘甜可口,主要是因为西瓜的( )中含有较多的糖分.A. 细胞核B. 细胞膜C. 细胞液D. 细胞壁【答案】C【解析】解:液泡里面有细胞液,细胞液内溶解多种物质,吃西瓜流出的红色液汁主要来自于西瓜细胞液泡内的细胞液。
故选:C2.“种瓜得瓜,种豆得豆”这种现象主要决定于细胞的( )A. 细胞膜B. 细胞壁C. 细胞核D. 液泡【答案】C【解析】解:细胞核中最重要的结构是染色体,染色体的组成成分是蛋白质分子和DNA分子,而DNA分子又是主要遗传物质。
因此,细胞核是遗传信息库,决定生物性状的遗传信息主要存在于细胞核。
故选:C。
3.蒲草生活在水中。
经检测发现,某有毒物质在其细胞内的浓度远远低于周围污水中的浓度。
控制该有毒物质进入蒲草细胞的结构是( )A. 细胞壁B. 细胞膜C. 细胞质D. 细胞核【答案】B【解析】解:细胞膜将细胞内部与外部的环境分隔开来,使细胞拥有一个比较稳定的内部环境。
能够让细胞生活需要的物质进入细胞,而把有些物质挡在细胞外面,同时,还能把细胞内产生的废物排到细胞外。
细胞壁起保护和支持细胞的作用,细胞核控制着生物的发育和遗传,B正确。
故选:B。
4.下列细胞结构与功能的对应关系,正确的是( )A. 细胞膜——控制物质进出B. 液泡——保护和支持C. 细胞核——进行能量的转换D. 线粒体——进行光合作用【答案】A【解析】解:液泡内含细胞液,细胞液中溶解着各种物质:细胞核是遗传的控制中心;线粒体是呼吸作用的主要场所。
5.杜鹃花和杜鹃鸟体内细胞中都有的能量转换器是( )A. 液泡B. 叶绿体C. 线粒体D. 染色体【答案】C【解析】解:细胞中的能量转换器有叶绿体和线粒体。
植物细胞中的能量转换器是叶绿体和线粒体,动物细胞中的能量转换器是线粒体,在动物细胞中没有叶绿体。
杜鹃花是植物,杜鹃鸟是动物。
故选:C。
6.条件适宜时,菠菜叶片中能同时进行光合作用和呼吸作用的细胞是()A. 表皮细胞B. 叶肉细胞C. 导管细胞D. 筛管细胞【答案】B【解析】解:绿色植物光合作用的场所是叶绿体,在有叶绿体的植物细胞中才能进行光合作用;呼吸作用的场所是线粒体,所有的活细胞中都有线粒体,能够进行呼吸作用。
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2019,32(8):221-222中国瓜菜文献编译西瓜液泡糖转运蛋白是西瓜含糖量QTL区间的主效基因丁双玉,许勇,任毅(编译)(北京市农林科学院蔬菜研究中心北京100097)目的与意义:西瓜Citrullus lanatus)果实中的可溶性糖积累是西瓜长期驯化过程中主要品质性状之一。
目前,关于西瓜中糖转运蛋白是如何调节果实中各种糖积累的这一机制尚不清楚,特别是像西瓜这种储存高浓度蔗糖的作物。
笔者旨在缩小己报道的糖含量QTL的区间,以及构建超高密度SNP遗传图谱来确定QBRX2-1QTL的决定基因,并阐明西瓜驯化过程中糖分积累的分子机制。
材料与方法:对高糖西瓜栽培品种*97103*(Citrullus lanatus natus')和低糖西瓜野生品种'PI296341-FR'(C.lanatus var.c”sides)杂交后产生的96株系R1L群体进行了重测序,并构建超高密度SNP连锁图谱精细定位含糖量QTL。
结合不同的生化和遗传方法,验证结果并得出结论。
结果与分析:连续3年鉴定96株系RIL群体的Brix(可溶性固形物),Fru(果糖),Glc(葡萄糖)和Sue(蔗糖)含量并做了表型分析。
试验结果显示,除Sue夕卜,其他几种糖含量性状的遗传力(”')相对较高085%)o含糖量QTL精细定位结果证明.Cla000264为QBRX2-1糖含量QTL的决定基因,Cla000264与拟南芥液泡膜单糖转运蛋白基因A/TST2具有约78%的氨基酸一致性和88%的序列相似性。
因此,将这种西瓜基因命名为natus tonoplast sugar transporter2(CITST2\在西瓜基因组数据库中确定了3个C1TST直系同源物,比较高糖栽培品种'97103'和低糖野生品种•P1296341-FR'的不同组织中CITSTs的表达,证实CITST2mRNA转录水平与Sue积累正相关。
相反,CITST1和CITST3在西瓜果实糖积累期间表达较低。
对96株系RIL群体成熟果实和核心种质中进行了qRT-PCR,证实了CITST2转录与西瓜果肉中糖含量呈正相关。
CITST2H表达转基因株系中果肉糖含量明显增加,表明较高的CITST2表达水平是增加西瓜果肉糖积累所必需的。
将高糖栽培品种97103-C1TST2序列与黄色荧光蛋白(YFP)基因融合并转化西瓜果实原生质体,证实西瓜糖转运蛋白C1TST2的液泡膜定位。
将97103-C1TST2与GFP基因融合,并在人胚肾细胞293T(HEK293T)细胞中瞬时过表达融合基因,在HEK293T细胞的质膜中观察到融合蛋白的绿色荧光,发现了HEK293T细胞中C1TST2的细胞膜定位。
通过膜片钳技术在HEK293T表达栽培种97103'CITST2基因,通过电流变化验证了C1TST2的转运功能。
当把50mmol-L'Sue置于HEK293T细胞膜的外部时,携带C1TST2的细胞相对于负对照电流的响应,将50mmol L1 Fru和Glc置于HEK293T细胞膜的外部时表现出相同的结果,而在不存在C1TST2的情况下,HEK293T细胞未显示出明显的电信号。
为了证实这一结果,在非洲爪蟾的卵母细胞中进行了放射性标记的糖外排试验。
试验中,瞬时过表达非洲爪蟾卵母细胞中的CITST2-GFP,再次确认C1TST2的质膜定位,把被[“C]标记的糖注射到非洲爪蟾卵母细胞中,[“C]标记的糖随着时间变化而外排-C1TST2蛋白在pH6.5下表现出对Sue.Fru和Glc的转运活性。
杂交高糖栽培品种'97103'和低糖的'G35RIL'产生的西瓜近等基因系(NILs),它与栽培种'97103'具有很高的遗传同一性和表型相似性。
BG的亲本植物(97103xG35)回交'97103',BC:F,自花授粉产生BC;F2群体,此举可以分析CITST2等位基因变异对同一西瓜果实类型中果实糖积累的影响。
通过qRT-PCR分析亲本和后代的成熟果实的可溶性固形物含量和C1TST2mRNA转录水平,结果表明CITST2表达与西瓜果肉中糖积累呈正相关。
同样在栽培草莓(F.xananassa)中瞬时表达该基因,从而间接验证了在西瓜RIL群体中CITST2在西瓜中的糖转运活性,所以,较高的糖浓度可加速西瓜果实向成熟过渡。
目前还没有任何报告关于植物中特定转录因子对血卩基因的调节。
为了在功能上确定主要的表达调节区域,将CITST2启动子区域5'端的不同长度的DNA片段与荧光素酶(LUC)基因融合,并在草莓果实和烟草叶中瞬时表达,调节CITST2表达的DNA序列元件可能位于-1000和-1500bp之间。
结果表明,在高糖西瓜中A/C颠换SNP(-1 368)改变了Wbox3,其可以作为WRKY转录因子的结合位点,其调节CITST2表达并且在糖积累中起关键作用。
CITST2位于QTL区间的40kb驯化区域.CITST2启动子区域的W box3中的-1368个SNPCA/C)解释了124个种收稿日期:2019-06-11基金项目:国家自然科学基金(31772328,31772329):北京市自然科学基金(6141001)作者简介:丁双玉,男,在读硕士研究生,主要研究方向为西瓜种质资源与遗传育种。
E-mail:1057022319@通信作者:任毅,男,副研究员,主要研究方向为西瓜糖分品质形成机理与遗传育种。
E-mail:renyi@•221•文献编译中国瓜菜第32卷质中的大部分糖含量变化。
结果表明,西瓜中果实糖积累需要CITST2活性。
此外,该结果揭示了在西瓜驯化过程 中更高的CITST2表达被选择出来,导致西瓜中糖的积累增加。
分析表明,果实发育相关的细胞代谢基因、囊泡介导 和细胞内转运蛋白在选择过程中表现出富集状态。
该结果表明,在驯化期间CITST2被选择,促进西瓜果实中的糖 积累。
结 论:研究结果表明,CITST2是一种定位于西瓜糖含量QTL 区域的糖转运蛋白基因,它编码一个液泡定位的 Suc 、Fru 和Glc 转运蛋白。
与对照相比,CITST2的过表达导致糖含量显著增加。
由SUSIWM1上调的CITST2 mRNA 转录水平与果实成熟期间的糖积累显著正相关。
由此得出结论,CITST2是调控西瓜果实细胞液泡中Sue 、 Fru 和GIc 积累的关键转运蛋白。
原文出处:A tonoplast sugar transporter underlies a sugar accumulation QTL in watermelon任 毅",郭绍贵",张 洁',何洪巨',孙宏贺 ',田守蔚',宫国义',张海英'> Amnon Levi 2,Yaakov Tadmor 3, 许勇心1.北京市农林科学院蔬菜研究中心 北京100097;2.美国蔬菜试验室・USDA,ARS Charleston 29414;3. Newe Yaar Research Center , Agricultural Research Organization Israel Ramat Yishay 30095Plant Physiology ,2018,176(1): 836-850.(原文6图,50条参考文献)営 富 名 書[倉]& o 岳N CMZZCMZZZZZ Z Z Z Z ZZZ ZZZZZ(q 巴 dem _e o 更r d BS«0«0r>4866O L — CM Z CvyS99r-00^s o §-*s o g o cfTsn 12CITST2108 6 4(d /L )601>3E C S E O V «C *2E V E «C S H Outside —AITMT2 AT4G35300CITST2 Cia000264, BvTSTZ 1 Bv5 113 W O zufut*>-------BvTST2 2 BV8 221B00 gq 11--------------CITST3 CK014359-----------------------------------------AtTMT3 AT3GS14908vTST3 Bv« 132770 onla tl ----------------BvTSTI 8v1 019400 cr«nt1 -------------------------------------AtTMTI AT1G20840 OTST1 CWJ21919F 0.05016 17 18 19Chr2 Mb cD2[注]A 为SNPbin 图定位糖含量QTL(QBRX21 )。
B 为QBRX2-1在西瓜基因组中核昔酸17 657 266和18 454 759之间的染色体2上的 797.4 kb 的物理区域的定位。
C 为5个果实中有表达的基因位于该区域,其中一个是ClTST2(Cla000264)o D 为糖含量的关联研究,基于在 CITST2区域(Chr2 16-19 Mb)中鉴定的21 249个SNP,通过该区域在400个西瓜种质中的基因组重测序。
用红点标记的最重要的SNP 位于 CITST2的启动子中。
E 为CITST2蛋白的跨膜螺旋建模显示12个跨膜结构域。
F 为拟南芥(At),甜菜(Bv)和西瓜(C0CITST1 ,C1TST2和 CITST3的系统进化树。
原图1 CITST2基因的定位、跨膜结构域预测和系统发育分析•222-。