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基本信息
- 項目名稱：
- 西瓜糖代謝相關(guān)SSR引物的篩選
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 近些年西瓜品質(zhì)有逐年下降的趨勢, 如何保持與提高西瓜的品質(zhì)便成為迫切需要解決的問題。西瓜果實的糖分含量是衡量西瓜品質(zhì)成分的一項重要指標(biāo)。 本文綜述西瓜糖代謝相關(guān)SSR引物篩選的過程，比較DNA片段的多態(tài)性，通過對西瓜果實中糖分含量遺傳規(guī)律的研究找出控制西瓜中糖分含量的基因，可以對西瓜的分子輔助選擇育種提供一定的幫助。
- 詳細(xì)介紹：
- 西瓜糖代謝相關(guān)SSR引物的篩選是找到控制西瓜糖代謝的相關(guān)基因從而提高西瓜品質(zhì)的重要步驟之一，主要包括DNA提取、引物設(shè)計、PCR擴增、電泳及染色、觀察結(jié)果及統(tǒng)計分析等。 DNA提取 可采用常規(guī)方法提取用于SSR分析的DNA樣品，如CTAB法或常規(guī)的酚/氯仿提取。目前研究發(fā)現(xiàn)用改進(jìn)的CTAB法提取的DNA片段大而完整且無RNA污染也未發(fā)生明顯的降解現(xiàn)象并能成功地進(jìn)行SSR擴增,可以考慮用改進(jìn)的方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的方法來提取和純化DNA。提取完畢將樣品保存在4 ℃下備用。 引物設(shè)計 檢測SSR標(biāo)記的關(guān)鍵在于必須設(shè)計出一對特異的PCR引物,而開發(fā)SSR引物序列首先要建立DNA文庫,篩選鑒定微衛(wèi)星DNA克隆,然后測定這些克隆的側(cè)翼序列，最后根據(jù)SSR兩側(cè)序列在同一物種內(nèi)高度保守的特性設(shè)計引物。在這一過程中，了解SSR座位兩側(cè)的核苷酸序列,尋找其中的特異保守區(qū)是重點所在。另外，從數(shù)據(jù)庫或已發(fā)表的有關(guān)文獻(xiàn)中查詢，使用親緣關(guān)系比較接近的其他物種的引物也是獲得所需引物的有效途徑。目前，一般的實驗室都是利用現(xiàn)成的商業(yè)化的SSR引物進(jìn)行PCR擴增的。 PCR擴增反應(yīng) 在確定了引物的基礎(chǔ)上就可以在PCR儀上對基因組中的SSR序列進(jìn)行擴增。由于不同引物、不同材料的擴增條件存在著差異，這就需要對引物濃度、Tag酶、Mg2+ 濃度、pH值、變性溫度、退火溫度等進(jìn)行優(yōu)化，以便獲得清晰、準(zhǔn)確、便于統(tǒng)計的電泳圖譜。在這里值得一提的是最好選用一家公司同一批次的Tag酶以便增加可比性, 減小不必要的誤差。由于Mg2 + 是Taq DNA聚合酶的激活劑，所以它的濃度不僅影響酶的活性和合成的可靠性而且還影響引物與模板的結(jié)合效率和產(chǎn)物的特異性。高濃度的Mg2+雖然可以保證PCR反應(yīng)的順利進(jìn)行，但有時產(chǎn)物帶有明顯的背景，適當(dāng)降低Mg2+濃度則可以有效地消除背景，其作用比提高退火溫度更明顯;在實驗時要根據(jù)引物、材料的不同確定合適的Mg2+濃度。退火溫度是指引物與模板特異結(jié)合的最佳溫度，是任何PCR反應(yīng)最重要的參數(shù)。退火溫度對SSR影響也較大，退火溫度低，引物和模板結(jié)合特異性較差，出現(xiàn)的條帶可能增多；退火溫度高，引物和模板結(jié)合特異性增加。并且在SSR擴增反應(yīng)中，不同的材料，引物濃度不相同；相同的材料，由于引物濃度的差異，退火溫度也是不相同的，所以在試驗時要設(shè)計幾個不同的溫度梯度，反復(fù)調(diào)試，選擇最佳退火溫度。目前，一般SSR試驗采用的退火溫度在55 ℃左右。 電泳及染色 PCR產(chǎn)物需經(jīng)電泳分離、染色顯示后才能進(jìn)行譜帶觀察、統(tǒng)計。用于分離瓊脂糖凝膠電泳的類型可以分為垂直型和水平型兩種，前者由于制膠簡單，加樣方便，可操作性強等優(yōu)點而更受歡迎。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 我國是西瓜消費與生產(chǎn)大國，西瓜播種面積占世界的60%，西瓜的栽培在我國農(nóng)村的經(jīng)濟發(fā)展中起著越來越重要的作用。然而西瓜品質(zhì)有逐年下降的趨勢, 如何保持與提高西瓜的品質(zhì)便成為迫切需要解決的問題。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨特之處
- 西瓜糖代謝相關(guān)SSR引物的篩選是找到控制西瓜糖代謝的相關(guān)基因從而提高西瓜品質(zhì)的重要步驟之一，主要包括DNA提取、引物設(shè)計、PCR擴增、電泳及染色、觀察結(jié)果及統(tǒng)計分析等。 通過西瓜糖代謝相關(guān)SSR引物篩選的過程，比較DNA片段的多態(tài)性，來確定與糖代謝有關(guān)的DNA片段，從而控制表達(dá)的有關(guān)果糖的基因片段，來提高果糖含量。對提升西瓜的風(fēng)味品質(zhì)與經(jīng)濟價值起重要作用。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 西瓜果實的糖分含量是衡量西瓜品質(zhì)成分的一項重要指標(biāo)，培育低糖且不失口感和風(fēng)味的西瓜，不但符合現(xiàn)代人對健康的要求還可以滿足糖尿病病人的特殊需要,通過對西瓜果實中糖分含量遺傳規(guī)律的研究找出控制西瓜中糖分含量的基因，可以對西瓜的分子輔助選擇育種提供一定的幫助。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 西瓜(Citrullus lanatus Thunb.)是一種世界性的園藝作物, 當(dāng)今世界第5大水果。我國西瓜年播種面積為222萬hm2, 總產(chǎn)量約5386萬t, 種植面積與總產(chǎn)量均居世界首位, 占西瓜總面積和總產(chǎn)量的60%以上(FAO, 2003)。近些年西瓜品質(zhì)有逐年下降的趨勢, 如何保持與提高西瓜的品質(zhì)便成為迫切需要解決的問題。西瓜含糖量的高低是影響其風(fēng)味品質(zhì)、經(jīng)濟價值的重要因素。因此，提高西瓜果實的含糖量，已成為栽培中的關(guān)鍵技術(shù)。西瓜果實糖分含量的多少是衡量品質(zhì)的重要指標(biāo)之一而對于消費者來講甜度的高低是最直接的標(biāo)準(zhǔn)。各種糖的甜度不同，蔗糖的甜度作為100，果糖的甜度可高達(dá)180，而葡萄糖的甜度可低到53。因而，即使不同果實中含糖總量相同，由于各種糖分所占比例不同而使甜度有別。反之，含糖總量不同，總糖含量較少者，也可能會因甜度較高的糖分所占比例較大而使甜度相差無幾。 本文綜述西瓜糖代謝相關(guān)SSR引物篩選的過程，比較DNA片段的多態(tài)性，來確定與糖代謝有關(guān)的DNA片段，從而控制表達(dá)的有關(guān)果糖的基因片段，來提高果糖含量。對提升西瓜的風(fēng)味品質(zhì)與經(jīng)濟價值起重要作用。
獲獎情況
- 《西瓜糖代謝相關(guān)SSR引物的篩選》，已投往《東北農(nóng)業(yè)大學(xué)校報》，審稿中。
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻(xiàn)
- [1]張帆，宮國義，王倩，何洪巨，許勇 .西瓜品質(zhì)構(gòu)成分析,果樹學(xué)報.2006,23(2):266-269 . [2]鄒明學(xué)，陳艷紅，徐勇，郭紹貴，張海英，宮國義.西瓜EST-SSR分子標(biāo)記的篩選.長江蔬菜,2009（18）：13－14. [3]楊冬娟，馬瑞君.SSR分子標(biāo)記在作物遺傳多樣性研究中的應(yīng)用現(xiàn)狀.甘肅科技, 2007(23)8-10. [4]李麗,王海崗,張曉麗, 彭鎖堂.SSR分子標(biāo)記在作物遺傳育種中的應(yīng)用.山西農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,36(3):15～18. [5]候婭麗,劉文忠.ISSR分子標(biāo)記及其在動物遺傳育種中的應(yīng)用.上海畜牧獸醫(yī)通訊.2004,39(4):8–9. [6]鄭景生,呂蓓.PCR技術(shù)及實用方法.分子植物育種,2003,1(3):381- 394. [7]黃秦軍,蘇曉華,張香華.SSR分子標(biāo)記與林木遺傳育種.世界林學(xué)研究,2002,15(3):14-16. [8]Pangborn R M.Relative taste of selected sugars and organic acids[J].Food Sci,196328:726-733. [9]Doty T E.Fructose sweetness:a new dimension[J].Cereal Foods Worlr,1976,21：62-63.
同類課題研究水平概述
- 西瓜果實中糖分含量組成的研究 國家蔬菜工程研究中心的張帆、許勇等對西瓜的品質(zhì)構(gòu)成進(jìn)行了分析。在糖分含量方面，研究同樣也表明果糖與甜度的相關(guān)系數(shù)大于蔗糖和葡萄糖，葡萄糖的相關(guān)系數(shù)大于蔗糖，說明了西瓜的甜度是果糖、蔗糖和葡萄糖共同作用的結(jié)果。 總糖方面的研究進(jìn)展 林碧英等通過雙列雜交分析了甜瓜可溶性固形物含量的遺傳規(guī)律，結(jié)果表明，遺傳方差組成中基因的加性效應(yīng)和顯性效應(yīng)都是顯著的，但加性效應(yīng)占相對主要優(yōu)勢，狹義遺傳力為65%。基因的分布是不均衡的，控制該性狀的W基因為顯性基因，但表現(xiàn)為不完全顯性。 單糖方面的研究進(jìn)展 揚州大學(xué)的陳銀根等對黃瓜果實中的果糖含量進(jìn)行了遺傳分析，利用高果糖和低果糖含量的黃瓜作為親本進(jìn)行雜交，并自交和回交所獲得的六個世代（P1、P2、F1、F2、BC1P1、BC1P2）為材料，利用主基因+多基因混合模型對黃瓜果實中的果糖含量進(jìn)行了遺傳模型分析。黃瓜果實果糖含量受一對加性-顯性主基因+加性-顯性多基因控制，其中以主基因遺傳為主。 Burger等利用西瓜高糖品種“Noy Yizre ‘el ”與中等度糖品種Persia202的組合，分析F2和F3分離群體的遺傳效應(yīng)，認(rèn)為蔗糖含量由主基因和多基因控制。同時利用高糖品種“Noy Yizre ‘el ”與低糖品種Faqqous,為親本的研究中分析F2和回交世代的遺傳效應(yīng)認(rèn)為高糖含量由單隱性基因控制。 Yosef B 等利用一個甜瓜中含蔗糖和總糖都低的品種(subsp.melo var.flexuosus)和一個含蔗糖和總糖都高的品種(subsp.melo var.reticulatus)雜交進(jìn)行遺傳效應(yīng)分析，認(rèn)為糖的積累高度遺傳，控制低糖含量的基因為完全顯性，控制高糖含量由一個隱性基因控制。 作物果實中控制糖分含量基因的QTL定位研究進(jìn)展 R.Harel-Beja、G.Tzuri等利用甜瓜組合PI414723（subspecies agrestis）與Dulce(subspecies melon)組建的重組自交系的99個株系，運用SSR、AFLP和SNP三種分子標(biāo)記方法，繪制出具有12個連鎖群，668個標(biāo)記的連鎖遺傳圖譜?？傞L度為1222cM,平均距離為2.672cM。定位出了控制蔗糖含量的4個QTL和控制葡萄糖含量的一個QTL，最近距離分別為11cM和19cM。
