不同染色体倍性西瓜生理指标的测定和遗传变异研究

摘要

本实验以九花西、金二绿和橙红3号三个西瓜品种的纯合二倍体及其人工诱导的同源四倍体、三倍体为材料，系统地研究不同染色体倍性西瓜材料的若干生理生化指标，以及用AFLP分子标记技术对不同倍性西瓜基因组DNA的多态性比较和通过cDNA-AFLP技术对不同倍性西瓜材料的在表达水平上的差异分析。从分子生物学、生理生化等不同领域和层面，探讨了西瓜染色体倍性、基因剂量和性状表达的关系，为西瓜多倍体育种及抗逆性育种提供了重要理论依据。通过实验研究取得以下主要结果：
　　 1.多倍体的抗逆性优于二倍体。电导率三个品种都是2X>3X>4X，九花西和金二绿的3X、4X与相应的2X相比均有显著性差异；MDA含量三个品种都是2X>4X>3X，金二绿和橙红3号3X、4X与相应的2X相比均有显著性差异；Pro含量九花西是4X>2X>3X，金二绿和橙红3号是4X>3X>2X，金二绿的3X、4X以及橙红3号的4X与相应的2X相比均有显著性差异；POD活性三个品种都是3X>4X>2X，橙红3号3X、4X与相应的2X相比均有显著性差异。
　　 2.单位鲜重叶片总叶绿素的含量九花西和橙红3号是2X>3X>4X，金二绿是2X>4X>3X，其中九花西的4X、金二绿的3X与相应的2X相比均有显著性差异。
　　 3.对果实番茄红素的测定发现，其含量与瓤色相关，主要存在红瓤(九花西)中，4X>3X>2X，多倍体与2X有显著性差异；黄瓤(金二绿)和橙色瓤(橙红3号)含量极少，不同倍性之间没有显著性差异。
　　 4.利用AFLP技术，共筛选47对引物组合，28对引物组合没有扩增出特异性条带。每个西瓜品种的三个倍性之间均扩增出7种带型，并且不同倍性之间都有特异性条带。九花西扩增出1063个位点，多态性位点有41个，占3.86％；金二绿扩增出1044个位点，多态性位点有18个，占1.72％；橙红3号扩增出1054个位点，多态性位点有20个，占1.90％。结果说明在基因组DNA水平上不同染色体倍性西瓜之间多态性较低。
　　 5.利用cDNA-AFLP技术研究不同倍性西瓜材料在基因表达水平上差异，共筛选18对引物组合，每个西瓜品种的三个倍性之间均扩增出7种带型，并且不同倍性之间都有特异性条带。九花西扩增出334个位点，多态性位点有53个，占15.87％；金二绿扩增出319个位点，多态性位点有32个，占10.03％；橙红3号扩增出311个位点，多态性位点有17个，占5.47％。说明三个西瓜品种在RNA水平上有广泛的遗传表达多样性，并且都比在DNA水平上的多态性高。不同品种西瓜的多倍体与相应的二倍体相比，多倍化后均发生了一定比例的激活和沉默的表达变化，但是不同的品种激活和沉默的规律不同。