黄瓜皮色基因克隆与表达分析-任华中.doc-中国农业大学

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1、中国农业大学本科生“URP”立项申请书项目名称：黄瓜嫩果皮黄色基因CsYg的克隆及表达分析申请人：任华中工作单位：园艺学院联系电话：010-62731009电子信箱：renhuazhong@cau.edu.cn填表日期：2017年3月22日中国农业大学教务处制9项目名称黄瓜嫩果皮黄色基因CsYg的克隆及表达分析项目起止时间2017年5月-2018年4月项目申请人情况姓名任华中性别男出生日期1963.04最后学历与学位博士专业技术职务教授从事专业蔬菜学一、项目概况（1）项目的背景情况;项目研究的意义黄瓜是世界上四大蔬菜之一，世

2、界总栽培面积仅次于番茄（Lietal.,2009）。中国是世界上黄瓜生产面积最大、产量最高的国家。据FAO统计，2013年全世界的黄瓜总生产面积是211万公顷，其中仅中国就达116万公顷，占全世界的54.97%。全世界黄瓜总产量是7131万吨，中国达到5436万吨，占到全世界的76.23%。黄瓜以其独特的风味，脆嫩的质地，深受世界各地消费者的喜爱，在人民生活中占有重要的地位（刘春香，2003）。黄瓜在我国蔬菜生产中起着重要作用，其新品种的选育在我国日益受到重视，在“十五”期间，黄瓜育种第一次被列入国家‘863’项目。随着社会

3、和经济水平的飞跃，黄瓜生产逐步向产业化发展，人们对黄瓜品种的要求越来越高。其中品种的品质改善是蔬菜产业发展的一个重要课题，也是国家大宗蔬菜产业体系“十三五期间的重点研究课题。因此，解决黄瓜品质的改善有利于满足人民对黄瓜品质的需求，具有重要的现实意义。外观品质属于黄瓜品质的范畴。如皮色及其均一性、瓜长、果刺、果瘤、果皮光泽度等(Yangetal.,2014)。由于消费习惯的不同，世界上不同地区的人们对黄瓜果果皮颜色绿、黄以及及色彩的均一的喜好不同。例如，在欧美国家绝大多数的鲜食黄瓜要求黄绿/翠绿、果皮光亮、皮色均一、光滑无刺等

4、。但我国的消费者更钟情于果皮颜色翠绿或深绿、表面具有稠密、凸起的果瘤的华北类型黄瓜。果实是黄瓜的产品部分，而嫩果果皮颜色作为果实外观品质重要的性状，直接影响着黄瓜果实商品销售状况。研究黄瓜嫩果皮颜色性状的遗传规律及分子调控机制，对选育符合市场需求的黄瓜品种具有重要的理论意义。此外，对嫩果果皮颜色的研究还有利于丰富色素合成机理的理论发展。因此，嫩果皮颜色是黄瓜外观品质的关键性状之一，而关键基因的克隆和鉴定是分子遗传改良的基础。（2）项目实施的必要性：国内外的研究进展国内外学者已利用不同的遗传背景及不同环境条件黄瓜嫩果皮颜色进行

5、了遗传规律和定位研究。早在1938年Cochran就报道了绿色果皮（dg）显性于白色果皮（w）。Younger认为嫩果黄绿色果皮性状由yg控制，黄绿色相对于深绿色为隐，yg对浅绿色基因具有上位作用。Lawrence和Todd认为黄瓜嫩果皮颜色中黄绿色“yg”隐性于深绿色，上位于淡绿色。Strong和Tkachenko分别报道皮色暗绿色或有光泽由D基因控制，暗绿色为显性；皮色一致或有斑驳由u基因控制，斑驳为显性。孙小镭等对4个黄瓜嫩果皮不同品种的叶绿素含量进行遗传分析,使用主基因+多基因联合分析方法,认为黄瓜嫩果皮叶绿素含量是

6、受2对加性一显性主基因+加性一显性多基因(E-2模型)控制,由此推断黄瓜嫩果皮色有两对主基因控制。李亚利等以绿皮黄瓜WD3和白皮黄瓜B-2-2为父母本杂交获得的F2代为材料，检测到2个与黄瓜果皮绿色连锁的SRAP标记ME9EM1-309和ME8EM14-425，遗传距离分别为6cM和8.3cM。张凤青等以29个高代自交系0349-5（果皮光泽，绿熟时果皮纯绿，无瘤）、0345-2（果皮无光泽，绿熟时果皮杂色，有瘤）及其所繁殖的Fl代、F2代为试材，获得了2个AFLP标记V7T3A363和V7T5A181，V7T3A363与果

7、色及果皮光泽性状的遗传距离分别为36.36cM和34.09cM，V7T5A181与果色及果皮光泽性状的遗传距离分别为13.64cM和9.09cM。孙晓丹等利用AFLP技术鉴定出2个与黄瓜果白皮颜色连锁的标记E43M61和E34M59，连锁距离为5.2cM和5.6cM。董邵云等运用SSR分子标记对白色果皮性状进行了基因定位研究，将白色果皮基因(w)定位于黄瓜3号染色体上，侧翼标记为SSR23141与SSR23517，遗传距离分别为1.9cM和4.9cM。迄今为止，黄瓜嫩果皮颜色yg的精细定位及标记的开发研究尚未见报道。以Roc

8、he454、IlluminaSolexa和最近LifeScience的Torrent技术平台为代表的下一代测序技术（Next-generationsequencing,NGS）的快速发展使得高通量测序和基因型分析成为可能。近年来，利用新一代测序技术进行全基因或部分基因组重测序的方法可以在品