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甜瓜属Cucumis X hytivus Chen and Kirkbride (2n=38)是陈劲枫通过远缘杂交和胚拯救并经体细胞无性系变异染色体数目加倍而育成的异源四倍体新种,该物种的合成对改善黄瓜种质资源,将近缘野生种的有用性状转移到栽培种黄瓜具有重要意义。为了在分子水平验证Cucumis X hytivus Chen and Kirkbride起源于栽培种黄瓜‘北京截头’与甜瓜属野生种之间的种间远缘杂交并且明确经过5代繁育后是否仍然保持杂种特性,本研究以异源四倍体新种经过5代连续自交的后代S5和栽培种黄瓜‘北京截头’(Cucumis sativus L.’Beijingjietou’,2n=14)及母本甜瓜属野生种(Cucumis hystrix Chakr..2n=24)为材料,以6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因(6-phosphogluconate dehydrogenase gene,6PGDH)为对象进行研究,结果如下：1.黄瓜6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因(6-phosphogluconate dehydrogenase gene,6PGDH)的克隆及分析根据6PGDH保守氨基酸序列设计简并引物,应用RT-PCR技术从黄瓜叶片中获得了640bp的特异片段,以该序列在EST数据库进行同源检索筛选,显示甜瓜EST序列AM715537.2与之高度同源,据此设计引物经RT-PCR扩增、分子克隆和序列拼接,获得了黄瓜6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因全长序列,命名为Cs6PGDH。序列分析表明该基因全长1,829bp,其中开放读码框(ORF)长1,488bp编码495个氨基酸组成的多肽,编码区内无内含子存在,5’,3’端非翻译区长度各为70bp和271bp。Blast同源性分析表明该基因编码的氨基酸序列与拟南芥、大豆、水稻、玉米、菠菜等物种6PGDH的氨基酸序列有74%以上的同源性,该基因在GenBank登录号为FJ610345。运用半定量RT-PCR技术对6PGDH基因的转录水平进行分析,结果表明该基因在叶、根、茎中均有表达,高温胁迫下的表达量高于常温对照,说明6PGDH基因与热胁迫相关。2.利用6PGDH基因进行杂交种的分子验证根据上述黄瓜6PGDH基因序列(GenBank登录号：FJ610345)设计引物,扩增了异源四倍体新种S5、甜瓜属野生种和‘北京截头’的6PGDH基因片段,测序结果表明3个种的6PGDH同源一致性高达99.73%,片断长度分别为1,718bp,1718bp和1,720bp,均包含1,488bp编码495个氨基酸的完整开放阅读框和68-70bp的5’非编码区,162bp的3’非翻译区末端。利用DNAMAN软件检测到异源四倍体新种与野生种和栽培黄瓜‘北京截头’的氨基酸多态性差异位点有4个,其中新种有3个氨基酸位点来自野生种,另1个来从‘北京截头’；碱基多态性差异位点有24个,其中新种有11个位点碱基来自‘北京截头’,另有10个来自野生种,有2个位点同时含有双亲碱基,只有1个位点碱基发生转换突变而与双亲都不相同。氨基酸和碱基多态性差异位点的遗传分布符合孟德尔遗传学定律,在分子水平证实了异源四倍体新种起源于甜瓜属野生种和栽培黄瓜‘北京截头’的种间杂交,并且在经过5代繁育后仍然保持杂交种特性。为研究甜瓜属hystrix×sativis种间杂交中细胞器(线粒体、叶绿体)基因的遗传规律,对甜瓜属人工合成的异源四倍体新种(Cucumis×hytivus Chen and Kirkbride)的自交后代S5及其杂交母本甜瓜属野生种(Cucumis hystrix Chakr.)和杂交父本栽培种黄瓜‘北京截头’(Cucumis sativus L.)线粒体基因组中apocytochrome b(cob),NADH dehydrogenase subunit1(NAD1),NADH dehydrogenase subunit7(NAD7)基因序列,叶绿体基因组中matK-trnK和rbcL-accD区域的DNA序列进行了测序与比较分析,结果如下：3.线粒体基因的遗传分析在线粒体基因组中,3个种cob基因的909bp长度片断序列中只存在1个多态性碱基位点,新种该位点碱基类型与父本‘北京截头’相同而不同于母本野生种；在长度为943bp的NAD1内含子中有7个多态性碱基位点,其中有6个位点的碱基类型新种与父本‘北京截头’相同而不同于母本野生种,另1个位点的碱基类型与双亲都不相同；在长度为880bp的NAD7内含子序列中存在17个多态性碱基位点,其中有14个位点新种的碱基类型与父本‘北京截头’相同而不同于母本野生种,另3个位点碱基类型与双亲都不相同,这可能主要是由于DNA随机突变造成的。上述结果表明甜瓜属hystrix×sativus种间杂交中线粒体基因主要表现为父系遗传。4.叶绿体基因的遗传分析在叶绿体基因组中,3个种在长度为2.036bp Matk-trnK区域中存在着18个多态性碱基位点,其中有16个多态性位点的碱基类型新种与母本野生种相同,只有2个位点的碱基类型与父本‘北京截头’相同；在长度为945bp的rbcL-accD区域中存在着19个多态性位点,其中有18个多态性位点的碱基类型新种与母本野生种相同,只有1个多态性位点碱基类型与父本‘北京截头’相同。这表明甜瓜属hystrix×sativus种间杂交叶绿体基因主要表现为母系遗传。