甜瓜種質(zhì)資源果實質(zhì)構(gòu)評價及其相關(guān)酶基因的表達分析課件

甜瓜種質(zhì)資源果實質(zhì)構(gòu)評價及其相關(guān)酶基因的表達分析Author：徐偉欣Supervisor:劉莉2012-10-30甜瓜種質(zhì)資源果實質(zhì)構(gòu)評價及其相關(guān)酶基因的表達分析Author主要內(nèi)容1.甜瓜簡介2.甜瓜果實硬度、脆性評價方法3.甜瓜果實硬度、脆性研究進展4.關(guān)于試驗5.其他主要內(nèi)容1.甜瓜簡介1.甜瓜簡介甜瓜（CucumismeloL.）是葫蘆科(Cucurbitaceae)在全球種植地域最為廣泛的重要經(jīng)濟作物，也是人類馴化利用最早的植物之一。其果實營養(yǎng)豐富、風(fēng)味獨特、香氣濃郁，一直以來都深受廣大消費者的歡迎，居國際市場暢銷的十大果品之一。隨著人們生活水平的大幅提高，市場對于果實品質(zhì)的要求也在逐步提高，甜瓜作為一種重要的水果，其商品性狀不再僅局限于果實外觀漂亮、品質(zhì)好、貨架期長，具有怡人的香氣以及脆酥的口感也已成為果品吸引消費者和增強市場競爭力的重要因素之一（Beaulieu&Lea,2006；Kourkoutasetal,2006；Javieretal.2010；劉圓等，2008；馬永昆等，2004）。

據(jù)FAO（世界糧農(nóng)組織）2010數(shù)據(jù)：1.甜瓜簡介甜瓜（Cucumi1.甜瓜簡介果實質(zhì)構(gòu)是既風(fēng)味之后影響消費者對質(zhì)量認(rèn)知的第一標(biāo)準(zhǔn)（Franc-ChristopheBaurensetal.2003;AntonioRaffoetal.2006）。引人注意的是，哈密瓜類型、部分Honeydew類型，以及薄皮甜瓜類型的部分品種，在果實成熟的不同時期都能保持其特有的脆酥口感，深受各地消費者的青睞，其消費市場也在逐年擴大，被認(rèn)為是改進甜瓜貨架期和擴大市場的一個重要資源（劉莉2004；2005）。目前的甜瓜育種項目多注重于果實顏色、大小、抗病性、產(chǎn)量及其它性狀的選擇，對果實硬度和脆酥口感的生理學(xué)及分子生物學(xué)機制卻研究較少。因此，從目前的市場情況來看，以芳香物質(zhì)和果實口感為主打的品質(zhì)育種將是二十一世紀(jì)最重要的育種目標(biāo)，越來越受育種學(xué)家的重視。1.甜瓜簡介果實質(zhì)構(gòu)是既風(fēng)味之2.甜瓜果實硬度、脆性評價方法果實硬度和脆性一直以來都是反映水果品質(zhì)和成熟狀態(tài)的重要指標(biāo)。目前檢測水果硬度和脆性常用的方法大體分為兩種：一種是有傷檢測，包含果實硬度計（馬之勝等2009；劉軍2011；羅靜2011；

R.Aurand2012）、質(zhì)構(gòu)儀（陸秋君2002；潘秀娟2005）等；另一種是無傷檢測，包含感官評價（樊勇2009）和近紅外光譜無損檢測（趙志磊2011）等方法。不同的檢測方法側(cè)重點不一樣，且不同水果適宜不同的檢測方法。甜瓜上目前的硬度及脆性檢測方法較傾向于感官檢測和果實硬度計兩種。運用科學(xué)統(tǒng)一的方法對果實硬度及脆性進行測定，可以更為準(zhǔn)確地描述這一性狀，并為甜瓜育種提供科學(xué)有力的工具。綜上，建立科學(xué)的果實硬度及脆性評價體系至關(guān)重要。2.甜瓜果實硬度、脆性評價方法2.甜瓜果實硬度、脆性評價方法

本試驗擬采用感官評價、質(zhì)構(gòu)儀、高光譜儀以及電鏡切片觀察4種檢測方法，對果實硬度差異較大的兩個親本，及其雜交回交分離后代果實進行測定，比較4種方法的異同，建立科學(xué)高效的果實硬度、脆性評價體系。

并將所得數(shù)據(jù)，采用蓋鈞鎰（2003）數(shù)量性狀混合遺傳模型主基因+多基因多世代聯(lián)合分析方法進行分析，該方法能夠解決孟德爾經(jīng)典遺傳學(xué)不能說明的數(shù)量性狀的遺傳規(guī)律，在生物的多個數(shù)量性狀遺傳研究中，可以較好地解釋數(shù)量性狀的遺傳方式和表達效果。2.甜瓜果實硬度、脆性評價方法本試驗擬采用感3.甜瓜果實硬度、脆性研究進展3.1甜瓜硬度、脆性在成熟過程中的變化

甜瓜是cucumis屬中變異性最為豐富的一個種，不僅在形態(tài)學(xué)上表現(xiàn)出極大的差異，在生長發(fā)育、呼吸躍變等生理生化性狀上也表現(xiàn)出豐富的多樣性，被稱作“多態(tài)性種”。尤其是厚皮甜瓜類型如cantalupensis、inodorus、recticulatus與薄皮甜瓜類型conomon、chinensis在呼吸躍變類型、果實成熟軟化上的顯著差異，躍變特性對成熟速度和貯藏性起了相當(dāng)重要的作用。細(xì)胞壁成分的解離是果實硬度下降的直接原因（Fischer&Bennett，1991）。果實成熟是一個由基因和環(huán)境同時調(diào)控的生理學(xué)和生物化學(xué)級聯(lián)效應(yīng)的結(jié)果。在成熟的過程中，果實的硬度、顏色、香氣以及質(zhì)構(gòu)都會漸漸發(fā)生變化，直到它們產(chǎn)生了其特有的風(fēng)味和外觀。果實硬度下降的過程是決定果實質(zhì)量和貨架期的一個關(guān)鍵因素。果實采后老化的分子機制到目前為止仍不清楚，并且預(yù)防果實采后硬度和質(zhì)量的快速下降是很困難的，這就導(dǎo)致運輸、貯藏和銷售過程中的大量損失。3.甜瓜果實硬度、脆性研究進展3.1甜瓜硬度、脆3.1甜瓜硬度、脆性在成熟過程中的變化

不同甜瓜果實表現(xiàn)出不同的躍變模式，甜瓜成熟過程中的多數(shù)生理學(xué)過程都可以被分為躍變型和非躍變型。比如果皮的黃化、果肉的軟化以及離區(qū)的形成等都是與乙烯相關(guān)的（Floresandothers2001;Nunz-Paleniusandothers2007;Pechandothers2008）.香氣物質(zhì)的產(chǎn)生被認(rèn)為是部分依賴于乙烯的。并且從以往采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)來部分抑制與乙烯合成相關(guān)基因的研究結(jié)果來看，轉(zhuǎn)基因甜瓜果實表現(xiàn)出對乙烯產(chǎn)量、呼吸峰形成、果皮著色、果肉軟化和果實成熟的抑制（Floresandothers2001;Silvaandothers2004）。這些研究同樣指出調(diào)控甜瓜果實成熟的路徑既有與乙烯相關(guān)的，也有不相關(guān)的。

3.1甜瓜硬度、脆性在成熟過程

3.2果實硬度、脆性相關(guān)分子機制研究進展薄壁細(xì)胞通過細(xì)胞壁、半滲透膜和胞汁所具有的負(fù)水勢吸收水分形成細(xì)胞的膨壓，這種膨壓和細(xì)胞壁的機械特性在咀嚼的機械壓力下發(fā)生改變，從而使人對食品產(chǎn)生脆、硬、軟、綿等質(zhì)地上的印象（陸盛民2001）。劉春香（2003）研究了黃瓜風(fēng)味品質(zhì)的構(gòu)成因素及部分因素遺傳參數(shù)，通過對質(zhì)地品質(zhì)差異較大的4個品種果實的解剖結(jié)構(gòu)，纖維素、果膠含量等的測定分析發(fā)現(xiàn)，黃瓜質(zhì)地品質(zhì)與解剖結(jié)構(gòu)、纖維素和果膠含量等關(guān)系密切。果皮細(xì)胞厚度對質(zhì)地品質(zhì)影響較大，果皮厚，皮層細(xì)胞排列緊密則果實不脆；導(dǎo)管粗，細(xì)胞形狀不規(guī)則不利于脆性提高。纖維素含量高，果實不脆；果膠含量高，果實較脆，果膠性質(zhì)對脆性也有影響。張廣英（2009）在對比4個黃光品種時發(fā)現(xiàn)水分是影響黃瓜脆性的主要原因，水分多，則黃瓜的脆性強，而余記柱等（1994）的報告卻認(rèn)為果實的硬度和脆性是呈正相關(guān)的。3.2果實硬度、脆性相關(guān)分子機3.2果實硬度、脆性相關(guān)分子機制研究進展果實質(zhì)構(gòu)的機制極其復(fù)雜，并且有一部分物種特異性（GoulaoandOliveira2008）?？茖W(xué)家為研究果實成熟過程中的軟化的分子和生物化學(xué)機制已做了大量的研究，特別是果實軟化與細(xì)胞壁修飾酶高表達的關(guān)系（ToivonenandBrummell2008;GoulaoandOliveira2008）。然而，果實質(zhì)構(gòu)或許在果實發(fā)育階段就已經(jīng)被決定了（Chaibetal.2007），并且很可能包含多種機制。截止目前，已有多篇關(guān)于果實硬度與果實各種結(jié)構(gòu)學(xué)、組織學(xué)等性狀相關(guān)性的研究。番茄（Vrebalovandothers2002;Sunandothers2012）和葡萄(Chervinandothers2004;Zhangandothers2009b;Sunandothers2010)果實的成熟以及軟化機制目前研究得相對較好，一些較為廣泛基礎(chǔ)的機制目前也已發(fā)現(xiàn)。3.2果實硬度、脆性相關(guān)分子機制研究進展3.2果實硬度、脆性相關(guān)分子機制研究進展萬賽羅等（2008）以以色列硬果型番茄為試材，研究發(fā)現(xiàn)番茄果實成熟過程中，原果膠、纖維素含量降低，可溶性果膠含量上升；PG、纖維素酶在硬度下降過程中起主要作用，與硬度呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；而中PME活性高峰均在PG活性高峰之前出現(xiàn)，而且PME活性與可溶性果膠含量間無顯著的相關(guān)關(guān)系。程杰山（2006）選擇了5個果實硬度有明顯差異的辣椒品系為試驗材料，研究發(fā)現(xiàn)與果實硬度密切相關(guān)的生理生化指標(biāo)有：果實組織結(jié)構(gòu)，可溶性果膠含量，纖維素含量，細(xì)胞壁水解酶特別是PG活性。

劉軍等（2011）以辣椒軟果和硬果自交系為親本，構(gòu)建P1、F1、P2、B1、B2和F2共6個家系世代群體，應(yīng)用植物數(shù)量性狀主基因+多基因混合遺傳模型對該6個世代群體進行多世代聯(lián)合分析，結(jié)果表明：辣椒果實硬度遺傳符合1對加性主基因+加一顯性多基因遺傳模型。3.2果實硬度、脆性相關(guān)分子機制3.3甜瓜果實硬度、脆性研究現(xiàn)狀

目前對于甜瓜果實成熟軟化的研究多集中于與乙烯相關(guān)的酶或基因，Sun等（2012）研究了甜瓜果實發(fā)育及成熟過程中ABA代謝途徑中的關(guān)鍵酶基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控，并通過外施ABA及NDGA等研究了對乙烯合成酶基因CmACS1和CmACO1，以及細(xì)胞壁裂解酶基因CmPG1表達量的影響。Sun等（2012）以Elizabeth為試材，研究了甜瓜果實發(fā)育和成熟過程中ABA代謝途徑關(guān)鍵酶的轉(zhuǎn)錄調(diào)控，外施ABA、NDGA上調(diào)了甜瓜ACS、ACO以及細(xì)胞壁分解酶PG活性。部分育種家認(rèn)為甜瓜果實中許多影響果實重量、大小、含糖量、種子數(shù)量、果肉顏色以及有機酸代謝的過程都是與乙烯無關(guān)的（Nunz-Paleniusandothers2007）。Obando等（2008）著重研究了甜瓜果實成熟和軟化的相關(guān)基因和QTLs定位，通過試驗檢測到一些與果肉硬度相關(guān)的QTLs位點，并對有可能與乙烯調(diào)控、合成和細(xì)胞壁降解相關(guān)基因作圖，發(fā)現(xiàn)其與QTLs有重疊位點。3.3甜瓜果實硬度、脆性研究現(xiàn)狀4.關(guān)于試驗CharentaisQueen4.關(guān)于試驗CharentaisQueen4.1試驗材料選擇本試驗根據(jù)2012年6月質(zhì)構(gòu)儀測得果實硬度和脆性數(shù)據(jù)，選擇差異較大的兩種試驗材料，分別是Charentais

和Queen，詳見表1.

以兩者為親本，構(gòu)建P1、P2、F1、F2、BC1P1及BC1P2等不同世代。表1.兩種材料的平均果實硬度和脆性田間代號品種名成熟期平均果實硬度成熟期果實脆性444Charentais33.37128.006484Queen182.961284.1424.1試驗材料選擇本試驗根據(jù)24.2試驗研究內(nèi)容（1）材料篩選：對不同類型、不同成熟時期的甜瓜果實采用質(zhì)構(gòu)儀進行果實質(zhì)構(gòu)分析，鑒定具有較大硬度、脆性差異的甜瓜品種；（2）果實硬度、脆性研究：采用質(zhì)構(gòu)儀、高光譜儀、電鏡等較為科學(xué)的方法測定各甜瓜類型的果實硬度、脆性和結(jié)構(gòu)等相關(guān)性狀，取代以往較易產(chǎn)生人為誤差的感官評價方法，并對數(shù)據(jù)進行處理，以期建立科學(xué)的甜瓜果實質(zhì)構(gòu)特性評價體系，并分析甜瓜果實硬度、脆性的種質(zhì)資源多樣性。（3）果實硬度遺傳規(guī)律研究：選配Var.inodorus×Var.cantalupensis組合，得到P1、P2、F1、F2、BC1P1及BC1P2等不同世代，將不同世代的質(zhì)構(gòu)等數(shù)據(jù)，以蓋鈞鎰（2003）數(shù)量性狀混合遺傳模型主基因+多基因多世代聯(lián)合分析方法進行分析，研究果實質(zhì)構(gòu)的遺傳規(guī)律；（4）果實硬度和脆性的遺傳研究：在以上研究基礎(chǔ)上，以Var.inodorus×Var.cantalupensis組合得到的不同世代為試驗材料，克隆果實中與果實硬度和脆性相關(guān)基因，本試驗擬研究與細(xì)胞壁分解相關(guān)的纖維素酶、多聚半乳糖醛酸酶、果膠酶、甘露聚糖酶等，并測定其時空表達差異，分析其遺傳規(guī)律。4.2試驗研究內(nèi)容（1）材料篩選：對不同類型、不同成熟時期的4.3技術(shù)路線總體分為三部分：

1.建立科學(xué)合理的甜瓜果實硬度、脆性評價體系，2.根據(jù)不同甜瓜世代質(zhì)構(gòu)數(shù)據(jù)，分析試驗材料的遺傳規(guī)律；

3.分析甜瓜果實硬度、脆性相關(guān)基因在不同品種、同一品種不同時期的表達差異。4.3技術(shù)路線總體分為三部分：參考文獻[1]Beaulieu,J.,2006.Volatilechangesincantaloupeduringgrowth,maturation,andinstored

fresh-cutspreparedfromfruitharvestedatvariousmaturities.J.Am.Soc.Hort.Sci.131,127–139.[2]Kourkoutas,D.,Elmore,J.S.,Mottram,D.S.,2006.Comparisonofvolatilecompositionsandflavourpropertiesofcantaloupe,Galiaandhoneydewmuskmelons.FoodChem.97,95–102.[3]Javier，M.,Obando-Ulloa,JorgeRuiz,AntonioJ.Monforte,J.PabloFernández-Trujillo,2010.Aromaprofileofacollectionofnear-isogeniclinesofmelon(CucumismeloL.).FoodChemistry.118:815-822.[4]劉圓，齊紅巖，王寶駒，郭亮，蘇欣,2008.不同品種甜瓜果實成熟過程中香氣物質(zhì)動態(tài)分析.華北農(nóng)學(xué)報,23(2)：49-54.[5]馬永昆，周珊，陳計巒等,2004.用SPME方法分析不同成熟度哈密瓜香氣的研究．食品科學(xué)，25(7)：136-139．[6]Franc-ChristopheBaurensetal.UsingSD-AFLPandMSAPtoassessCCGGmethylationinthebananagenome.PlantMolecularBiologyReporter,2003,Volume21,Number4,Pages339-348.[7]AntonioRaffoetal.Internalqualityoffreshandcoldstoredcelerypetiolesdescribedbysensoryprofile,chemicalandinstrumentalmeasurements.EurFoodResTechnol(2006)222:590–599.[8]劉莉,柿原文香,加藤正弘，2004.來自甜瓜屬(CucumismeloL.)6個變種部分品種貨架期差異比較.園藝學(xué)報,31(6)：817-819.[9]劉莉，柿原文香，加藤正弘，2005.甜瓜(CucumismeloL.)果實中乙烯生產(chǎn)量及一些相關(guān)性狀的遺傳分析.華北農(nóng)學(xué)報20（3）：72-76.

[10]FischerRL，BennettAB．1991．Roleofcellwallhydrolasesinfruitripening．AnnualReviewofPlantPhysiologyandPlantMolecularBiology，42：67-73.參考文獻[1]Beaulieu,J.,2006.Vo[11]馬之勝，王越輝，賈云云等.桃種質(zhì)資源果實硬度評價及概率分級.西南農(nóng)業(yè)學(xué)報，2009，22（1）:167-169[12]劉軍，郭爽，張維，沈火林.辣椒果實硬度性狀的主基因+多基因遺傳分析.西南農(nóng)業(yè)學(xué)報，2011，:24（4）：1464-1468[13]羅靜，田麗萍，張超，薛琳.加工番茄果實硬度與相關(guān)性狀間的分析.中國農(nóng)學(xué)通報，2011,27(28)：217-220[14]陸秋君，王俊，王劍平等.黃花梨果實的硬度和塘度差異[J]．浙江大學(xué)學(xué)報：農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版，2002，28(6)：679—684[15]潘秀娟，屠康.質(zhì)構(gòu)儀質(zhì)地多面分析(TPA)方法對蘋果采后質(zhì)地變化的檢測.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報.2005,21(3):166-170[16]樊勇，陶承光，劉愛群.不同砧木嫁接黃瓜果實感官評價與營養(yǎng)品質(zhì)的相關(guān)性.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009,3:172-173[[17]趙志磊，代旭靜，郝清，張洪森.近紅外光譜無損檢測李果實硬度的研究.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，JournalofAnhuiAgri．Sci．2011，39(24)：14552—14554[18]陸勝民金勇豐張耀洲等果實成熟過程中細(xì)胞壁組成的變化[J].植物生理學(xué)通訊2001，6，（3）：246-249[19]劉春香.黃瓜風(fēng)味品質(zhì)的構(gòu)成因素及部分因素遺傳參數(shù)的研究[M].山東農(nóng)業(yè)大學(xué).[20]張廣英.4個黃瓜品種比較試驗.熱帶農(nóng)業(yè)工程.2009,33(1):61-64.[21]余記柱,石內(nèi)志.黃瓜果實脆度的簡易評價方法[J].園藝學(xué)報袁1994,23(1):91～93.[22]GoulaoLF,OliveiraCM(2008)Cellwallmodificationsduringfruitripening:whenafruitisnotthefruit.TrendsFoodSciTech19:4–25.[23]ToivonenPMA,BrummellDA(2008)Biochemicalbasesofappearanceandtexturechangesinfresh-cutfruitandvegetables.PostharvestBiolTechnol48:1–14.[24]ChaibJ,DevauxM-F,GrotteMG,RobiniK,CausseM,LahayeM,MartyI(2007)Physiologicalrelationshipsamongphysical,sensory,andmorphologicalattributesoftextureintomatofruits.JExpBot58:1915–1925.[11]馬之勝，王越輝，賈云云等.桃種質(zhì)資源果實硬度評價及謝謝！

請各位老師、同學(xué)指正謝謝！

請各位老師、同學(xué)指正甜瓜種質(zhì)資源果實質(zhì)構(gòu)評價及其相關(guān)酶基因的表達分析Author：徐偉欣Supervisor:劉莉2012-10-30甜瓜種質(zhì)資源果實質(zhì)構(gòu)評價及其相關(guān)酶基因的表達分析Author主要內(nèi)容1.甜瓜簡介2.甜瓜果實硬度、脆性評價方法3.甜瓜果實硬度、脆性研究進展4.關(guān)于試驗5.其他主要內(nèi)容1.甜瓜簡介1.甜瓜簡介甜瓜（CucumismeloL.）是葫蘆科(Cucurbitaceae)在全球種植地域最為廣泛的重要經(jīng)濟作物，也是人類馴化利用最早的植物之一。其果實營養(yǎng)豐富、風(fēng)味獨特、香氣濃郁，一直以來都深受廣大消費者的歡迎，居國際市場暢銷的十大果品之一。隨著人們生活水平的大幅提高，市場對于果實品質(zhì)的要求也在逐步提高，甜瓜作為一種重要的水果，其商品性狀不再僅局限于果實外觀漂亮、品質(zhì)好、貨架期長，具有怡人的香氣以及脆酥的口感也已成為果品吸引消費者和增強市場競爭力的重要因素之一（Beaulieu&Lea,2006；Kourkoutasetal,2006；Javieretal.2010；劉圓等，2008；馬永昆等，2004）。

據(jù)FAO（世界糧農(nóng)組織）2010數(shù)據(jù)：1.甜瓜簡介甜瓜（Cucumi1.甜瓜簡介果實質(zhì)構(gòu)是既風(fēng)味之后影響消費者對質(zhì)量認(rèn)知的第一標(biāo)準(zhǔn)（Franc-ChristopheBaurensetal.2003;AntonioRaffoetal.2006）。引人注意的是，哈密瓜類型、部分Honeydew類型，以及薄皮甜瓜類型的部分品種，在果實成熟的不同時期都能保持其特有的脆酥口感，深受各地消費者的青睞，其消費市場也在逐年擴大，被認(rèn)為是改進甜瓜貨架期和擴大市場的一個重要資源（劉莉2004；2005）。目前的甜瓜育種項目多注重于果實顏色、大小、抗病性、產(chǎn)量及其它性狀的選擇，對果實硬度和脆酥口感的生理學(xué)及分子生物學(xué)機制卻研究較少。因此，從目前的市場情況來看，以芳香物質(zhì)和果實口感為主打的品質(zhì)育種將是二十一世紀(jì)最重要的育種目標(biāo)，越來越受育種學(xué)家的重視。1.甜瓜簡介果實質(zhì)構(gòu)是既風(fēng)味之2.甜瓜果實硬度、脆性評價方法果實硬度和脆性一直以來都是反映水果品質(zhì)和成熟狀態(tài)的重要指標(biāo)。目前檢測水果硬度和脆性常用的方法大體分為兩種：一種是有傷檢測，包含果實硬度計（馬之勝等2009；劉軍2011；羅靜2011；

R.Aurand2012）、質(zhì)構(gòu)儀（陸秋君2002；潘秀娟2005）等；另一種是無傷檢測，包含感官評價（樊勇2009）和近紅外光譜無損檢測（趙志磊2011）等方法。不同的檢測方法側(cè)重點不一樣，且不同水果適宜不同的檢測方法。甜瓜上目前的硬度及脆性檢測方法較傾向于感官檢測和果實硬度計兩種。運用科學(xué)統(tǒng)一的方法對果實硬度及脆性進行測定，可以更為準(zhǔn)確地描述這一性狀，并為甜瓜育種提供科學(xué)有力的工具。綜上，建立科學(xué)的果實硬度及脆性評價體系至關(guān)重要。2.甜瓜果實硬度、脆性評價方法2.甜瓜果實硬度、脆性評價方法

本試驗擬采用感官評價、質(zhì)構(gòu)儀、高光譜儀以及電鏡切片觀察4種檢測方法，對果實硬度差異較大的兩個親本，及其雜交回交分離后代果實進行測定，比較4種方法的異同，建立科學(xué)高效的果實硬度、脆性評價體系。

并將所得數(shù)據(jù)，采用蓋鈞鎰（2003）數(shù)量性狀混合遺傳模型主基因+多基因多世代聯(lián)合分析方法進行分析，該方法能夠解決孟德爾經(jīng)典遺傳學(xué)不能說明的數(shù)量性狀的遺傳規(guī)律，在生物的多個數(shù)量性狀遺傳研究中，可以較好地解釋數(shù)量性狀的遺傳方式和表達效果。2.甜瓜果實硬度、脆性評價方法本試驗擬采用感3.甜瓜果實硬度、脆性研究進展3.1甜瓜硬度、脆性在成熟過程中的變化

甜瓜是cucumis屬中變異性最為豐富的一個種，不僅在形態(tài)學(xué)上表現(xiàn)出極大的差異，在生長發(fā)育、呼吸躍變等生理生化性狀上也表現(xiàn)出豐富的多樣性，被稱作“多態(tài)性種”。尤其是厚皮甜瓜類型如cantalupensis、inodorus、recticulatus與薄皮甜瓜類型conomon、chinensis在呼吸躍變類型、果實成熟軟化上的顯著差異，躍變特性對成熟速度和貯藏性起了相當(dāng)重要的作用。細(xì)胞壁成分的解離是果實硬度下降的直接原因（Fischer&Bennett，1991）。果實成熟是一個由基因和環(huán)境同時調(diào)控的生理學(xué)和生物化學(xué)級聯(lián)效應(yīng)的結(jié)果。在成熟的過程中，果實的硬度、顏色、香氣以及質(zhì)構(gòu)都會漸漸發(fā)生變化，直到它們產(chǎn)生了其特有的風(fēng)味和外觀。果實硬度下降的過程是決定果實質(zhì)量和貨架期的一個關(guān)鍵因素。果實采后老化的分子機制到目前為止仍不清楚，并且預(yù)防果實采后硬度和質(zhì)量的快速下降是很困難的，這就導(dǎo)致運輸、貯藏和銷售過程中的大量損失。3.甜瓜果實硬度、脆性研究進展3.1甜瓜硬度、脆3.1甜瓜硬度、脆性在成熟過程中的變化

不同甜瓜果實表現(xiàn)出不同的躍變模式，甜瓜成熟過程中的多數(shù)生理學(xué)過程都可以被分為躍變型和非躍變型。比如果皮的黃化、果肉的軟化以及離區(qū)的形成等都是與乙烯相關(guān)的（Floresandothers2001;Nunz-Paleniusandothers2007;Pechandothers2008）.香氣物質(zhì)的產(chǎn)生被認(rèn)為是部分依賴于乙烯的。并且從以往采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)來部分抑制與乙烯合成相關(guān)基因的研究結(jié)果來看，轉(zhuǎn)基因甜瓜果實表現(xiàn)出對乙烯產(chǎn)量、呼吸峰形成、果皮著色、果肉軟化和果實成熟的抑制（Floresandothers2001;Silvaandothers2004）。這些研究同樣指出調(diào)控甜瓜果實成熟的路徑既有與乙烯相關(guān)的，也有不相關(guān)的。

3.1甜瓜硬度、脆性在成熟過程

3.2果實硬度、脆性相關(guān)分子機制研究進展薄壁細(xì)胞通過細(xì)胞壁、半滲透膜和胞汁所具有的負(fù)水勢吸收水分形成細(xì)胞的膨壓，這種膨壓和細(xì)胞壁的機械特性在咀嚼的機械壓力下發(fā)生改變，從而使人對食品產(chǎn)生脆、硬、軟、綿等質(zhì)地上的印象（陸盛民2001）。劉春香（2003）研究了黃瓜風(fēng)味品質(zhì)的構(gòu)成因素及部分因素遺傳參數(shù)，通過對質(zhì)地品質(zhì)差異較大的4個品種果實的解剖結(jié)構(gòu)，纖維素、果膠含量等的測定分析發(fā)現(xiàn)，黃瓜質(zhì)地品質(zhì)與解剖結(jié)構(gòu)、纖維素和果膠含量等關(guān)系密切。果皮細(xì)胞厚度對質(zhì)地品質(zhì)影響較大，果皮厚，皮層細(xì)胞排列緊密則果實不脆；導(dǎo)管粗，細(xì)胞形狀不規(guī)則不利于脆性提高。纖維素含量高，果實不脆；果膠含量高，果實較脆，果膠性質(zhì)對脆性也有影響。張廣英（2009）在對比4個黃光品種時發(fā)現(xiàn)水分是影響黃瓜脆性的主要原因，水分多，則黃瓜的脆性強，而余記柱等（1994）的報告卻認(rèn)為果實的硬度和脆性是呈正相關(guān)的。3.2果實硬度、脆性相關(guān)分子機3.2果實硬度、脆性相關(guān)分子機制研究進展果實質(zhì)構(gòu)的機制極其復(fù)雜，并且有一部分物種特異性（GoulaoandOliveira2008）。科學(xué)家為研究果實成熟過程中的軟化的分子和生物化學(xué)機制已做了大量的研究，特別是果實軟化與細(xì)胞壁修飾酶高表達的關(guān)系（ToivonenandBrummell2008;GoulaoandOliveira2008）。然而，果實質(zhì)構(gòu)或許在果實發(fā)育階段就已經(jīng)被決定了（Chaibetal.2007），并且很可能包含多種機制。截止目前，已有多篇關(guān)于果實硬度與果實各種結(jié)構(gòu)學(xué)、組織學(xué)等性狀相關(guān)性的研究。番茄（Vrebalovandothers2002;Sunandothers2012）和葡萄(Chervinandothers2004;Zhangandothers2009b;Sunandothers2010)果實的成熟以及軟化機制目前研究得相對較好，一些較為廣泛基礎(chǔ)的機制目前也已發(fā)現(xiàn)。3.2果實硬度、脆性相關(guān)分子機制研究進展3.2果實硬度、脆性相關(guān)分子機制研究進展萬賽羅等（2008）以以色列硬果型番茄為試材，研究發(fā)現(xiàn)番茄果實成熟過程中，原果膠、纖維素含量降低，可溶性果膠含量上升；PG、纖維素酶在硬度下降過程中起主要作用，與硬度呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；而中PME活性高峰均在PG活性高峰之前出現(xiàn)，而且PME活性與可溶性果膠含量間無顯著的相關(guān)關(guān)系。程杰山（2006）選擇了5個果實硬度有明顯差異的辣椒品系為試驗材料，研究發(fā)現(xiàn)與果實硬度密切相關(guān)的生理生化指標(biāo)有：果實組織結(jié)構(gòu)，可溶性果膠含量，纖維素含量，細(xì)胞壁水解酶特別是PG活性。

劉軍等（2011）以辣椒軟果和硬果自交系為親本，構(gòu)建P1、F1、P2、B1、B2和F2共6個家系世代群體，應(yīng)用植物數(shù)量性狀主基因+多基因混合遺傳模型對該6個世代群體進行多世代聯(lián)合分析，結(jié)果表明：辣椒果實硬度遺傳符合1對加性主基因+加一顯性多基因遺傳模型。3.2果實硬度、脆性相關(guān)分子機制3.3甜瓜果實硬度、脆性研究現(xiàn)狀

目前對于甜瓜果實成熟軟化的研究多集中于與乙烯相關(guān)的酶或基因，Sun等（2012）研究了甜瓜果實發(fā)育及成熟過程中ABA代謝途徑中的關(guān)鍵酶基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控，并通過外施ABA及NDGA等研究了對乙烯合成酶基因CmACS1和CmACO1，以及細(xì)胞壁裂解酶基因CmPG1表達量的影響。Sun等（2012）以Elizabeth為試材，研究了甜瓜果實發(fā)育和成熟過程中ABA代謝途徑關(guān)鍵酶的轉(zhuǎn)錄調(diào)控，外施ABA、NDGA上調(diào)了甜瓜ACS、ACO以及細(xì)胞壁分解酶PG活性。部分育種家認(rèn)為甜瓜果實中許多影響果實重量、大小、含糖量、種子數(shù)量、果肉顏色以及有機酸代謝的過程都是與乙烯無關(guān)的（Nunz-Paleniusandothers2007）。Obando等（2008）著重研究了甜瓜果實成熟和軟化的相關(guān)基因和QTLs定位，通過試驗檢測到一些與果肉硬度相關(guān)的QTLs位點，并對有可能與乙烯調(diào)控、合成和細(xì)胞壁降解相關(guān)基因作圖，發(fā)現(xiàn)其與QTLs有重疊位點。3.3甜瓜果實硬度、脆性研究現(xiàn)狀4.關(guān)于試驗CharentaisQueen4.關(guān)于試驗CharentaisQueen4.1試驗材料選擇本試驗根據(jù)2012年6月質(zhì)構(gòu)儀測得果實硬度和脆性數(shù)據(jù)，選擇差異較大的兩種試驗材料，分別是Charentais

和Queen，詳見表1.

以兩者為親本，構(gòu)建P1、P2、F1、F2、BC1P1及BC1P2等不同世代。表1.兩種材料的平均果實硬度和脆性田間代號品種名成熟期平均果實硬度成熟期果實脆性444Charentais33.37128.006484Queen182.961284.1424.1試驗材料選擇本試驗根據(jù)24.2試驗研究內(nèi)容（1）材料篩選：對不同類型、不同成熟時期的甜瓜果實采用質(zhì)構(gòu)儀進行果實質(zhì)構(gòu)分析，鑒定具有較大硬度、脆性差異的甜瓜品種；（2）果實硬度、脆性研究：采用質(zhì)構(gòu)儀、高光譜儀、電鏡等較為科學(xué)的方法測定各甜瓜類型的果實硬度、脆性和結(jié)構(gòu)等相關(guān)性狀，取代以往較易產(chǎn)生人為誤差的感官評價方法，并對數(shù)據(jù)進行處理，以期建立科學(xué)的甜瓜果實質(zhì)構(gòu)特性評價體系，并分析甜瓜果實硬度、脆性的種質(zhì)資源多樣性。（3）果實硬度遺傳規(guī)律研究：選配Var.inodorus×Var.cantalupensis組合，得到P1、P2、F1、F2、BC1P1及BC1P2等不同世代，將不同世代的質(zhì)構(gòu)等數(shù)據(jù)，以蓋鈞鎰（2003）數(shù)量性狀混合遺傳模型主基因+多基因多世代聯(lián)合分析方法進行分析，研究果實質(zhì)構(gòu)的遺傳規(guī)律；（4）果實硬度和脆性的遺傳研究：在以上研究基礎(chǔ)上，以Var.inodorus×Var.cantalupensis組合得到的不同世代為試驗材料，克隆果實中與果實硬度和脆性相關(guān)基因，本試驗擬研究與細(xì)胞壁分解相關(guān)的纖維素酶、多聚半乳糖醛酸酶、果膠酶、甘露聚糖酶等，并測定其時空表達差異，分析其遺傳規(guī)律。4.2試驗研究內(nèi)容（1）材料篩選：對不同類型、不同成熟時期的4.3技術(shù)路線總體分為三部分：

1.建立科學(xué)合理的甜瓜果實硬度、脆性評價體系，2.根據(jù)不同甜瓜世代質(zhì)構(gòu)數(shù)據(jù)，分析試驗材料的遺傳規(guī)律；

3.分析甜瓜果實硬度、脆性相關(guān)基因在不同品種、同一品種不同時期的表達差異。4.3技術(shù)路線總體分為三部分：參考文獻[1]Beaulieu,J.,2006.Volatilechangesincantaloupeduringgrowth,maturation,andinstored

fresh-cutspreparedfromfruitharvestedatvariousmaturities.J.Am.Soc.Hort.Sci.131,127–139.[2]Kourkoutas,D.,Elmore,J.S.,Mottram,D.S.,2006.Comparisonofvolatilecompositionsandflavourpropertiesofcantaloupe,Galiaandhoneydewmuskmelons.FoodChem.97,95–102.[3]Javier，M.,Obando-Ulloa,JorgeRuiz,AntonioJ.Monforte,J.PabloFernández-Trujillo,2010.Aromaprofileofacollectionofnear-isogeniclinesofmelon(CucumismeloL.).FoodChemistry.118:815-822.[4]劉圓，齊紅巖，王寶駒，郭亮，蘇欣,2008.不同品種甜瓜果實成熟過程中香氣物質(zhì)動態(tài)分析.華北農(nóng)學(xué)報,23(2)：49-54.[5]馬永昆，周珊，陳計巒等,2004.用SPME方法分析不同成熟度哈密瓜香氣的研究．食品科學(xué)，25(7)：136-139．[6]Franc-ChristopheBaurensetal.UsingSD-AFLPandMSAPtoassessCCGGmethylationinthebananagenome.PlantMolecularBiologyReporter,2003,Volume21,Number4,Pages339-348.[7]AntonioRaffoetal.Internalqualityoffreshandcoldstoredcelerypetiolesdescribedbysensoryprofile,chemicalandinstrumentalmeasurements.EurFoo