1、瓜柄短、刺瘤密瓜柄短、刺瘤密瓜柄长、刺瘤稀瓜柄长、刺瘤稀你想利用上述生物材料培育出什么性状的黄瓜新品种（可以根据你你想利用上述生物材料培育出什么性状的黄瓜新品种（可以根据你的意愿添加其他生物材料）？的意愿添加其他生物材料）？整理育种方案，整理育种方案，包括包括育种方式、育种原理、具体步骤、优点、缺点育种方式、育种原理、具体步骤、优点、缺点等相关知识等相关知识黄瓜品种甲（纯合子）黄瓜品种甲（纯合子）黄瓜品种乙（纯合子）黄瓜品种乙（纯合子）聂稳晨聂稳晨苦味素分子（一种葫芦素）苦味素分子（一种葫芦素）化学本质：化学本质：四环三萜类四环三萜类从环化环化2,3-2,3-氧氧化角鲨烯化角鲨烯2 2个不苦突
2、变体个不苦突变体黄三文课题组黄三文课题组 20 20亩亩6000060000多株多株提请利用纯合野生型黄瓜（瓜苦）与纯合突变型请利用纯合野生型黄瓜（瓜苦）与纯合突变型黄瓜（瓜不苦）材料，设计实验探究瓜苦与瓜黄瓜（瓜不苦）材料，设计实验探究瓜苦与瓜不苦这一对相对性状是否由一对等位基因控制不苦这一对相对性状是否由一对等位基因控制F F1 1F F2 2 瓜苦瓜苦 :瓜不苦瓜不苦 =3:1=3:1P P野生型黄瓜野生型黄瓜（瓜苦）（瓜苦）突变型黄瓜突变型黄瓜（瓜不苦）（瓜不苦）全部瓜苦全部瓜苦 苦味素合成酶的苦味素合成酶的功能功能基因基因（显性基因）（显性基因）美国科学家美国科学家AndewegAn
3、deweg和和DeBruynDeBruyn在在19591959年发现的。年发现的。现在已经将该基因定位在黄瓜的现在已经将该基因定位在黄瓜的6 6号染色体上号染色体上 19981998年，科学家年，科学家WenherWenher 和刘进生又发现了和刘进生又发现了一株瓜不苦的突变株一株瓜不苦的突变株 突变株突变株1 1（瓜不苦）（瓜不苦）突变株突变株2 2（瓜不苦）（瓜不苦）F F1 1全部瓜苦全部瓜苦F F2 2 瓜苦瓜苦 :瓜不苦瓜不苦 =9:7=9:7对比野生型与突变株对比野生型与突变株1 1、野生、野生型与突变株型与突变株2 2的的_文库文库证据证据结果：野生型与突变株结果：野生型与突变株
4、1 1只有只有A A序列不同序列不同 野生型与突变株野生型与突变株2 2只有只有B B序列不同序列不同5B BA AB B基因表达量基因表达量A A基因表达量基因表达量苦味素相对含量苦味素相对含量5 5份极苦野份极苦野生型黄瓜生型黄瓜A A、B B基因基因表达量与苦表达量与苦味素合成量味素合成量对比图对比图实验资料实验资料1 1时间时间时间时间时间时间已知基因已知基因A A是苦味素合成酶功能基因是苦味素合成酶功能基因 请请推测推测基因基因B B与基因与基因A A的关系的关系0 02020404060608080100100120120对照组对照组实验组实验组A A基因表达量基因表达量将将野生型
5、黄瓜基因野生型黄瓜基因B B导入突变株导入突变株2 2（AAbbAAbb）中，测定基因）中，测定基因A A的的表达量及苦味素相对含量，与对照组进行比较，结果如图表达量及苦味素相对含量，与对照组进行比较，结果如图 实验资料实验资料2 2 酵母瞬时荧光素酶激活实验酵母瞬时荧光素酶激活实验 研究者将基因研究者将基因A A的启动子与荧光素酶（可催化荧光素反应的启动子与荧光素酶（可催化荧光素反应发出荧光）合成基因拼接成融合基因，并与基因发出荧光）合成基因拼接成融合基因，并与基因B B一起导入一起导入酵母酵母细胞，一段时间后，细胞，一段时间后，观察荧光的分布观察荧光的分布 未导入未导入B B 实验资料实验
6、资料3 3 导入导入B B实验结果：几乎无荧光实验结果：几乎无荧光 荧光较强荧光较强 F F1 1F F2 2 瓜苦瓜苦 :瓜不苦瓜不苦 =3:1=3:1P P野生型黄瓜野生型黄瓜（瓜苦）（瓜苦）突变型黄瓜突变型黄瓜（瓜不苦）（瓜不苦）全部瓜苦全部瓜苦野生型黄瓜野生型黄瓜 对动物对动物有剧毒有剧毒对对黄瓜黄瓜来说，却是最佳的来说，却是最佳的防御武器防御武器 ，以抵御病虫害以抵御病虫害 侵入侵入 “天然农药天然农药”苦苦味味素素从比较野生型黄瓜与现在栽培黄瓜中苦味素的分布与含量比较野生型黄瓜与现在栽培黄瓜中苦味素的分布与含量结论结论 实验资料实验资料4 420142014年年1212月月8 8号
7、号黄三文黄三文ScienceScience 黄瓜苦味合成、调控黄瓜苦味合成、调控及驯化及驯化 分子机制分子机制黄瓜叶子苦味素合成的调控基因：黄瓜叶子苦味素合成的调控基因：L L基因基因育种目的：瓜不苦，植株却能产生苦味素育种目的：瓜不苦，植株却能产生苦味素分分析析苦苦味味素素合合成成分分子子机机制制突变株突变株1 1和突变株和突变株2 2杂交结果：苦味素合成杂交结果：苦味素合成需要两对独立等位基因需要两对独立等位基因(AaAa、Bb)Bb)控制合成控制合成继续研究瓜中基因继续研究瓜中基因A A与基因与基因B B的的关系，进而得出关系，进而得出B B调控调控A A的表达的表达研究叶子中调控基因研
8、究叶子中调控基因L L，实现了苦，实现了苦味素合成酶基因味素合成酶基因A A 在植株不同器官在植株不同器官基因选择性表达基因选择性表达野生型、突变株野生型、突变株杂交结果分析杂交结果分析瓜苦与瓜不苦这一对相对性状瓜苦与瓜不苦这一对相对性状是由一对等位基因是由一对等位基因A A、a a控制的控制的矛矛盾盾解决了瓜不解决了瓜不苦的目的苦的目的解决抵御病解决抵御病虫害目的虫害目的若若突变株突变株2 2的基因型是的基因型是AAbbllAAbbll，请利用突变株，请利用突变株2 2和野生型和野生型黄瓜黄瓜设计育种方案，培育出稳定遗传设计育种方案，培育出稳定遗传的符合要求性状的黄瓜新品种的符合要求性状的黄瓜新品种 育种应用育种应用不苦不苦 b b 苦苦B B 苗期苗期PCRPCR扩增扩增B B和和b b基因，基因，DNADNA电泳检测电泳检测苗期苗期PCRPCR扩增扩增L L和和l l基因，基因，DNADNA电泳检测电泳检测 瓜不苦瓜不苦 受欢迎受欢迎叶子苦天然农药叶子苦天然农药 天然药物仓库天然药物仓库黄瓜植株黄瓜植株 梦梦
