香蕉泛素结合酶基因与果实成熟关系的研究

根据香蕉果实采后早期成熟的抑制缩减杂交文库获得的香蕉泛素结合酶基因片段,从香蕉（Musa acuminate L. AAA group‘Brazilian’）果实中克隆了泛素结合酶基因的cDNA全长,命名为MaUCE1。该cDNA全长890 bp,编码152个氨基酸。BlastX分析表明,该基因所推导的氨基酸序列与烟草（BAB40310）、小麦（AAA34310）、拟南芥（L19351）和马铃薯（ABA46759）有较高的一致性（95.39%、95.39%、92.11%和90.79%）,并且结构域分析发现该序列具有泛素结合酶E2的酶活性中心部位和一个与其他真核生物泛素E2酶相同,在泛素E2硫酯键形成中具有催化活性,并在进化上高度保守的半胱氨酸残基。该基因在香蕉根、茎、叶、花、果实中均有表达,但在花和果实中的表达量较高,并且在果实成熟后期表达量升高,与淀粉磷酸化酶活性变化一致,与淀粉含量的变化呈负相关,暗示该基因可能参与香蕉果实成熟过程中的分解代谢,而与果实成熟启动无关。     

砂梨扩展蛋白基因cDNA克隆及全序列分析

设计植物EXP扩展蛋白简并引物,以砂梨果实cDNA为模板,克隆得到EXP基因cDNA片段,该片段长465 bp。根据该片段序列,分别设计2条5’和3’末端扩增的特异引物,利用RACE技术,获得了该片段的5’端和3’端序列。用DNAMAN5.22软件对3个序列进行拼接和分析,获得了该基因的cDNA全长,命名为Pyp-EXP。该cDNA全长为1 395 bp,5’端起始密码子ATG始于72 bp,3’端终止子TAG止于830 bp,Ploy+(A)从1 363～1 395 bp。该基因已在GenBank基因数据库注册,注册号为EF602031。Pyp-EXP核苷酸序列有一个759 bp完整的开放阅读框,编码区与西洋梨、苹果、湖北海棠、桃的同源性分别为96%,96%,94%和86%;该cDNA推导编码252个氨基酸,含有1个组氨酸(His_Phe_Asp,HFD)功能域,与西洋梨、苹果、湖北海棠、桃中相应序列同源性分别为98%,97%,95%和93%。该基因的克隆为研究扩展蛋白的时空表达及其在果实发育和成熟过程中的作用奠定了基础。     

香蕉抗逆相关基因MaERF的克隆与表达分析

 根据已获得的AP2/ERF基因片段,通过RACE方法获得一个香蕉ERF基因完整编码区序列,命名为MaERF。该基因cDNA全长1 611 bp,其中开放阅读框1 128 bp,编码376个氨基酸,包含一个保守的AP2/ERF结构域,基因组序列全长2 881 bp,含有一个内含子,剪切位点符合“GT-AG”规则;系统进化树表明该基因属于植物ERF转录因子家族的B2亚群。半定量RT-PCR分析表明,该基因在香蕉各个器官中均有表达,其中在根和叶中的表达量较低,而在果实和花中的表达较高;实时荧光定量Real-time PCR检测表明,受尖孢镰刀菌侵染及低温胁迫后,香蕉中该基因表达明显上调,推测其在香蕉胁迫反应中可能发挥重要作用。     

‘苹果梨’果实着色过程中PyCHI和PyF3H的克隆与表达分析

【目的】克隆‘苹果梨’(Pyrus bretschneideri Rehd.‘Pingguoli’)Py CHI和Py F3H的全长c DNA序列,检测其在果实着色过程中的表达特性及其与花青苷积累的关系。【方法】以‘苹果梨’套袋后去袋处理的果实和未套袋的果实(CK)为试材,采用同源克隆技术克隆Py CHI和Py F3H的全长c DNA序列并进行生物信息预测分析;利用实时荧光定量PCR技术检测Py CHI和Py F3H在去袋处理与未套袋处理的不同着色时期的果实中的表达特性。【结果】Py CHI和Py F3H的全长c DNA分别为702 bp和1095 bp,分别编码233和364个氨基酸。同源性分析显示,其与沙梨、西洋梨等蔷薇科梨属植物相应基因的同源性均超过95%,相应氨基酸序列相似性均达到85%。实时荧光定量PCR分析显示,套袋果实去袋见光后Py CHI和Py F3H表达量均迅速上升,随后Py CHI表达量虽然略有下降,但在整个果实着色过程中Py CHI和Py F3H的表达量一直维持在较高水平,均显著高于对照,且与果实花青苷含量的变化规律基本一致。【结论】获得‘苹果梨’PyCHI和Py F3H的全长c DNA序列,其表达水平与果实花青苷积累关系密切,表明其在调控‘苹果梨’果实着色过程中起重要作用。     

香蕉茉莉酸合成关键酶基因MaOPR 的克隆和表达分析

 从‘巴西’香蕉（Musa acuminata L. AAA group‘Brazilian’）根的cDNA 文库中获得了一段 12–氧–植物二烯酸还原酶OPR（12-oxo-phytodienoic acid reductase）基因的片段,RACE 扩增获得全长, 命名为MaOPR。该基因全长1 512 bp,存在一个完整的开放阅读框1 287 bp,编码429 个氨基酸。生物 信息学分析表明,该蛋白属稳定蛋白,等电点为8.11,具有一个活性位点,一个基质结合位点,一个黄素 单核苷酸结合位点。序列预测分析该蛋白亚细胞定位为细胞质,其不属于跨膜蛋白且不存在信号肽。通 过和已知植物的12–氧–植物二烯酸还原酶基因相比,同源性达到66%以上。其中与苜蓿、谷子、粳稻、 紫云英的OPR 编码的氨基酸序列的同源性均为71%。器官特异性分析表明,MaOPR 在香蕉的根、茎、 叶片、花和果实中均有所表达,其中在茎和果实中表达量较高。通过对其在ABA 抑制剂、乙烯、枯萎病 胁迫下的表达结果分析显示,该基因响应以上3 种胁迫。     

荔枝类甜蛋白基因的克隆与表达分析

以‘妃子笑’荔枝（Litchi chinenesis）为试材,通过PCR方法克隆了荔枝类甜蛋白基因LcTLP（登录号JF682821）的cDNA全长和完整开放阅读框（ORF）对应的gDNA序列。序列分析表明：该基因无内含子,cDNA序列含有一个672 bp的ORF,编码223个氨基酸残基序列。荧光定量PCR结果表明：LcTLP在花中表达量最高,其次是果皮,在果肉中表达量最低;在果实发育过程中,果皮中LcTLP表达量先上升后下降,采后果皮中的表达量高于采前,炭疽菌侵染诱导LcTLP的表达,失水和低温能抑制LcTLP的表达。     

香蕉谷胱甘肽过氧化物酶基因MaGPX 的克隆和表达分析

 谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase,GPXs）是机体内广泛存在的一种重要的过氧化物分解酶,是植物体清除活性氧的一种主要酶,与植物抗逆性密切相关。本研究中从香蕉根中克隆了一个编码谷胱甘肽过氧化物酶的cDNA,命名为MaGPX（GenBank 登录号为：JX094345）。序列分析结果表明,该基因全长989 bp,存在一个完整的开放阅读框504 bp,编码168 个氨基酸。氨基酸序列分析表明其具有GPX 家族典型的保守结构域。与其他植物的谷胱甘肽过氧化物酶基因相比,具有较高的相似性。与水稻、谷子、小麦、大麦、玉米和甜橙编码的氨基酸序列的同源性分别为85.12%、84.82%、83.93%、83.33%、82.14%和80.36%。利用荧光定量PCR 技术分析了该基因在香蕉不同器官中的表达特异性及不同胁迫条件下的表达特性,结果表明,MaGPX 在香蕉的根、球茎、叶片、花和果实中均有所表达,其中在花和根中表达量较高,而在叶片中的表达量最低。在盐、涝害、干旱和枯萎病胁迫下MaGPX 表达量升高,表明该基因表达具有器官差异性和受胁迫的诱导。本研究为进一步研究MaGPX 的生物学功能及其应用奠定了基础。     

砂梨(Pyrus pyrifolia)过敏原蛋白基因(Ppmal)的克隆与表达分析

【目的】分离和克隆梨过敏原蛋白基因Ppmal(Gen Bank登录号为KP008110),探讨其在梨果实发育过程中的功能。【方法】以砂梨品种‘翠冠’[Pyrus pyrifolia(Burm.f.)Nakai]为试材,在盛花期后30 d对植株果柄进行涂抹赤霉素处理,利用同源克隆和RACE方法克隆目的基因全长序列,并通过实时荧光定量技术和半定量技术分析该基因在梨不同组织以及梨果实发育过程中的表达变化。【结果】Ppmal的全长是906 bp,含有480 bp的开放阅读框(ORF),编码159个氨基酸,预测的蛋白质相对分子质量为17.56 k D,等电点为5.62。生物信息学分析显示该基因没有信号肽序列,没有跨膜结构域,具亲水性。与其他物种的过敏原蛋白基因核苷酸序列同源性超过75%,与苹果和西洋梨编码的氨基酸序列同源性分别高达97.48%和96.23%,进化树分析表明该基因与苹果的进化关系最近。同时,定量结果显示经过赤霉素处理后的果实中该基因的表达量随着果实的生长发育呈现先降低后升高的趋势,并且具有组织差异表达的特点,其表达量在叶片中最大,其次是嫩叶,再次是花,枝条最低。【结论】获得梨Ppmal基因全长,对该基因在砂梨品种‘翠冠’发育过程中的表达分析显示,Ppmal受到赤霉素的调控,并在砂梨果实膨大期发生上调表达。     

甜椒甘油- 3 - 磷酸酰基转移酶基因的克隆与表达分析

 用RT-PCR技术从甜椒(Capsicum annuum ) 中克隆了甘油- 3 - 磷酸酰基转移酶基因的cDNA序列, 其全长为1 791 bp, 开放阅读框架为1 392 bp, 编码463个氨基酸, 命名为CaGPAT。序列分析表明该基因与番茄中的甘油- 3 - 磷酸酰基转移酶基因同源性最高; 在进化上与番茄最先聚类, 其次是菠菜。Northern杂交结果显示, CaGPAT在甜椒各器官中表达量差异较大, 叶片中的表达量明显高于根、茎、花及果实。低温诱导该基因快速表达, 8℃下处理3 h该基因表达量最高, 12 h以后基因表达量下降; 而高温对基因表达没有明显影响。当温度低于15℃时基因表达被诱导。结果表明甜椒叶绿体CaGPAT的表达量与低温关系密切。     

草莓9–顺式–环氧类胡萝卜素双加氧酶基因FaNCED的克隆及表达分析

 采用RT-PCR和RACE技术从草莓果实中克隆ABA合成途径中关键基因FaNCED,该cDNA全长2 228 bp,具有完整的开放阅读框（ORF）,共1 827个碱基,编码609个氨基酸。序列分析表明,FaNCED编码的氨基酸序列与其他植物的NCED蛋白有很高的同源性。系统进化树分析显示,草莓NCED与同为蔷薇科的湖北海棠聚为一类,与橙、柠檬、温州蜜柚、葡萄等非跃变型果实NCED蛋白亲缘关系较近。实时荧光定量PCR分析发现,FaNCED基因在草莓根、茎、叶、花萼和果实中都有表达;在果实成熟过程中FaNCED的表达出现两次高峰,分别在大白果期和红果期,且在红果期表达量最高,并与ABA积累相吻合;FaNCED在果实采后1 d表达略有下降,之后急剧上升,ABA含量变化与FaNCED基因的表达基本一致。FaNCED可能参与调控ABA的合成并在草莓成熟中起一定作用。     

京白梨果实采后PG、糖苷酶和LOX活性变化及其基因表达特性

 以京白梨为试材,测定贮藏期间果实多聚半乳糖醛酸酶（PG）、糖苷酶（β-Gal、α-L-Af）及脂氧合酶（LOX）活性及其基因表达变化及对1-MCP和低温的响应。结果表明,果实软化呈慢（3 d内）、快（3 ~ 9 d）、慢（9 d后）的变化趋势;PG、β-Gal、α-L-Af和LOX活性及其基因表达量均随果实软化呈不同程度增加,且β-Gal和LOX的活性均在果实采收后3 d内上升快,其基因的表达量亦迅速增加,由此认为β-Gal和LOX可能在果实软化早期起着更为重要的作用。经1-MCP处理和冷藏后,β-Gal、α-L-Af、LOX和PG的活性及基因表达显著受抑,延缓了果实软化进程,且1-MCP对β-Gal和LOX的抑制作用最强烈,尤其在处理前期。在果实冷藏过程中PG和β-Gal活性基本维持原有水平,其基因表达在贮藏前期受到抑制,LOX活性和基因表达均维持在极低水平,说明LOX对低温较其它酶敏感。因此认为,PG、β-Gal、α-L-Af和LOX均不同程度地参与了京白梨果实的后熟软化,在早期软化阶段β-Gal和LOX可能起着更为重要的作用,1-MCP对β-Gal和LOX活性和基因表达具有更显著的调控作用,而低温可能主要是通过抑制LOX活性和基因表达来抑制果实软化。     

‘泰山早霞’苹果采后1–甲基环丙烯处理对其软化及相关基因表达的影响

 以‘泰山早霞’苹果成熟的果实为试材,于采收当天进行1–甲基环丙烯（1-MCP）处理,研究其对果实软化及相关基因表达的影响。结果表明,①1-MCP处理的果实在短期贮藏期间硬度均明显高于对照。②1-MCP处理后,乙烯释放速率、PG、PME、β-Gal、α-L-Af及LOX等细胞壁酶基因的表达均被明显抑制,在整个试验期内均有明显下降,尤其是在处理后1 d,就分别比各自的对照下降了72.0%、72.1%、87.5%、81.8%、90.2%和16.7%,而1-MCP对AM和XET基因的表达没有明显作用。上述结果表明,苹果‘泰山早霞’品种属乙烯极敏感型,1-MCP对于延缓其果实软化具有明显作用,其果实软化可能是PG、PME、β-Gal、α-L-Af及LOX等多种基因协同作用的结果。     

乙酰水杨酸调控猕猴桃果实后熟软化进程中的Ad-EXP1基因表达

以布鲁诺猕猴桃(Actinidia deliciosa cv.Bruno)成熟果实为材料,根据植物α-expansin(EXP)基因的氨基酸保守序列设计简并引物,利用RT-PCR方法结合3’RACE扩增得到1个长为957bp的cDNA片段(Ad-EXP1)。该基因片段编码211个氨基酸,与其它植物该基因核苷酸同源性为59%～85%,氨基酸同源性为73%～91%。Northern杂交结果表明,Ad-EXP1基因在采收当天的果实中表达很弱,随着果实成熟衰老进程加快趋于增强;乙酰水杨酸(ASA)处理延缓果实后熟软化和乙烯生成,也显著抑制Ad-EXP1基因表达。鉴于Ad-EXP1表达丰度与乙烯生成、果实软化程度的一致性,推测该基因在猕猴桃果实后熟软化进程中起着重要作用。     

藤稔’葡萄VvGAI基因的克隆、亚细胞定位及时空表达分析

 以‘藤稔’葡萄（Vitis vinifera × V. labrusca‘Fujiminori’）的茎、叶、花和果为试材,采用RT-PCR结合RACE技术,克隆获得1个推测为葡萄赤霉素响应因子VvGAI基因的cDNA序列,全长2 295 bp,其编码590个氨基酸。该基因在GenBank基因数据库的登录号为HQ834311。序列分析表明：VvGAI与杨树、拟南芥、水稻的同源基因的氨基酸序列相似性分别为68.56%、62.79%和54.16%。半定量与定量PCR结果都表明,VvGAI在葡萄茎尖、叶、花和果等营养与生殖器官中均有表达,但在茎尖中的表达最高,是一个与快速生长和分裂关系密切的基因。50 mg · L^-1赤霉素处理后,各阶段果实中VvGAI表达量趋势与对照基本一致,但水平低于对照,其中幼果中表达量最高。洋葱表皮细胞的瞬时表达显示,VvGAI蛋白定位于细胞核。     

杧果Rab蛋白基因MiRab11的克隆及表达分析

根据前期对杧果（Mangifera indica L.）胁迫差异分析中获得的Rab11 片段,采用RT-PCR结合RACE 技术,从‘四季杧’混合组织材料（叶、茎、花和果实）中克隆了一个Rab11 完整编码区序列,命名为MiRab11。其cDNA 全长902 bp,包含完整开放阅读框657 bp,编码218 个氨基酸。同源性分析表明MiRab11 与葡萄和柑橘的同源性最高（相似度均为97%）。实时荧光定量检测结果表明：MiRab11在杧果叶、茎、花和果实中均有表达,在嫩茎和花后70 d 的成熟果实中的表达较高;在果实形成及发育初期表达量略有下调,但在果实成熟过程中表达量明显上调;逆境胁迫（低温、盐、干旱）处理可引起在叶或茎中上调表达;不同信号物质（脱落酸、水杨酸、双氧水）刺激均可引起叶中的表达上调。结果表明,MiRab11 可能在杧果果实成熟和胁迫反应中发挥重要作用。     

斑玉蕈β-葡萄糖苷酶基因的序列分析及皂苷对基因表达的影响

通过转录组测序获得了斑玉蕈(Hypsizygus marmoreus)SIEF3133菌株的β-葡萄糖苷酶基因的cDNA序列(命名为bgl1),采用荧光定量PCR检测bgl1的相对表达量。当PDB中加入0.05g/L的皂苷溶液,菌丝培养4~6d时,bgl1相对表达量降低了1/2左右(相比对照),8d开始升高,第10天为对照组的1.8倍;向工厂化生产用的栽培瓶(接种培养85d后搔菌处理)中添加0.05g/L的皂苷溶液15mL,可缩短子实体采收时间约3d(与对照组相比),在此过程中bgl1相对表达量在第5天时最低,20d时超过对照组,5d时为对照组的1.66倍。     

狗蔷薇细胞分裂素氧化酶基因RcCKX5的克隆及表达分析

利用RACE 技术从狗蔷薇（Rosa canina）类根体中克隆得到1 个细胞分裂素氧化酶基因cDNA全长,命名为RcCKX5。序列分析表明,RcCKX5 cDNA 全长1 815 bp,5′ UTR 104 bp,ORF 1 626 bp,3′ UTR85 bp,编码541 个氨基酸,具有CKX 家族典型的FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸）结合域和CK（细胞分裂素）结合域。氨基酸序列多重比对和系统进化树分析显示RcCKX5 与可可TcCKX5 亲缘关系最近,与拟南芥AtCKX5、乌拉尔图小麦TuCKX5 同源性较高。荧光定量PCR 分析表明,狗蔷薇RcCKX5 在其根、茎、叶、花、果实中均有表达,根中相对表达量最高,花和果实中相对表达量较高。在狗蔷薇类根体形成发育过程中RcCKX5 的相对表达量不断升高,21 d 时达到最高,随后稍有下降,表明其可能参与了类根体的形成。6-BA 处理结果表明RcCKX5 能够快速响应6-BA 的诱导,表达量显著上调,2.5 mg · L-1 6-BA处理120 h 时,RcCKX5 的相对表达量达到最高峰。     

1-MCP处理对不同采收成熟度‘徐香’猕猴桃保鲜效果的影响

以‘徐香’猕猴桃为试材,研究了4个采收期(盛花期后1301、381、46和154 d)1-MCP(1-甲基环丙烯)浓度为0.5μL/L处理24 h后,在(2±1)℃下贮藏后的保鲜效果。结果表明:1-MCP能够显著降低‘徐香’果实低温贮藏过程中呼吸速率、乙烯释放速率,延缓果实硬度、可滴定酸的下降以及可溶性固形物的上升;4个采收期的1-MCP处理果实出库后均能正常后熟,但品质和保鲜效果存在差异,其中Ⅱ、Ⅲ期处理果实在贮藏期结束时保持较高的硬度、可滴定酸和VC含量,并且110 d时失重和腐烂率较低;货架期末硬度、糖酸比相对较高,失重率和腐烂率较低。由此推断‘徐香’猕猴桃盛花期后138~146 d采收品质好,此时的1-MCP处理效果最佳。     

柿果实内切–1,4–β–葡聚糖酶基因克隆与定量表达分析

 以成熟期‘富平尖柿’（Diospyros kaki L.‘Fuping Jianshi’）为材料,采用RT-PCR和RACE相结合的方法,克隆柿果实中内切–1,4–β–葡聚糖酶基因（EG）cDNA,并在此基础上采用实时荧光PCR定量技术检测采后常温下柿果及GA₃、ABA和1-MCP处理柿果软化过程中该EG基因转录水平的表达特点。试验结果：获得了一个内切–1,4–β–葡聚糖酶基因cDNA,命名为DKEG1（GenBank accession number：HQ222561）,长2 011 bp,编码545个氨基酸,末端含有CBD区域。实时荧光PCR定量技术检测发现常温下对照组柿果采后3 d时出现DKEG1基因表达高峰,下降后又逐渐上升,并在12 d时出现第2个高峰;赤霉素明显抑制了柿果实在整个后熟过程中DKEG1基因的表达,尽管在6 d时也有升高,但与对照相比全程表达量均极低;ABA处理大大提高了DKEG1基因的表达量,没有出现采后3 d的表达高峰,但在6 ~ 18 d期间其表达量均高于对照的最高峰值,其表达高峰出现采后9 d;1-MCP处理的柿果表达高峰比对照推迟9 d,且前期表达量显著降低,但后期又上升。据此推断柿果实DKEG1的表达受乙烯生成和乙烯信号转导的调控,进而参与果实的后熟软化过程。