枇杷EjNAC82的克隆及其对类胡萝卜素合成基因EjPSY、EjBCH的转录激活分析

为了探讨NAC转录因子对枇杷果实类胡萝卜素代谢的调控机制,以大红袍(红肉枇杷)和白沙(白肉枇杷)为试验材料,利用RNA-Seq技术对大红袍和白沙进行转录组测序,通过分析两个品种间的转录组差异,初步筛选并克隆出了1个枇杷NAC转录因子,命名为EjNAC82。生物信息学技术分析结果发现,EjNAC82具有NAC转录因子特有的结构域、理化性质和蛋白质结构特点,是典型的NAC转录因子家族基因。亚细胞定位试验发现该转录因子定位于细胞核。实时荧光定量PCR结果表明,EjNAC82在枇杷老叶中的表达量高于根、芽、嫩叶、老叶、嫩枝、老枝、幼果和熟果。EjNAC82在果皮和果肉成熟过程中的表达模式相同,均呈先上升后下降再上升的趋势。随着果实的成熟,EjNAC82在大红袍果肉中的表达显著高于白沙(P<0.05)。EjNAC82在大红袍果皮S1、S2、S4时期的表达显著高于白沙。LUC/REN双荧光素酶试验结果表明,EjNAC82对EjPSY1、EjPSY2和EjBCH启动子具有激活作用。这些结果表明EjNAC82可能通过调控EjPSY1、EjPSY2和EjBCH基因的表达从而正向调控枇杷果实中类胡萝卜素的合成。本研究结果为揭示NAC转录因子对枇杷果实类胡萝卜素积累的转录调控功能提供了理论依据。     

桃果胶裂解酶编码基因PpPL1的鉴定及其在果实成熟软化过程中的表达

为了深入了解桃果胶裂解酶(PL)家族编码基因的功能,本研究利用生物信息学方法对桃基因组中的PL基因进行鉴定,并对这些基因在硬质型桃和溶质型桃果实成熟软化过程中的表达差异进行分析。结果表明,从桃基因组中共鉴定出20个PL基因,所有的PpPL蛋白都含有Pec-Lyase-C结构域,但其中只有4个PpPL(PpPL7、PpPL8、PpPL12、PpPL17)包含Pec-Lyase-N结构域。Pec-Lyase-N的保守性表明其可能是执行果胶裂解功能所必须的功能团。聚类分析表明,桃PL基因可以分为5类:这与模式植物拟南芥和番茄PL基因的聚类模式一致。基因表达分析表明,6个PL基因在桃果实成熟过程中高表达,其中PpPL1基因在有名硬质型桃成熟过程中表达量很低,而在黄金蜜3号溶质型桃成熟阶段高表达。序列比对和聚类分析发现,PpPL1基因与果实软化相关的番茄SLPL高度同源。以溶质型桃湖景蜜露和硬质型桃夏之梦为试材,检测采后软化过程中PpPL1的表达,结果表明PpPL1基因是与桃果实的成熟软化相关的主要基因。本研究结果为进一步探究PL基因家族在桃果实软化中作用的分子机理奠定了基础。     

根灌黄腐酸钾肥对"春见"橘橙抗逆性及果实品质的影响

通过大田试验,研究根灌4种浓度(5、10、15和20 g·L-1)黄腐酸钾肥对"春见"橘橙抗逆性及果实品质的影响.结果表明,在抗性指标方面,施用黄腐酸钾可提高春见橘橙叶片的丙二醇含量、POD活性和CAT活性;在果实外观品质方面,施用黄腐酸钾后,果实单果质量显著提高、果实带皮硬度降低,果形指数在施用水平为5、10 g·L...     

番茄果实中成熟衰老相关small RNAs的最新研究进展

番茄(Lycopersicon esculentum)是研究果实成熟衰老的模式材料,其成熟是一个多基因调控的高度协调的遗传调控过程,伴随着色泽、质地、风味、香气和其他代谢等许多显著的生理生化变化.近年来,small RNAs作为一种新型的转录后调控因子受到越来越多的关注,几乎参与了动植物中所有的生理和生化过程.在植物中参与生长发育、果实成熟、生物和非生物胁迫反应等过程.本文系统地综述了番茄果实中small RNAs的分离鉴定现状,对番茄果实中与乙烯信号途径、颜色、风味、软化等代谢途径相关的small RNAs进行了系统总结,并展望了未来small RNAs在果实成熟过程中的相关研究方向.     

导致柑橘果实油胞病的橘油挥发组分分析

油胞病是一种主要的柑橘生理性病害,其典型特征是病斑区油胞凸起、油胞周围组织坏死并形成绿色、黄色甚至褐色病斑,这种症状不仅引起果皮外观品质下降,还严重影响了柑橘果实的商业价值。目前研究认为油胞病发病与橘油泄露有关。因此,该研究分别采用市售橘油、提取橘油、橘油非挥发性成分及26种挥发性成分单品分别处理锦橙、脐橙和椪柑果实,结果发现市售橘油和提取橘油处理油胞病发病率均为100.00%;橘油非挥发性成分及单品α-蒎烯、β-石竹烯、朱栾倍半萜、β-金合欢烯和α-金合欢烯处理其发病率均为0;而其余21种挥发性成分单品处理均出现油胞病症状,且发病率≥73.33%。研究橘油成分对柑橘果实油胞病的影响将为进一步探索油胞病的防治措施提供理论基础。     

水稻成熟过程中高光谱与叶绿素、类胡萝卜素的变化规律研究

通过大田和室内试验，测定了2个品种、3个供氮水平处理的水稻冠层、主茎剑叶、完全展开倒三叶和穗在成熟过程中的不同时期的高光谱反射率及对应叶片和穗的叶绿素、类胡萝卜素含量。结果表明：不同供氮水平的水稻冠层和叶片光谱差异明显，其叶片的叶绿素、类胡萝卜素含量随供氮水平的提高而增大；冠层光谱反射率随发育期推移在可见光范围内逐渐增大，在近红外区域逐渐降低；穗光谱的红边位置象冠层、叶片光谱一样也存在“蓝移”现象；叶片叶绿素、类胡萝卜素含量和高光谱植被指数VI1(R₉₉₀/R_{553相似文献}   

石蒜鳞茎膨大过程中碳水化合物代谢相关基因的差异表达研究

为探讨石蒜[Lycoris radiata (L’Her.) Herb.]鳞茎膨大过程中碳水化合物积累的变化规律,本研究依据前期已构建的材料,分析了石蒜鳞茎膨大过程中碳水化合物含量、相关酶活性以及碳水化合物代谢相关基因的表达变化。结果表明,随着石蒜鳞茎的膨大,蔗糖含量不断升高,蔗糖代谢酶SUS以及淀粉合成酶AGPase、SSS和GBSS的活性不断增强,从而加快淀粉的合成,这一过程可能受到编码蔗糖代谢及淀粉合成相关酶基因的正向调控,如SUS1、SUS2、SUS4、UGPA、AGPS2、AGPL2、SS2、SS3、GBSS1、SBE1、SBE2、SBE3等。另外,本研究还发现分别在AMY3和BAMY7、BAMY8、BAMY9基因的调控作用下,石蒜鳞茎膨大过程中α-淀粉酶和β-淀粉酶的活性也增强,从而加速淀粉的分解,提高鳞茎中可溶性糖含量,并可能在糖转运相关基因的作用下加快向鳞茎发育部位的转运,为鳞茎的后续膨大过程提供能量。本研究初步揭示了石蒜鳞茎膨大过程中碳水化合物代谢活动的变化规律,并挖掘到一些可能在此过程中发挥重要作用的调控基因,为后续利用分子生物学等手段加速石蒜鳞茎的膨大提供了理论依据。     

草莓果实中BG基因的克隆及功能分析

脱落酸(abscisic acid,ABA)能促进草莓(Fragaria×ananassa)果实的发育成熟,葡萄糖苷酶(β-glucosidase,BG)能通过水解ABA葡萄糖酯(ABA glucose ester,ABA-GE),把非活性的ABA转换成有活性的ABA,因此,BG参与果实发育进程.但是目前还没有遗传学证据来揭示BG对果实发育的作用机理.为了研究BG在果实发育中的作用,本实验以草莓品种甜查理为试材,通过PCR分子克隆的方法分离到3个编码BG的基因FaBG1、FaBG2和FaBG3;首先对3个基因进行生物信息学、时空表达分析,以及测定果实内源ABA含量的变化;其次通过分子调控FaBG3基因的表达量影响果实内源BG的活性,分析草莓果实的生理指标以及与ABA信号路径、色素代谢和细胞壁代谢相关基因的表达水平.实验结果表明,BG蛋白含有一个BglB区域,是能水解其他的复合物的特异区域.随着草莓果实的发育成熟,ABA的含量逐渐升高,FaBG1基因的表达量一直很低,FaBG2的表达量呈总体的下降趋势,只有FaBG3的表达量与ABA含量变化相一致.利用RNA干扰技术调低草莓果实中FaBG3基因的表达量也下调了FaBG1和FaBG2的表达量,同时降低了果实中BG的活性,导致果实中ABA含量、果实色素和可溶性固形物含量降低,提高了果实的硬度等生理指标,与生理指标相关的如色素代谢基因查尔酮合酶(chalcone synthase, CHS)、查尔酮异构酶(chalcone isomerase,CHI)、类黄酮-3-羟化酶(flavonoid-3-hydroxy-lase,F3H)、类黄酮-3-O-葡萄糖基转移酶(UDP Glc-flavonoid 3-O-glucosyl transferase,UFGT)和二氢黄酮醇-4-还原酶(dihydroflavo-nol-4-reductase,DFR),果实软化基因果胶甲酯酶(pectin methylesterase,PE)、伸展蛋白(expansin,EXP)、多聚半乳糖醛酸酶(polygalacturonase,PG)和果胶酸裂解酶(pectate lyases,PL),果实香味代谢基因醌氧化还原酶(quinone oxidoreductase,QR)、酰基转移酶(alcohol acyltransferase,AT)和ABA信号路径中的基因抗副球菌素蛋白(pyrabatin resistance,PYR)、ABA不敏感体1(ABA insensitive 1,AB11)、ABI3、ABI4和ABI5的表达量等分子指标也出现了不同程度的变化,最后导致了果实延迟成熟.与此相反,FaBG3基因超表达的草莓果实出现了提前着色成熟的现象.果实生理及分子指标的变化可揭示BG调控草莓果实发育进程的机理.     

橘小实蝇雄性不育技术应用过程中混入雌虫活力的研究

取羽化前1、2和3d(即-1d、-2d和-3d)来自橘小实蝇遗传性别品系的雌蛹,分别经过90、100和105Gy的60Co辐照后,检测成虫的羽化率、飞行能力和耐压存活率;辐照处理的雌蛹羽化后再分别与普通雄虫和来自遗传性别品系的不育雄虫杂交,在羽化后的第10天、第17天分别采卵,记录产卵量和卵孵化率。结果表明,雌虫羽化率、飞行能力和耐压存活率等变化与雄虫接受辐照后的质量监测结果相同;经过辐照的雌、雄虫相互交配不产卵;辐照处理过的雌虫与普通雄虫交配,成虫的产卵量明显减少,而且剂量越大,蛹龄越小,产卵量越少。     

黑田五寸胡萝卜中3个Orange基因的克隆与表达分析

在植物中Orange (Or) 蛋白对类胡萝卜素的生物合成和积累具有重要的作用。对胡萝卜全基因组分析后鉴定到3个Or基因,为分析3个Or基因与类胡萝卜素合成的相关性,以橙色胡萝卜品种黑田五寸为研究材料,克隆得到3个Or基因,并对其进行生物信息学分析及实时荧光定量(qRT-PCR)分析。序列分析表明,DcOr1、DcOr2和DcOr3的开放阅读框(ORF)全长分别为933、858 和939 bp,分别编码310、285和312个氨基酸;推测的氨基酸序列含有4个高度保守的富含半胱氨酸区域。DcOr1和DcOr3均由8个外显子和7个内含子组成,DcOr2由7个外显子和6个内含子组成。进化树分析显示,DcOr1与DcOr2进化关系最近,而DcOr3与三裂叶薯Or蛋白(XP_031112030.1)进化关系最近。qRT-PCR结果表明,3个DcOr基因在30、60、90和120 d的胡萝卜根中均有表达,其中DcOr2的相对表达量最低,DcOr3在各个阶段的相对表达量都为最高,在90 d时达到峰值,且相对表达量趋势与DcPSY1和DcPSY2最接近,推测DcOr3与胡萝卜类胡萝卜素合成最相关。本研究为探究胡萝卜生长发育过程中类胡萝卜素的生物合成机制提供了一定的理论依据。     

黄瓜单性结实候选基因预测与表达分析

为发掘黄瓜单性结实基因并通过表达分析预测相关基因的功能,以黄瓜单性结实性状QTL定位结果为基础,对主效QTL区段内的基因进行生物信息学分析,发现118个基因与细胞周期、细胞生长以及激素信号传导等生物学过程有关。结合黄瓜单性结实转录组研究结果,共筛选出10个在黄瓜单性结实过程中转录水平有剧烈变化的基因。利用q RT-PCR技术分析这些基因在授粉、未授粉及单性结实的黄瓜果实发育过程中的转录变化,结果表明,Cs CRT1、Cs LON、Cs TRAPPC4、Cs RABEPK和Cs POT基因在单性结实坐果过程中特异性的上调表达,Cs5NG4基因在单性结实和授粉结实过程中呈相反表达趋势,因此推测这6个基因为黄瓜单性结实候选基因。本研究为进一步利用候选基因资源改良现有黄瓜栽培品种的单性结实性奠定了基础。     

小麦B类MADS-box基因WPI1和WPI2的克隆及表达分析

为探究小麦雌蕊化现象的分子遗传机制,本文从CSTP和HTS-1 2个小麦品系的幼穗中克隆得到了2个B类MADS-box基因WPI1和WPI2。WPI1基因c DNA序列长816 bp,ORF长627 bp,编码208个氨基酸残基;WPI2基因c DNA序列长983 bp,ORF长630 bp,编码209个氨基酸残基。WPI1和WPI2基因均含有典型的MADS-MEF2-like和K-box结构域,C端均具有PI结构基序。系统进化树分析表明WPI1和WPI2基因属于PI/GLO亚家族成员。Real-time PCR分析表明WPI1和WPI2基因在CSTP和HTS-1小穗中的表达模式明显不同。雌雄蕊原基形成期,WPI1和WPI2基因在HTS-1中的表达量较高,而在CSTP中表达量较低,接近为0;药隔期,WPI1和WPI2基因在HTS-1中的表达水平明显低于CSTP中的表达。WPI1和WPI2基因表达模式的改变与HTS-1雌蕊化表型有关。本研究结果为进一步探讨B类基因WPI1和WPI2在HTS-1雌蕊化中的作用奠定了基础。     

毛竹CesA基因鉴定及其表达调控研究

纤维素合成酶(CesA)是纤维素合成的关键酶。为探究毛竹(Phyllostachys edulis)中CesA基因的分子特征、表达模式及其调控关系,本研究采用生物信息学方法对毛竹CesA基因家族成员进行系统分析,基于毛竹RNA-Seq数据和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析CesA在毛竹组织中的表达模式,借助酵母单杂交技术验证转录因子MYB对CesA的调控作用。结果表明,在毛竹中共鉴定21个CesA(PeCesA1~PeCesA21),分别含有8~14个内含子;共线性分析发现19个PeCesAs存在片段复制,且Ka/Ks值均小于1.0。PeCesAs编码蛋白长度为904~1 093 aa,分子量在101.10~123.63 kDa之间,理论等电点为5.95~8.60;亚细胞定位预测所有PeCesAs都定位在质膜上;保守基序分析发现,PeCesAs共含有20个保守基序,均含有CesA家族的特征基序D、D、D和QxxRW。系统发育分析结果表明,毛竹等4个物种的CesA家族52个成员聚类成7个分支。RNA-Seq数据分析结果表明,PeCesAs(PeCesA1/5/10/11/17)在根以及不同高度笋的中部和基部的表达量存在明显差异,而且PeMYB35和PeMYB37均与PeCesA1/5/10/11/17存在较强的共表达关系。qRT-PCR结果进一步证实,随着毛竹笋高度的增加,PeMYB35与PeCesA1/5/10/11/17呈现相似的表达趋势。此外,PeCesA1/5/10/11/17的启动子序列中均包含MYB转录因子的结合位点GAMYB,酵母单杂结果证实PeMYB35能够与PeCesA1启动子中GAMYB元件相结合,可能会进一步调控基因的表达。该结果为研究毛竹中纤维素的生物合成机制提供了参考依据。     

甘草种子水浸液对其种子萌发及GuSQS1和GubAS基因表达的影响

为探讨甘草种子是否存在化感自毒作用,以甘草种子为试验材料,采用常规萌发试验和实时荧光定量PCR方法,研究10g·L~(-1)浓度的甘草种子水浸液对其种子萌发率、Gu SQS1基因和Gub AS基因表达的影响。结果表明:甘草种子具有较强的化感自毒作用。10g·L~(-1)甘草种子水浸液处理下甘草种子的萌发率为62%,极显著低于对照处理(76%);该处理极显著抑制了Gub AS基因的表达,但对Gu SQS1基因的表达却具有显著促进作用。该研究结果可为人工调控栽培甘草质量提供一定参考。     

浙贝母淀粉、蔗糖代谢相关基因的克隆与表达分析

为了培育高品质浙贝母鳞茎,本研究以浙贝3号为材料,采用蒽酮法、高效液相色谱(HPLC)技术和试剂盒法测定浙贝母鳞茎发育过程中淀粉与蔗糖的含量变化;采用同源克隆、cDNA末端快速扩增技术(RACE)克隆蔗糖代谢关键酶基因,使用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)测定各基因表达量并进行相关性分析。结果发现,鳞茎中淀粉含量在成熟期达到最大值,可溶性总糖和蔗糖含量在鳞茎发育初期和末期最高,AGP2、AGP3、GBSS、SSS在鳞茎中表达量最高,AGP1在根中表达量最高,5个基因均与淀粉含量显著相关(相关系数分别为0.930、0.839、0.582、0.561和0.826),SS主要表达部位为鳞茎,SPS为叶片,二者均与蔗糖含量呈显著相关性(相关系数为0.575和0.536)。本研究为淀粉、蔗糖代谢基因功能验证,以及浙贝母分子育种与分子调控鳞茎发育相关研究奠定了基础。     

长白猪Plin3、Plin5基因克隆及表达规律研究

脂滴包被蛋白3(Plin3)和脂滴包被蛋白5(Plin5)是细胞内脂滴包被蛋白(PAT)家族的成员,在脂滴合成方面具有重要作用。为探究Plin3和Plin5在长白猪中的序列和表达特征,利用PCR技术扩增该基因,采用生物信息学分析两者的序列特征,并利用实时荧光定量PCR技术检测其在长白猪11个不同组织中的表达特征。结果表明,长白猪Plin3序列全长1 403 bp,Plin5全长1 397 bp,两种蛋白二级结构均以α-螺旋为主,无规则卷曲次之,不存在跨膜结构,无信号肽结构,有多个磷酸化位点。检测两种基因在不同组织中的表达水平发现,Plin3在长白猪的11个组织中均有表达,其中在脾脏中的相对表达量显著高于其他组织(P<0.05),肝脏次之;Plin5在脂肪组织中的相对表达量显著高于其他组织(P<0.05),而在大肠和小肠中不表达。本研究为进一步探究长白猪Plin3和Plin5在脂质代谢中的作用机制提供了理论依据。     

基于数字基因表达谱筛选黄瓜中水杨酸诱导基因

本文通过筛选水杨酸诱导黄瓜叶片差异表达基因(DEGs),旨在揭示水杨酸提高黄瓜抗病性机制和信号转导过程.以抗霜霉病黄瓜东农649为试材,无菌培养幼苗至4叶期,喷施5 mmol·L-1的水杨酸,喷施前和喷施后3、12和24 h分别采取叶片,提取总RNA,制备cDNA文库,应用Illumina高通量测序技术对水杨酸处理前后的4个叶片cDNA文库进行差异基因数字表达谱分析.结果表明,SA诱导了多数与叶绿体和细胞壁相关基因的下调表达和多个与抗病相关基因的上调表达,对受体激酶、细胞色素P450、脂氧合酶和脂转运蛋白等信号转导相关基因的表达均有显著影响.本研究获取了丰富有效的数据,初步筛选的DGEs涉及到植物的PCD(程序性细胞死亡)、信号转导、系统获得性抗性(SAR)形成等过程,证实了SA与上述过程有密切关系,为最终揭示SA提高黄瓜抗病性机制奠定了基础.     

四种甘蓝雄性不育类型差异基因表达分析

通过cDNA-AFLP分析了4种甘蓝(Brassicaoleracea)雄性不育类型的花粉败育特异中断基因表达特点,并对不同特异表达类型分别选取代表性TDFs克隆测序。结果表明,表达差异在转录片段多态性上能反应出不同雄性不育类型在细胞学水平上的败育时期和特征差异,4种不育类型中萝卜胞质不育(OguCMS)与可育类型遗传距离最近。实验未检出萝卜胞质不育特异中断的TDFs,说明其特异中断基因数目较少,因此检测到这一类基因较为困难。三种代表黑芥胞质不育(NiCMS),隐性核不育(Ms-cr1)和显性核不育(Ms-cd1)特异中断表达的TDFs共计46条。序列分析结果表明,黑芥胞质不育,隐性核不育和显性核不育类型分别与烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)脱氢酶,具RNA识别结构域(RRM)的蛋白,质膜类钙转运ATP酶基因表达受阻有关。