唐菖蒲脂氧合酶基因GhLOX1 对球茎膨大的影响

 以唐菖蒲（Gladiolus hybridus）品种‘Rose Supreme’的球茎为试材，应用Real time RT-PCR技术，分析唐菖蒲球茎在不同浓度的茉莉酸甲酯（methyl jasmonate，MJ）0.1、0.2、0.5 mmol · L^-1和水杨酸异羟肟酸（salicylhydroxamic acid，SHAM）0.5、0.75、1.0 mmol · L^-1处理后脂氧合酶（LOX）基因的的表达水平，并且对LOX活性、内源MJ含量以及球茎鲜样质量与体积进行测定。分析结果表明，GhLOX1表达水平、脂氧合酶活性、内源MJ含量以及球茎的鲜样质量与体积均随着MJ浓度的增加而逐渐提高。与此相反，经过不同浓度的LOX抑制剂SHAM处理后，以上各项指标随着SHAM浓度的增加而逐渐降低。同时，构建35S-GhLOX1过表达载体，利用根癌农杆菌介导法将GhLOX1导入马铃薯栽培品种‘中薯3号’的试管薯薄片中，转基因马铃薯植株块茎的数量、体积和鲜样质量分别得到了不同程度的提高。     

唐菖蒲茉莉酸生物合成关键酶基因LOX1的克隆及表达分析

 以唐菖蒲（Gladiolus hybridus）品种‘Rose Supreme’的球茎为试材,通过RT-PCR和RACE技术克隆到了一个全长为2 797 bp的茉莉酸（Jasmonic acid,JA）生物合成关键酶LOX基因的cDNA序列,命名为GhLOX1,属于9-LOX。该序列含有一个2 541 bp的开放阅读框（ORF）,编码846个氨基酸,推导的蛋白质分子量为94.90 kD。RT-PCR表达分析表明,该基因在唐菖蒲叶、花、根、匍匐茎、新球茎和籽球上都表达,而在叶和匍匐茎中表达量最高,在花和籽球中表达量较低;离体条件下,经过0、0.1、0.5、1.0、2.0 mmol · L^-1的不同浓度梯度的水杨酸（SA）处理后,其表达水平随着浓度的升高而降低,当SA浓度达到2.0 mmol · L-1时没有表达。     

脂氧合酶对唐菖蒲籽球形成和膨大的影响

为探讨脂氧合酶(LOX-1)对唐菖蒲籽球形成和膨大的影响,以'Rose Supreme'和'Advanced Red'两个品种为试材,研究了籽球的生长发育与LOX-1活性,内源茉梨酸甲酯(MJ)、蔗糖、淀粉和纤维素含量变化之间的关系。结果表明,唐菖蒲叶片中测不到LOX-1活性,匍匐茎中LOX-1活性和内源MJ含量最高,籽球数量较多的品种'Rose Supreme'LOX-1活性和MJ含量显著高于'Advanced Red',说明LOX-1在唐菖蒲籽球形成和膨大过程中起着重要作用,其作用途径可能是通过影响茉莉酸类化合物(JAs)的生物合成对籽球的发生和生长进行调控。在唐菖蒲籽球生长发育过程中,新球和籽球中蔗糖、淀粉和纤维素含量都不同程度升高,并且与LOX-1活性呈正相关,说明蔗糖、淀粉和纤维素对唐菖蒲新球和籽球的形成和膨大起着重要作用。     

水杨苷异羟肟酸和茉莉酸甲酯对唐菖蒲试管结球的影响

为探讨水杨苷异羟肟酸(SHAM)和茉莉酸甲酯(MJ)对唐菖蒲试管结球的影响,以'Rose Supreme'的籽球为外植体,研究了不同处理球茎内可溶性蛋白、内源MJ、碳水化合物(蔗糖、淀粉和纤维素)含量、脂氧合酶(LOX-1)、抗氧化酶(SOD、CAT、POD和APX)活性和LOX同工酶变化与试管结球之间的关系。结果表明：与对照相比,SHAM处理使结球时间明显推迟,结球率、球茎鲜样质量和直径降低;可溶性蛋白含量、LOX-1活性和MJ含量显著降低,LOX同工酶谱带变弱,并有2条同工酶带逐渐消失;抗氧化酶活性和碳水化合物含量降低。而MJ处理后上述指标均不同程度上调,0.5mmol·L^-1为测试浓度范围内促进唐菖蒲试管结球的最佳浓度。以上试验结果说明SHAM对唐菖蒲试管结球起抑制作用,而MJ有明显的促进作用,可能通过外施MJ提高了LOX活性及内源MJ含量,调动碳水化合物的积累,增加抗氧化酶的活性,从而对球茎的发生和生长进行调控。     

白木香茎中内源茉莉酸类和倍半萜类物质对机械伤害的响应

 为揭示伤害信号--茉莉酸类（JAs）对倍半萜可能的调控作用,以3年生白木香[Aquilaria sinensis（Lour.）Gilg]树苗为试材进行机械伤害和外施茉莉酸甲酯（MeJA）处理,测定其茎中内源JAs和倍半萜含量。结果表明,机械伤害处理1 h后,内源JAs含量显著增加,随后迅速下降;伤害处理24 h后又有小幅升高。伤害处理诱导白木香产生3种倍半萜（δ–愈创木烯、α–愈创木烯和α–葎草烯）且含量随着伤害时间延长而增多。外源MeJA处理也能够诱导产生相同种类的倍半萜且诱导强度大于伤害处理。伤害早期（1 h）内源JAs含量升高和伤害后期（48 h）倍半萜含量增多是植物启动相应的防御反应和抵御伤害胁迫的重要机制。     

牡丹NCED 基因的克隆和表达分析

 通过RT-PCR和RACE技术克隆得到了牡丹（Paeonia suffruticosa Andr.）中编码9–顺式–环氧类胡萝卜素加双氧酶蛋白（NCED）的一条cDNA基因全长（暂命名为Ps-NCED1）。进化树分析显示Ps-NCED1的氨基酸序列与葡萄、马铃薯、胡萝卜等植物中的NCED一致性均达到了70%以上。通过与拟南芥中CCD（类胡萝卜素分解加双氧酶）家族氨基酸序列比对后发现,Ps-NCED1与调控ABA合成的At-NCED3一致性最高。对花朵中内源ABA的研究发现,ABA在花朵蕾期及衰老期含量较高,盛开期时含量较低,表明ABA对于植物的开放衰老具有促进作用。相对荧光定量PCR分析发现：在花朵完全开放的牡丹植株中,Ps-NCED1在根、茎、叶、花托、萼片、花瓣、心皮、雄蕊中的表达量以在根和雄蕊中较高,在叶和萼片中最低。在外源ABA处理的牡丹花瓣中,Ps-NCED1表达量变化与内源ABA含量变化具有相同的趋势,推测该基因是调控内源ABA含量的主要基因。     

唐菖蒲茉莉素受体基因GhCOI1的克隆与表达分析

通过RACE技术在唐菖蒲(Gladiolus hybridus)品种‘Rose Supreme’的籽球苗叶片中克隆得到茉莉素受体COI1基因的c DNA序列,命名为Gh COI1。该基因全长为2 603 bp,包含一个编码613个氨基酸的开放阅读框,5′utr和3′utr分别为484 bp和277 bp,预测的蛋白质分子量为69.46 k D;其氨基酸序列具有典型的F-box基序和LRRs结构域。同源比对和系统进化树的分析结果表明,Gh COI1与番茄Le COI1氨基酸序列的相似性最高,达到64.3%;与水稻Os COI1的亲缘关系最近。利用实时荧光定量PCR分析基因表达的结果表明,Gh COI1在唐菖蒲叶片中的相对表达量最高,根中其次,匍匐茎、新球、籽球、花瓣、雄蕊、雌蕊里中的相对表达量较低,推测在唐菖蒲中存在器官专一性表达的COI1同源基因。采用0.05、0.1和0.5 mmol·L-1 Me JA喷施处理唐菖蒲叶片,检测到施用0.1 mmol·L-1 Me JA可显著上调Gh COI1的表达。同时伴随此浓度Me JA处理时间的增加,12 h内Gh COI1的表达量呈现先上升再下降后上升的趋势。洋葱表皮细胞瞬时表达结果表明Gh COI1蛋白定位于细胞质和质体中。本研究中初步验证了Gh COI1在茉莉素信号途径中的作用。     

外源ABA对叶子花开花及内源ABA合成关键酶的影响

以叶子花‘大红宝巾’（Bougainvillea glabra‘Mrs Butt’）为试材,研究外源脱落酸（ABA）对其开花及其生物合成关键酶含量与活性变化的影响。结果表明：外源ABA对叶子花的成花有促进作用;去甲二氢愈创木酸（NDGA）浓度大于10 μmol ? L-1时,ABA的合成明显被抑制,低浓度NDGA与高浓度ABA共同作用反而对内源ABA含量的升高具有增效作用;内源ABA的变化趋势与9–顺式–环氧类胡萝卜素双氧合酶（NCED）含量的变化趋势相一致,表明NCED为ABA生物合成途径中的限速酶;外源ABA使玉米黄质环氧化酶（ZEP）、NCED、ABA醛氧化酶（AAO）含量及活性均明显上升,表明ABA能自我催化调节其合成,且单一酶基因或单一酶促反应并不能合理解释ABA水平的变化,推测ABA信号的作用机制是一个由多酶有机统筹系统控制的结果。     

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。     

川乌头F3′5′H 基因的cDNA 克隆与表达分析

 利用RT-PCR 结合RACE 技术,从川乌头（Aconitum carmichaeli Debx.）花朵中克隆到1 个类黄酮–3′,5′–羟基化酶基因的cDNA 全长序列,全长1 720 bp,包含1 个编码506 个氨基酸的开放阅读框,命名为Ac-F3′5′H（GenBank 登录号：JN635708）。序列分析表明Ac-F3′5′H 编码的氨基酸序列中包含有已确定的保守基序,包括CYP 基序、I 螺旋区和血红素结合区等。氨基酸序列比对显示Ac-F3′5′H 与其它物种的F3′5′H 有很高的序列相似性。以川乌头18S rRNA 基因（FJ748878）为内参,通过半定量RT-PCR对Ac-F3′5′H 的时空表达模式进行了分析,结果显示Ac-F3′5′H 随花朵发育,表达量呈递增趋势,并且在正在开放的花朵中达到最高,而在根、茎、叶中不表达,推测该基因可能在调节川乌头蓝色花朵形成中发挥作用。     

Cloning,characterization and expression analysis of a 9-lipoxygenase gene in Gladiolus hybridus

Plant lipoxygenases (LOXs) is a functionally diverse class of dioxygenases involved in multiple physiological processes such as growth, senescence, and stress-related responses. Previously, based on the analysis of LOX1 activity and corm formation, it was depicted that LOX1 increased jasmonic acid (JA) synthesis and induced enlargement at top of stolon branches, forming cormels in Gladiolus hybridus. Here, LOX gene (GhLOX1) in full length was isolated from developing corms in G. hybridus. Sequence analysis showed that GhLOX1 was a novel LOX1 gene encoding 9-LOX. Transient expression analysis determined GhLOX1 to be a cytoplasm protein. Real time RT-PCR showed that the mRNA level of GhLOX1 gene correlated positively with LOX activity and was highest in cormels. GhLOX1 mRNA level, LOX activity and endogenous methyl jasmonate (MJ) content in corms increased steadily with a MJ gradient from 0.1 mmol/L to 0.5 mmol/L. Conversely, GhLOX1 mRNA level, LOX activity, and endogenous MJ content in corms steadily decreased with the increasing concentration of Salicylhydroxamic acid (SHAM). At the same time, we observed that MJ and SHAM treatments effected both LOX1 mRNA level and LOX activity, leading to promotion and inhibition of corm formation and enlargement, respectively. These data reveal that GhLOX1 is a novel LOX1 gene encoding a cytoplasm 9-LOX protein and its expression would contribute to LOX activity which plays an important role in corm formation and enlargement. In general, GhLOX1 is an ideal candidate for the promotion of corm formation and enlargement by gene manipulation in G. hybridus.     

甜橙CsKT1的钾转运功能鉴定及其互作蛋白分析

植物K~+的跨膜运输过程是由细胞膜上的钾转运蛋白介导的。分析甜橙基因组序列信息发现,甜橙CsKT1与拟南芥Shaker家族成员中的AKT1同源性最高,具有典型的Shaker钾通道特征。互补钾吸收缺陷酵母的试验结果显示,表达CsKT1的钾吸收缺陷酵母能在K~+浓度为10、1和0.1 mmol·L~(-1)的培养条件下生长。以‘冰糖橙’(Citrus sinensis L. Osbeck‘Bingtangcheng’)为试验材料,利用qRT-PCR方法检测到CsKT1在植株根部的表达量比冠部高,并且低钾(0.1mmol·L~(-1)K~+)胁迫处理24h时植株中CsKT1的转录水平无明显变化。亚细胞定位检测结果显示,CsKT1能定位到细胞质膜上。利用酵母双杂交试验发现,CsKT1蛋白C端能与拟南芥CIPK23互作,还能与甜橙CsCIPK7蛋白(与拟南芥CIPK23同源性最高)互作,同时甜橙CsCIPK7蛋白能与拟南芥CBL1蛋白互作;进一步的蛋白序列相似性分析结果显示,柑橘CBL家族有8个成员,其中CsCBL1与拟南芥CBL1、CBL9的同源性最高。这些结果说明,CsKT1是柑橘中的类AKT1钾转运蛋白。     

U+3B8FNPR1同源基因全长cDNA的分离与表达分析

 NPR1是水杨酸诱导抗病基因表达的重要调控因子之一，主要作用于水杨酸信号转导途径的上、下游。采用稀释池PCR法，筛选U+3B8F（Prunus salicina var. cordata）叶片全长均一化cDNA文库，分离U+3B8F叶片NPR1同源基因的全长cDNA；用不同浓度的水杨酸喷施一年生U+3B8F嫁接苗嫩叶，采用荧光定量PCR技术检测所获得的NPR1同源基因的表达量差异。试验结果表明，共获得了4个NPR1同源基因的全长cDNA，分别命名为PsNPR1、PsNPR3.1、PsNPR3.2和PsNPR3.3，其长度分别为2 442、1 827、2 244和2 615 bp，其ORF长度分别为1 788、1 770、1 767 和1 782 bp，分别编码596、590、589和594个氨基酸的蛋白质；氨基酸序列比对结果表明，U+3B8F这4个NPR1同源基因的编码区均含有BTB/POZ和ANK两个保守域及核定位信号（NLS）；PsNPR1与拟南芥的AtNPR1和AtNPR2聚为一簇，PsNPR3.1、PsNPR3.2和PsNPR3.3与拟南芥的AtNPR3和AtNPR4聚为另一簇。PsNPR1在喷施1.0 mmol ? L-1水杨酸的叶片中表达量最高；PsNPR1、PsNPR3.1、PsNPR3.2在响应1.0 mmol .  L-1水杨酸诱导过程中表达量持续上升， 30 h表达量最高，之后呈下降趋势，因此，水杨酸诱导抗病基因高表达的最佳处理浓度为1.0 mmol ? L-1，最佳响应时间为30 h。     

赤霉素、水杨酸、柠檬酸和蔗糖对灰毛黄栌叶色变化的影响

 2011 年秋,选取长势一致的4 年生灰毛黄栌（Cotinus coggygria var. cinerea Engl.）组培苗, 喷施不同浓度的赤霉素（GA3）、水杨酸、柠檬酸和蔗糖水溶液,研究其对叶色的影响。结果表明,使用 浓度为0.01 mmol · L-1 的赤霉素处理可以推迟灰毛黄栌的落叶期,从而使叶片观赏期平均延后5 d;用浓 度为0.5 mmol · L-1 的水杨酸处理,会使叶片观赏期平均推迟7 d,而浓度为1.0 mmol · L-1 的水杨酸处理, 叶片的观赏期平均提前了3 d;喷施4.8 mmol · L-1 的柠檬酸和200.0 mmol · L-1 的蔗糖溶液,都能显著提高 灰毛黄栌叶片中花青素的相对含量,使叶片更红,并且使叶片的观赏期分别提前了6 d 和9 d。     

红芽芋脱毒试管芋诱导及植株再生

为解决红芽芋脱毒苗移栽成活率低、种苗易分化等问题，以江西地方名优芋品种‘铅山红芽芋’为材料，开展茎尖脱毒、试管芋诱导及植株再生的研究。结果表明，芋芽剥取0.2 ~ 1.0 mm茎尖接种于MS + 2.0 mg • L-1 6-BA + 0.5 mg • L-1 NAA + 3%蔗糖培养基中可诱导成苗；通过RT-PCR分子检测，0.3 mm以下茎尖培养的试管苗中未发现芋花叶病毒（DsMV）；脱毒苗继代增殖最佳诱导培养基为MS + 3.0 mg • L-1 6-BA + 0.5 mg • L-1 NAA + 3%蔗糖，脱毒苗试管芋诱导的最佳培养基为MS + 1.0 mg • L-1 6-BA + 0.5 mg • L-1 NAA + 8%蔗糖，最佳培养条件为温度25 ℃，光照54 μmol • m-2 • s-1，光周期14 h • d-1；脱毒试管芋的最佳移栽驯化基质为草炭︰蛭石 = 2︰1；脱毒试管芋移栽后，成活率达97.71%，生长中未出现分化现象。脱毒芋相比未脱毒芋增产43.14%，营养品质指标存在显著差异。脱毒试管芋的诱导形成及植株再生体系的建立为红芽芋健康种苗的快速繁殖提供了一条新途径。     

茶树蛋白激酶基因CsCIPK的克隆与表达特性分析

以茶树品种‘龙井43’作为材料,利用RT-PCR方法,从茶树的cDNA中克隆得到1个编码蛋白激酶的基因,命名为CsCIPK。序列分析表明,CsCIPK开放阅读框长度为1 341 bp,编码446个氨基酸,蛋白质分子量为414234。蛋白功能域预测和多重对比显示,CsCIPK蛋白含有1个保守的N端激酶结构域和1个相对不保守的C端调节结构域,即丝氨酸/苏氨酸激酶结构域和NAF结构域。理化性质、亲/疏水性、无序化分析显示,CsCIPK属于疏水性蛋白,理论等电点为7.04,有4段无序化区域,其二级结构分析显示主要由α螺旋、不规则卷曲组成。通过实时荧光定量PCR对‘龙井43’和‘安吉白茶’中的CsCIPK表达特性进行分析。结果显示‘龙井43’中CsCIPK的相对表达量在高温、干旱及盐处理4 h、低温处理24 h时达到最高。‘安吉白茶’中CsCIPK的相对表达量在高温及盐处理4 h、低温及干旱处理1h时达到最高。CsCIPK在‘龙井43’的根中,‘安吉白茶’茎中表达量最高。不同浓度的GA和IBA处理‘龙井43’茶苗,结果显示0.2 mmol·L-1 GA处理后,CsCIPK表达量先升高后下降,6 d时处理组为对照组的62倍;0.6 mmol·L-1 IBA处理后,CsCIPK的表达量在3 d时显著高于对照组;不同浓度GA和IBA处理后,9 d时CsCIPK表达量均显著低于对照。     

β–氨基丁酸对Cd胁迫下菊花生理特性的影响

为探究β–氨基丁酸(BABA)能否缓解Cd胁迫对菊花生长和生理代谢的毒害作用,以耐Cd型菊花品种‘钟山金葵’和Cd敏感型菊花品种‘钟山丹桂’为试验材料,用1/2Hogland营养液培养,研究了200μmol·L-1 Cd单独处理和200μmol·L-1 Cd+0.2 mmol·L-1 BABA处理下两个品种的生长、生物量、Cd积累和转运、根尖Cd流量以及叶片MDA含量、相对电导率、叶绿素含量、脯氨酸含量的变化。结果表明:Cd胁迫抑制菊花的生长和叶绿素的合成,破坏细胞膜结构的完整性,引起膜脂过氧化伤害。耐Cd品种‘钟山金葵’的膜脂过氧化程度较低,细胞膜的完整性较好,能快速、大量地合成渗透调节物质(脯氨酸)来减轻Cd胁迫的毒害作用。BABA能改善Cd胁迫下菊花的生长,缓解Cd胁迫对株高、根长和生物量的抑制作用。BABA还可减缓Cd胁迫下叶片MDA含量的增加和相对电导率的升高,但并不增加脯氨酸的含量。耐Cd品种‘钟山金葵’根尖Cd离子流量大于Cd敏感型品种‘钟山丹桂’,能积累较多的Cd,并可以利用老叶贮存Cd,且受害程度较低。BABA能促进Cd胁迫下根系对Cd的吸收及其向地上部的转运,但对Cd在地上部不同叶位中的分布无影响。BABA处理可以促进菊花对Cd污染土壤的修复。     

可降解螯合剂对草坪植物高羊茅发育及生理的影响

以盆栽高羊茅为试验材料,研究了土壤中添加不同浓度(3、6、9、12和15 mmol·kg~(-1))生物可降解螯合剂谷氨酸二乙酸四钠(Glutamic acid N,N-diacetic acid tetra sodium salt,GLDA)和亚氨基二琥珀酸四钠盐(Iminodisuccinic acid sodium salt,IDS)处理对种子萌发和幼苗发育及生理的影响。结果表明,GLDA和IDS处理对高羊茅种子萌发有一定的抑制作用,并且高浓度的抑制作用更强。对高羊茅地上生物量的影响表现为低浓度促进,高浓度抑制,6 mmol·kg~(-1)处理生物量达到最大;而所有螯合剂处理均显著抑制了根系的生长。与对照相比,低浓度的螯合剂(3、6和9 mmol·kg~(-1))对叶绿素和类胡萝卜素含量没有显著影响,但高浓度处理显著降低了其含量。螯合剂对SOD和CAT活性的影响呈现先增加后降低的趋势,而POD活性和MDA含量则随螯合剂浓度的增加而升高,表明添加螯合剂对高羊茅构成了逆境胁迫。鉴于此,在两种螯合剂应用于土壤重金属修复时,以低浓度(6 mmol·kg~(-1))施加为宜,并且可以考虑在植物收获前几天施加或分次加入。