芒果乙烯响应转录因子MiERF113基因的克隆及表达分析

芒果（Mangnifera indica L.）是著名的热带水果,深受消费者的喜爱。我国是世界第二大芒果生产国,其中广西为全国最大的芒果产区。芒果是典型的呼吸跃变型水果,其果实在采摘后因乙烯大量释放容易软化腐烂,导致货架期短,影响产业的发展。乙烯响应转录因子（ethylene response factor, ERF）是乙烯信号通路中的关键基因,参与果实内源乙烯合成的信号转导。为了探究ERF在芒果果实采后成熟调控的作用机制,以‘台农1号’芒果为研究对象,依据前期完成的芒果转录组数据结果,筛选并克隆得到1个ERF基因（MiERF113）,利用生物信息学方法分析MiERF113的基本理化特征、保守结构域、蛋白质结构、进化关系等;利用实时荧光定量PCR（qPCR）技术对MiERF113基因在芒果采后不同贮藏时期的特异性表达进行分析。结果表明：MiERF113基因的开放阅读框（ORF）长度为681 bp,编码227个氨基酸,预测蛋白质分子量为25.61 kDa,理论等电点（pI）为6.07,总平均亲水性为-0.883,有32个磷酸化位点,无跨膜螺旋结构,无信号肽。蛋白质结构域预测MiERF113蛋白仅含有1个保守的AP2结构域,且该结构域中第14和19位氨基酸分别为丙氨酸和天冬氨酸,符合ERF亚家族的典型结构特征。将芒果与拟南芥、猕猴桃、阿月浑子、苹果、柑橘和茶树的ERF氨基酸序列进行进化分析,发现MiERF113与阿月浑子ERF113的同源性较高,亲缘关系最近。利用qPCR检测MiERF113基因在芒果采后不同贮藏时间果皮和果肉部位的表达情况,结果显示,MiERF113基因在果皮和果肉中均有表达,且随着果实不断成熟其表达量在逐渐增加,在采后贮藏12 d时表达量达到最高。本研究为揭示MiERF113基因在芒果采后成熟过程中的调控作用提供理论依据。     

一氧化氮对采后芒果果实抗氧化酶活性的影响

以‘红芒6号’芒果(Mangifera indica L.‘Zill’)为试材,研究采后一氧化氮(NO)对芒果果肉抗氧化酶活性和果实硬度的影响。结果显示,与对照相比,100μmol/L硝普钠(一氧化氮供体)处理保持了果肉组织中超氧化物歧化酶(SOD)活性,降低了多酚氧化酶(PPO)活性以及过氧化氢(H_2O_2)和丙二醛(MDA)含量,延缓了果实硬度的下降。表明NO可以有效减轻采后芒果果实氧化胁迫,进而延缓果实成熟。     

芒果种质资源果实重要经济性状多样性分析

对南亚热带作物研究所芒果种质资源圃内的芒果栽培品种的果实内、外的主要经济性状进行了鉴定评价.结果表明,在芒果的果实大小、果实形状、果皮颜色、可溶性固形物、可滴定酸、维生素C含量、可食率、果肉质地、果肉颜色、纤维、香味等方面均存在丰富的遗传多样性.在丰富的遗传多样性中,具有小果型、椭圆形（包括长椭圆、宽椭圆形）、质地中等细滑、清香等性状的品种较多.     

植物生长调节物质对紫花芒果后熟的作用

研究了２，４－Ｄ、ＧＡ３、ＮＡＡ、ＡＢＡ和乙烯利对紫花芒果后熟的作用。２，４－Ｄ、ＧＡ３和ＮＡＡ对芒果后熟期的颜色转黄、叶绿素降解、类胡萝卜素（总类胡萝卜素、α－胡萝卜素、β－胡萝卜素或叶黄素）上升和硬度下降有减慢作用，能延缓果实的后熟，其中以ＧＡ３最明显；乙烯利和ＡＢＡ则加速芒果的后熟；５种生长调节剂最终都可导致可溶性糖含量上升；除ＧＡ３可延缓果肉的酸度下降外，其他生长调节剂对酸度变化影响不大。     

茉莉酸甲酯处理对采后芒果果实抗病性的影响

以"红芒6号"芒果为试材,研究用0、1、10和100μmol/L的茉莉酸甲酯(Me JA)采后处理对芒果果实在常温(22~25℃)贮藏期间抗病性的影响,并探讨其与相关防御酶和抗性物质的关系,为寻找控制芒果采后病害的新技术提供理论依据。结果表明,采后Me JA处理显著降低了贮藏期芒果的病情指数和接种炭疽病菌芒果的病斑直径,其中以10μmol/L Me JA的处理效果最好。并且Me JA(10μmol/L)处理显著促进了贮藏期接种炭疽病菌芒果果实内源乙烯的释放,提高了防御酶苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)的活性以及抗性物质总酚和木质素的含量。这些结果表明,内源乙烯、防御酶和抗性物质可能参与了Me JA诱导的芒果采后抗病性的过程。     

后熟温度对芒果质量的影响

本文研究后熟温度对Tommy Atkins栽培种芒果质量的影响.后熟温度对果实的颜色、风味和质地有不同程度的影响.在12℃下保存16天的果实,无法成熟到完全可食程度.与在其它温度下贮藏的果实相比,其含糖适中,含酸较高,保持少许绿色,果肉类胡萝卜素含量较低;不完全软化.在17℃下存放15天的果实,软化和褪绿均如人意,但果肉颜色不理想,含糖量较高,含酸量也高,糖酸比较低.在22、27和32℃下后熟的果实,叶绿素分解大,品质优良,果肉类胡萝卜素含量较高,质地好,糖酸比均衡.37℃下后熟的果实有类似表现,但果皮常出现杂斑,果肉糖酸比稍低.     

BABA处理对采后芒果果实抗病性的影响

以‘台农1号’芒果为试材,研究采后分别用0、50、100、200、400 mg/L的β-氨基丁酸(BABA)处理对在常温（22～25 ℃）贮藏条件下芒果果实抗病性的影响,并探讨相关防御机制。结果显示,与对照果实相比,BABA采后处理显著降低了芒果果实的病情指数和病果率,从而提高了芒果的商品果率,对芒果采后抗病性具有明显的诱导作用,其中100 mg/L的BABA处理效果最好。在贮藏过程中,BABA(100 mg/L)处理不仅显著提高了芒果防御酶苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)的活性,同时也提高了芒果抗性物质总酚和木质素的含量以及贮藏早期过氧化氢（H2O2）的水平。表明防御酶、抗性物质及活性氧可能参与了BABA诱导芒果果实采后抗病性的过程。     

粤西1号芒果成熟阶段的蔗糖代谢

以粤西1号为试材研究了芒果果实成熟阶段淀粉、葡萄糖、果糖和蔗糖的含量以及蔗糖代谢相关酶-酸性转化酶(AI)、中性转化酶(NI)、蔗糖合成酶(SS)和蔗糖磷酸合成酶(SPS)的活性变化.结果表明:采收前淀粉含量逐渐减少,采收后快速减少;葡萄糖含量采收后呈先增后减的趋势,果糖含量采收前缓慢增加,采收后开始迅速增加,蔗糖变化与果糖变化趋势一致,完熟时含量最多的糖为蔗糖(62.55 mg,g),果糖次之(44.45 mg/g),葡萄糖最少(2.87mg/g).AI、NI、SS、SPS在采收前活性差别不大,在后熟阶段,AI、SS、SPS活性显著增加,且SPS活性达到最高值.粤西1号糖代谢以积累蔗糖为主,2种酶SPS和SS起关键作用.     

芒果MinMYB10基因的克隆及表达分析载体的构建

MYB（myeloblastosis）转录因子主要参与调控植物类黄酮代谢、植物生长发育等。为了研究在芒果果实中类黄酮代谢调控机制,本研究从金煌果肉中克隆得到一个MYB基因,将其命名为MinMYB10,其全长cDNA序列为1021 bp,开放阅读框为837 bp。该基因编码的蛋白有278个氨基酸残基,分子重量为31.60 ku,等电点为5.89。通过系统发育分析发现MinMYB10与拟南芥是亲缘关系较近的蛋白。本研究还构建了基因沉默载体pTRV2-MinMYB10和过表达载体 pGreenII 62-SK-MinMYB10,以期在后续研究中探明MinMYB10基因在芒果果实花青素代谢中的作用。     

套袋对芒果营养品质的影响研究

选择具有代表性的台农、紫花、凯特3个品种芒果为实验材料,探究套袋对芒果的维生素C、可溶性固形物、粗纤维、β-胡萝卜素等4个主要理化指标的影响。结果表明：与对照相比,套袋台农、紫花、凯特3种芒果果肉中维生素C的含量分别降低了19%、10%和18%;果肉中β-胡萝卜素含量降低了19.4%、23.4%和28%;可溶性固形物有显著性差异,套袋处理的芒果可溶性固形物含量高于对照组;台农和紫花2种芒果果肉的套袋组与对照组的粗纤维含量无显著性差异,凯特芒果肉套袋组粗纤维含量大于对照组。     

非1B/1R和1B/1R 类型小麦K型雄性不育系穗长和小穗数性状的遗传分析

为明确非1B/1R和1B/1R 类型小麦K 型雄性不育系穗长和小穗数的遗传规律,利用非1B/1R类型KTSP732A和1B/1R类型K3314A 两种K型不育系材料,采用主基因+多基因混合遗传模型分析法,对穗长和小穗数两类性状进行单世代和多世代混合分离分析.结果显示,非1B/1R类型KTSP732A和1B/1R类型K3314A穗长性状均符合加性-显性-上位性多基因模型(C-0),无主基因存在;非1B/1R类型KTSP732A的小穗数性状符合两对等显性主基因+加性-显性多基因混合模型(E-6),主基因遗传率为40.7%;而1B/1R类型K3314A的控制小穗数性状基因类型与非1B/1R不同,该类型无主基因存在,也符合加性-显性-上位性多基因模型(C-0).     

小麦1BL/1RS易位系1RS分子标记位点稳定性分析

为检测小麦1BL／1RS易位系1RS位点的稳定性，利用1RS上11个标记位点的PCR特异引物对21个小麦1BL／1RS易位系进行了分子检测。结果表明，21个1BL／1RS易位系中，66．7％的品种1RS的11个标记位点较为稳定，扩增出标记位点特异性带，但有33．3％的品种部分标记位点出现特异性带的丢失或添加，具有不同程度的位点变异，位点变异率最高达45．5％。对于1RS上的11种PCR特异引物，引物NOR-R1和APR1．3可稳定扩增出黑麦特异带，是在小麦遗传背景中鉴别黑麦1RS较为可靠的分子标记。     

Sec-1位点缺失对1BL/1RS易位系籽粒品质的影响

为了解 Sec-1位点缺失对1BL/1RS易位系品质的影响,用 Sec-1位点缺失突变体与郑麦7698多次回交,系谱法辅助分子标记多代选择后得到 Sec-1位点缺失的1BL/1RS易位系（简称 Sec-1位点缺失易位系）和正常1BL/1RS易位系（简称正常易位系）,并进行品质性状、抗病性及农艺性状鉴定。结果表明,蛋白质含量、湿面筋含量、干面筋含量和中峰值高度在 Sec-1位点缺失易位系和正常易位系之间差异不显著,而 Sec-1位点缺失易位系的面筋指数、面团形成时间、稳定时间、粉质质量指数、和面时间、中峰值宽度和8 min尾宽显著高于正常易位系。正常易位系的吸水率和衰落角显著大于 Sec-1位点缺失易位系。 Sec-1位点缺失易位系的条锈病抗性和白粉病抗性均低于正常易位系,但二者之间条锈病的病情指数差异不显著,而白粉病的病情指数差异达显著水平。正常易位系与 Sec-1位点缺失易位系间的千粒重、穗粒数、产量水平差异均不显著。综上所述, Sec-1位点缺失对小麦籽粒品质的正向调控作用显著,而对农艺性状的负面效应不显著, Sec-1位点缺失突变体是研究和改良小麦籽粒品质的优良遗传材料。     

1BL/1RS易位系对陕西小麦品质育种的影响

分析了91份陕西省小麦资源材料中1BL/1RS品种的频率、HMW-GS组成和加工品质性状,以了解1BL/1RS易位对陕西小麦育种的影响。结果表明,22个小麦品种(系)为1BL/1RS衍生品种,占参试材料的24.2%,其中山前麦(P redgorn ia)的衍生品种15个,占1BL/1RS易位品种的68.1%;1BL/1RS易位并末对HMW-GS组成产生直接影响,1BL/1RS易位品种中优质亚基1和17 18出现频率较高,而非1BL/1RS易位品种中优质亚基2*和7 8出现的频率较高,两者之间优质亚基14 15和5 10出现的频率无明显差别;1BL/1RS品种和非1BL/1RS品种之间品质性状(蛋白含量除外)的变异系数以及千粒重的平均值有明显差异,而籽粒硬度、蛋白质含量和沉淀值的平均值均无明显差异。提出了合理利用1BL/1RS抗源进行小麦育种的方法和途径。     

1BL/1RS易位系HMW-GS组成与品质分析

为深入挖掘1BL/1RS易位系的品质育种潜力,对收集的300份1BL/1RS易位系的高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)组成及其品质性状进行了分析。在300份1BL/1RS易位系 Glu-1位点上共检出12种HMW-GS类型和27种HMW-GS组合,表明这些1BL/1RS易位系具有较高的遗传多样性。在 Glu-A1位点上,亚基Null和1亚基的出现频率分别为47.67%和52.33%; Glu-B1位点有7种等位变异,其中出现频率最高的为7+9亚基对(58.67%); Glu-D1位点有3种等位变异, 2+12亚基对为主要类型,出现频率为71.33%。亚基组合类型中,"Null/7+9/2+12"的出现频率最高(31. 67%)。 Glu-A1、 Glu-B1和 Glu-D1编码优质HMW-GS的比例分别为52.33%、38.34%和16.00%,其中31份1BL/1RS易位系在3个位点均编码优质HMW-GS类型。300份1BL/1RS易位系的品质变异范围较大,有9份材料具有较高的品质育种价值。     

Mixing properties and dough functionality of transgenic lines of a commercial wheat cultivar expressing the 1Ax1, 1Dx5 and 1Dy10 HMW glutenin subunit genes

In this work we report the effects of the HMW-GS 1Ax1, 1Dx5 and 1Dy10 on the breadmaking quality of the bread wheat cultivar Anza that contains the HMW-GS pairs 1Dx2 + 1Dy12 and 1Bx7* + 1By8, and is null for the Glu-A1 locus. This allows the characterization of individual subunits 1Dx5 and 1Dy10 in the absence of subunit 1Dx5, and the interactions between these subunits and subunits 1Dx2 and 1Dy12 to be determined. Three transgenic lines termed T580, T581 and T590, containing, respectively, the HMW-GS 1Ax1, 1Dx5 and 1Dy10 were characterized over 3 years using a range of widely-used grain and dough testing methods. The transgenic subunits 1Ax1, 1Dx5 and 1Dy10 accounted for 25.2%, 20.3% and 17.9%, respectively, of the total HMW-GS in the three transgenic lines. Although lines T581 and T590 expressed similar levels of subunits 1Dx5 and 1Dy10 they had different effects on other aspects of protein composition, including changes in the ratios of glutenin/gliadin, of HMW/LMW-GS, the 1Dx2/1Dy12, the x-type/y-type HMW-GS and the proportions of high molecular mass glutenin polymers. In contrast, lines transformed to express subunits 1Ax1 and 1Dx5 showed similar changes in protein composition, with higher protein contents and decreased ratios of glutenin/gliadin and 1Dx2/1Dy12. In addition, both transgenic lines showed similar increases in the ratio of x-type/y-type subunits compared to the control line. The transgenic lines were analysed using Farinograph, Mixograph and Alveograph. This confirmed that the expression of all three subunits resulted in increased dough strength (and hence breadmaking quality) of the cultivar Anza. A beneficial effect of subunit 1Dx5 has not been reported previously, transgenic wheat lines expressing this subunit giving overstrong dough unsuitable for breadmaking. However, the expression of subunit 1Dy10 had a greater effect on breadmaking quality than subunits 1Ax1 and 1Dx5. The Farinograph parameters such as dough stability and peak time were increased by 9.2-fold and 2.4-fold, respectively, in line T590 (expressing 1Dy10) with respect to the control line. Similarly, the Mixograph mixing time was increased by four-fold and the resistance breakdown decreased by two-fold in line T590 compared with the control line. The Alveograph W value was also increased by 2.7-fold in line T590 compared to the control line. These transgenic lines are of value for studying the contribution of specific HMW-GS to wheat flour functional properties.     

Effects of genes increasing the number of spikelets per panicle,TAW1 and APO1, on yield and yield-related traits in rice

The genes TAWAWA1 (TAW1) and ABERRANT PANICLE ORGANIZATION1 (APO1) increase the number of spikelets per panicle (SN). In the present study, we examined the effects of these genes on morphological traits, yield, and yield-related traits including yield components using the near-isogenic lines (NILs) in the genetic background of a japonica rice variety, Koshihikari – NIL-taw1, NIL-apo1-D3, and NIL-apo1-D4 – in a field experiment. The SN and total number of spikelets per area of the three NILs were larger than those of Koshihikari. However, the yield of the three NILs did not exceed that of Koshihikari due to their low filling ability. Interestingly, our field experiments indicated that TAW1 did not affect the diameter of internodes and the PN, whereas APO1 decreased the PN and increased the diameter of internodes. These results suggest that TAW1 and APO1 differently affect yield-related traits.     

1RS.1BL易位染色体对小麦开花后叶片延绿特性的影响

为了探究延绿特性产生的遗传基础,利用延绿型小麦新品种川农17和小麦品种绵阳11杂交所获得的F6代43个稳定株系为材料,研究了1RS.1BL易位染色体对小麦开花后叶片延绿特性的影响.结果表明,川农17含有一对新合成的1RS.1BL易位染色体,具有开花后叶片衰老延缓和维持较长时期绿叶面积的优良特性,而绵阳11不具有这个特点.利用C-带及A-PAGE技术对川农17和绵阳11杂交的43个F6代株系进行了鉴定,发现17个延绿株系均含有1RS.1BL易位染色体,但另有8个含1RS.1BL易位染色体的植株不表现延绿特性,18个含一对1B染色体的株系均不表现延绿特性.延绿现象与1RS.1BL易位的存在呈极显著的正相关关系(r=0.6861,P＜0.001).这一结果说明小麦开花后的延绿特性是由1RS.1BL易位染色体上的基因和小麦背景基因相互作用控制的,指出川农17的1RS.1BL染色体上存在着至少一个基因控制延绿特性.     

Glu-A1和Glu-D1位点高分子量谷蛋白亚基共同缺失对弱筋小麦品质的影响

为了研究高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)缺失对小麦品质的影响,以Glu-A1和Glu-D1位点HMW-GS共同缺失材料2GS0414-10作供体亲本,以弱筋小麦品种扬麦13和扬麦18作轮回亲本进行回交,构建不同遗传背景的BC1F3和BC2F3群体,测定受体、供体亲本的品质,以及回交群体BC1F3和BC2F3中Glu-A1和Glu-D1位点HMW-GS共同缺失纯合单株及两位点均正常表达纯合单株的品质。结果表明,供体2GS0414-10具有较低的SDS沉降值、较短的面团形成时间和稳定时间;在BC1F3和BC2F3中,Glu-A1和Glu-D1位点HMW-GS共同缺失对蛋白含量影响不显著,但可显著或极显著降低SDS沉降值和水溶剂保持力(SRC)。Glu-A1和Glu-D1位点HMW-GS双缺失在弱筋小麦品质育种中具有一定的应用价值。     

GmHs1~(pro-1)多样性分析及蛋白互作预测

GmHs1~(pro-1)是Hs1~(pro-1)同源的抗线虫候选基因,通过使用不同的大豆品种克隆GmHs1~(pro-1)CDS区研究了其多样性、建立了进化树,并利用在线数据库分析预测了与其互作的蛋白。结果表明:在24种大豆品种中均克隆到长度约1 400bp的GmHs1~(pro-1)CDS区,同已有数据合并后该区段共有20个突变点,5个新突变点中的3个引起了编码氨基酸的变化。GmHs1~(pro-1)可能主要同glyma18g04770编码的蛋白互作,该蛋白受syringolide诱导。GmHs1~(pro-1)定位在胞浆内,具有1个吲哚化合物双加氧酶类似结构域,可能参与吲哚相关通路影响线虫发育。