观赏海棠McF3′H的克隆及不同品种间表达差异分析

为了探究McF3′H基因与花色苷之间的关系,以苹果属观赏海棠‘王族’叶片总RNA为模板,通过RACE扩增,获得类黄酮3′-羟化酶(Flavonoid 3′-hydroxylase,F3′H)基因序列,其基因编码区共1 536bp,编码511个氨基酸,命名为McF3′H。McF3′H编码的氨基酸序列与其他物种的F3′H蛋白具有较高相似性。对3种不同叶色的观赏海棠品种‘火焰’、‘绚丽’和‘王族’叶片不同发育时期的McF3′H表达量、花青苷含量进行测定分析。结果表明McF3′H基因在3种不同叶色类型的观赏海棠品种叶片中均有表达,常色紫叶类‘王族’叶片McF3′H相对表达量明显高于新叶有色类‘绚丽’和绿色叶‘火焰’,McF3′H表达量与花色苷含量的变化规律较为一致。说明McF3′H在苹果属观赏海棠叶片花青苷代谢及色泽形成过程中具有重要作用。     

观赏海棠叶片McmiR159a克隆及功能验证

【目的】为了验证观赏海棠叶片McmiR159a对花色苷代谢的调控作用。【方法】以观赏海棠红叶品种‘王族’为试验材料,确定McmiR159a前体基因序列并对其靶基因进行预测,构建McmiR159a过表达载体并瞬时转入‘王族’组培苗。其次通过高效液相色谱和qRT-PCR分析瞬时侵染植株中花色苷的含量及其合成途径中结构基因的表达量。【结果】结果表明,McmiR159a在观赏海棠中过表达下调其靶基因表达,上调花色苷代谢途径关键基因的表达,进而增加花色苷的含量。【结论】研究结果表明,观赏海棠中McmiR159a对花色苷的合成具有正调控作用。     

苹果属植物DNA去甲基化基因MdIDM1参与低温促进花色素苷的积累

[目的]为探明DNA去甲基化基因与苹果属植物低温诱导花色素苷积累的关系.[方法]以苹果'嘎啦'和观赏海棠'王族'与观赏海棠'火焰'组培苗叶片为试材,16℃低温连续处理7d,通过RNA提取和反转录cDNA,克隆得到苹果属植物DNA去甲基化关键基因MdIDM1,通过荧光定量PCR和高效液相色谱分别检测叶片中花色素苷合成基因和花色素苷含量,对去甲基化基因MdIDM1表达量进行相关性分析.[结果]低温胁迫促进苹果属植物着色,同时随着低温处理时间的增加MdIDM1的表达逐渐升高,且与花色素苷生物合成基因表达和花色素苷积累呈正相关.[结论]低温条件下,DNA去甲基化基因MdIDM1可能参与苹果属植物花色素苷积累.     

观赏海棠中McmiR160a的克隆及调控红叶着色的功能分析

【目的】为了验证观赏海棠叶片McmiR160a对花色素苷代谢的调控作用。【方法】以观赏海棠常色红叶品种‘王族’为试验材料,确定miR160a的前体基因序列并对其靶基因进行预测,克隆McmiR160a前体序列并构建过表达载体并瞬时转入‘王族’组培苗。通过高效液相色谱和qRT-PCR分析瞬时侵染植株中花色素苷的含量及其合成途径中结构基因的表达量。【结果】结果表明,在观赏海棠中过表达McmiR160a可以降低花色素苷的含量,同时降低其靶基因和花色素苷代谢途径关键基因表达水平。【结论】研究结果表明,观赏海棠中McmiR160a对花色素苷的合成具有负调控作用。     

观赏海棠中McmiR160a的克隆及调控红叶着色的功能分析

【目的】为了验证观赏海棠叶片McmiR160a对花色素苷代谢的调控作用。【方法】以观赏海棠常色红叶品种‘王族’为试验材料,确定miR160a的前体基因序列并对其靶基因进行预测,克隆McmiR160a前体序列并构建过表达载体并瞬时转入‘王族’组培苗。通过高效液相色谱和qRT-PCR分析瞬时侵染植株中花色素苷的含量及其合成途径中结构基因的表达量。【结果】结果表明,在观赏海棠中过表达McmiR160a可以降低花色素苷的含量,同时降低其靶基因和花色素苷代谢途径关键基因表达水平。【结论】研究结果表明,观赏海棠中McmiR160a对花色素苷的合成具有负调控作用。     

观赏海棠中McmiR160a的克隆及调控红叶着色的功能分析

【目的】为了验证观赏海棠叶片McmiR160a对花色素苷代谢的调控作用。【方法】以观赏海棠常色红叶品种‘王族’为试验材料，确定miR160a的前体基因序列并对其靶基因进行预测，克隆McmiR160a前体序列并构建过表达载体并瞬时转入‘王族’组培苗。通过高效液相色谱和qRT-PCR分析瞬时侵染植株中花色素苷的含量及其合成途径中结构基因的表达量。【结果】结果表明，在观赏海棠中过表达McmiR160a可以降低花色素苷的含量，同时降低其靶基因和花色素苷代谢途径关键基因表达水平。【结论】研究结果表明,观赏海棠中McmiR160a对花色素苷的合成具有负调控作用。     

芒果(Mangifera indica)F3’H基因的克隆及其表达分析

花色素苷的合成是红色芒果果实着色的主要代谢途径,而类黄酮3’羟化酶(F3’H)基因是花色素苷合成的一个关键酶,其参与决定了花色、果实颜色、种皮颜色、茎叶表面等花色素苷的生物合成。本研究根据已经报道的F3’H基因的序列设计兼并引物,采用3’RACE和5’RACE方法,克隆得到了芒果果实F3’H基因的全长c DNA序列为1782 bp。该基因开放阅读框为1548 bp,编码515个氨基酸,分子重量为57.44 k D。通过系统发育分析发现该基因编码的蛋白与西洋梨、草莓、大豆等具有较近的亲缘关系。对不同芒果品种的F3’H基因的表达进行分析发现:红色的贵妃品种中表达量较高,而黄色的金煌品种中表达量较低。     

水分胁迫对赤霞珠葡萄果实花色苷生物合成的影响

为研究不同水分胁迫对葡萄果实花色苷生物合成相关基因表达与总花色苷质量分数之间的关系。以3 a生‘赤霞珠’为试材,在果实转色前1周进行水分胁迫处理,测定了采收期葡萄果实百粒质量、可溶性固形物质量分数、可滴定酸质量浓度、总酚和单宁质量分数,用pH示差法和qRT-PCR技术分别检测果实总花色苷质量分数和花色苷合成相关基因的表达量。结果表明:轻度和中度胁迫降低了采收期果实百粒质量和可滴定酸质量浓度,增加了可溶性固形物质量分数、单宁和总酚质量分数。同时,轻度和中度胁迫也提高了果实成熟过程中总花色苷质量分数,在花后110 d达到最大,分别为0.241%和0.228%;轻度和中度胁迫上调了PAL、 CHS1、DFR、 F3′H、 F3′5′H、UFGT和 MybA1基因的表达量,其中花后90 d, CHS1、 F3′H、 F3′5′H和 MybA1基因的表达量最高;花后100 d,PAL和DFR基因的表达量最高;花后110 d,UFGT基因的表达量最高。重度水分胁迫会降低果实成熟后期 CHS1、 F3′H、 F3′5′H和UFGT表达量。相关性分析表明,中度水分胁迫 CHS1表达量与总花色苷质量分数呈显著正相关,重度水分胁迫PAL和 MybA1基因表达量与总花色苷质量分数呈显著正相关。轻度和中度水分胁迫促进葡萄花色苷生物合成中相关基因的表达,从而提高葡萄果实总花色苷质量分数。     

6个朱砂梅品种花色苷合成结构基因及转录因子编码基因的表达模式分析

为明晰朱砂梅品种群梅花花色表型差异形成的分子调控机制,以花色由浅至深呈梯度变化的6个朱砂梅品种为试验材料,利用色差仪和分光光度计测定不同品种盛花期花瓣的花色表型及花色苷含量,通过荧光定量PCR及相关性分析,对花色苷合成结构基因(PmCHS、PmCHI、PmF3H、PmF3′H、PmDFR、PmANS、PmUFGT)及转录因子编码基因(PmMYB1、PmbHLH3)的转录特性进行探究。结果表明,各品种间花瓣花色苷含量与花色红度的变化趋势一致;PmMYB1、PmbHLH3、PmF3′H、PmDFR、PmUFGT的相对表达量与花色苷含量呈极显著正相关;转录因子编码基因PmMYB1与PmbHLH3的相对表达量呈极显著正相关,且均与结构基因PmF3′H、PmDFR、PmUFGT的表达水平呈显著或极显著正相关。推测转录因子编码基因PmMYB1PmbHLH3通过正向调控结构基因PmF3′H、PmDFR和PmUFGT的表达从而调控朱砂梅花瓣的呈色。     

两种海棠秋季叶色变化的生理机制研究

以王族海棠(Malus‘Royalty’)和光辉海棠(Malus‘Guanghui’)秋季(8~10月)成熟叶片为试验材料,观察其叶色变化,并对其叶绿素、花色素苷、可溶性糖含量及苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性进行测定,以期揭示两种海棠叶片色泽、内色素变化与其内源物质的相关关系。结果表明,王族海棠叶片虽生育期呈现紫红色,但秋季却出现"返绿"现象;光辉海棠则随着温度升高,叶片由绿色转变为红色,温度降低,红色退去,叶片呈现绿色。上述指标测定结果显示,两种海棠叶色表现均与叶片内色素的比例密切相关。王族海棠叶片内当花色素苷与叶绿素含量比值降至14时,其叶色由紫红色转变为绿色,其叶色变化主要是由花色素苷降解而叶绿素的积累引起的;光辉海棠成熟叶片的叶色变化则是由花色素苷和类胡萝卜素的含量共同决定的,花色素苷与叶绿素含量比值升至3、类胡萝卜素大量积累时,其叶色由绿色转变为橙红色。可溶性糖为花色素苷的合成提供原料和能源,PAL活性和叶片内色素的合成有必然联系,但不是惟一决定色素合成的调控酶。     

CiF3H基因克隆及功能分析

黄烷酮-3-羟化酶(F3H)是类黄酮合成途径的中枢位点,调控代谢途径中黄酮醇和花青素合成。文章根据转录组数据库中F3H基因中间片段设计特异引物,以中间锦鸡儿cDNA为模板,克隆得到CiF3H基因全长,通过序列分析、系统进化分析加以确认。qRT-PCR检测分析发现,中间锦鸡儿CiF3H基因受紫外、NaCl和ABA等胁迫诱导时表达模式具有相同规律。CiF3H基因在叶和根中表达量相当,茎中较少。异源表达CiF3H基因拟南芥的总黄酮含量少量增加,花青素含量降低。     

观赏海棠McWRI1基因克隆与分析

【目的】WRI1是一个参与调控植物种子油脂合成的转录因子,其与下游靶基因启动子区域特异的DNA序列结合,调控植物种子油脂合成相关基因的表达,但其在植物表面蜡质合成中的功能很少报道。【方法】运用PCR技术克隆McWRI1基因全长的cDNA,实时荧光定量PCR测定McWRI1在苹果属花红、楸子、槟子以及新疆野苹果中的表达,选择楸子作为代表,测定McWRI1与蜡质合成相关基因,如McWAX,McKCS,McKPHMT,McPKM2,McLACS表达的关系,GC-MS测定果皮蜡质成分。【结果】结果表明,McWRI1基因全长1 221bp,共编码406个氨基酸;氨基酸序列比对、系统进化树分析表明McWRI1具有典型的AP2家族结构域;观赏海棠McWRI1与苹果MdWRI1的氨基酸序列一致性较高。在供试的4个苹果种果实中,花红的McWRI1表达量最高,新疆野苹果最低,槟子与楸子居中。以楸子为试材,设置低温处理组,可见低温处理抑制McWRI1的表达,同时下调McWAX,McKCS,McKPHMT和McLACS,并且导致二十三烷、二十九烷、亚油酸、油酸以及十六烷酸-十八烷酯的含量有明显的上升。分析认为,McWRI1可能直接和间接调控超长链脂肪酸的合成、蜡质的脂肪酸的合成以及CoA供给参与观赏海棠果实表面蜡质的合成。     

观赏海棠抗寒品种(系)的选择研究

以15个观赏海棠品种(系)的一年生休眠枝为试材,经低温胁迫处理后,分别对不同温度梯度下的相对电导率(REC)、可溶性糖(Soluble Sucrose)、可溶性蛋白(Soluble Protein)、脯氨酸(Proline)、丙二醛(MDA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性的变化进行了分析,以期研究影响观赏海棠抗寒性的主要生理指标,选择观赏海棠抗寒品种(系)。结果表明:随着胁迫温度的降低,相对电导率呈上升趋势,拟合Logistic方程得出15个观赏海棠品种(系)的LT50;不同低温胁迫下,SOD活性随胁迫温度的降低先升高后下降,;不同品种(系)的POD活性差异较大,随胁迫温度的降低呈先下降后上升的趋势;可溶性蛋白和丙二醛含量变化趋势相似,随着温度的降低先升后降;可溶性糖含量随温度的降低而逐渐积累;脯氨酸随胁迫温度的降低呈先升后降再升的变化趋势。主成分分析结果表明,对观赏海棠影响较大的抗寒性生理指标是SOD、相对电导率、可溶性蛋白、可溶性糖。根据隶属函数法,求出隶属函数值,得出15个观赏海棠品种(系)的抗寒性强弱的排序为:‘凯尔斯’>T2>#3>T3>‘钻石’>#7>T1>‘绚丽’>‘红丽’>‘王族’>‘草莓果冻’>‘雪球’>‘粉芽’>‘宝石’>‘亚当’。山东本土观赏海棠优系T1、T2、T3具有较好的抗寒能力。     

甘薯叶片的抗氧化活性和相关成分比较

为了选育保健型菜用甘薯品种,以海南地区栽种的10个甘薯品种为材料,对叶片中3种色素（花青素、叶绿素、类胡萝卜素）、总酚和总黄酮含量进行测量,通过分析各指标与代表抗氧化性的ABTS（2,2′-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)、2,2′?联氮?双?3?乙基苯并噻唑啉?6?磺酸）、DPPH（2,2′-diphenyl-1-picrylhydrazyl,2,2′?二苯基?2?三硝基苯肼）自由基清除能力的关联性,综合分析甘薯叶片的抗氧化成分及抗氧化活性。结果表明,不同甘薯品种叶片的抗氧化活性与总黄酮、花青素含量呈极显著正相关（P < 0.01）,与叶绿素含量呈显著正相关（P < 0.05）,与总酚含量呈正相关但未达到显著相关水平（P > 0.05）。甘薯‘福薯7-6’的叶绿素和类胡萝卜素含量较高,但总酚、总黄酮和花青素含量低,抗氧化活性最低;‘渝15’和‘徐紫菜8’叶片的总酚、总黄酮和花青素显著高于其他8个品种,抗氧化活性最高。在选育保健型菜用甘薯时,可根据叶片颜色初步判断其抗氧化性能,降低育种成本。     

越橘VcANS基因的克隆及表达分析

【目的】从越橘果实中克隆花色素合成酶（ANS）基因cDNA,为研究越橘花色素苷合成的分子机制奠定基础。【方法】以越橘（Vaccinium spp.）品种“北陆”（V.corymbosum L.）为试材,并以Illumina测序文库（NCBI登录号：SRA046311）中差异表达的Unigene 38125片段为基础,利用cDNA末端快速扩增（RACE）技术获得花色素合成酶基因全长cDNA,利用DNAMAN和MEGA软件进行多序列比对和系统进化分析,探讨ANS基因在不同组织和器官中的相对表达量及其与对应花色素苷含量的关系。【结果】成功克隆了越橘花色素合成酶基因序列,命名为VcANS,GenBank登录号为JN654701。序列分析结果表明,VcANS全长1 424 bp,包含93 bp的5′非编码区、248 bp的3′非编码区和1个长度为1 083 bp编码360个氨基酸的开放阅读框,该基因编码的蛋白具有ANS家族普遍存在的2酮戊二酸和Fe²⁺依赖的氧化酶超家族的保守结构域。序列比对和系统进化分析表明,VcANS与杜鹃花科植物亲缘关系最近。在越橘果实发育的不同阶段,VcANS相对表达量的变化与花色素苷含量的变化趋势具有一致性。【结论】获得了越橘花色素合成酶基因全长,推测其对越橘花色素苷的形成起调控作用。     

地黄次生代谢产物生物合成基因表达水平与其含量的相关性分析

为了研究地黄次生代谢产物生物合成基因在不同地黄材料中的相对表达量,并分析其与次生代谢产物积累的关系,从地黄叶、地黄组培苗叶、地黄毛状根中提取总RNA,以地黄TIP41为内参基因,利用实时荧光定量PCR技术分析梓醇、毛蕊花糖苷生物合成相关酶基因的表达量,并分别采用高效液相色谱法测定3种材料中梓醇和毛蕊花糖苷的含量、紫外分光光度法测定总环烯醚萜苷的含量,再对两者进行相关性分析。结果表明,3种不同地黄材料中次生代谢产物的生物合成相关酶基因的表达量及其含量差异较大。经相关性分析,地黄中梓醇的含量与GGPPS2基因的表达量呈显著正相关,总环烯醚萜苷的含量与GGPPS1、G10H基因的表达量也有显著相关性,说明GGPPS2与梓醇的合成有关,GGPPS1、G10H与总环烯醚萜苷的合成有关;而毛蕊花糖苷的含量与ADT、ASP5、4CL、C3H、HCT、GOT2基因的表达量均没有显著相关性。上述结果为地黄次生代谢产物生物合成途径的相关研究提供了参考。     

小麦黄花叶病毒P2蛋白原核表达、抗血清制备及其在感病小麦细胞中的定位

通过RT PCR获得小麦黄花叶病毒(Wheat yellow mosaic virus, WYMV)扬州分离物P2基因,并进行序列分析。P2基因编码区含有2 635个核苷酸,编码一个由875个氨基酸组成的分子量72 kDa 的蛋白。在原核表达体系中,该基因的全长表达较困难,因此将P2基因的5′端和3′端各设计大约1 kb亚克隆到原核表达载体pMAL C2X中构建重组表达载体MBP P2N,MBP P2C,经IPTG诱导在大肠杆菌BL21(DE3)中表达MBP P2N和MBP P2C融合蛋白。MBP P2C融合蛋白经大量诱导、纯化、制备相应抗血清。用制备的抗血清可以有效检测WYMV病叶中的P2蛋白。免疫胶体金标记实验表明在感病WYMV的小麦叶片细胞膜状内含体结构中发现有大量胶体金颗粒特异性分布,表明P2蛋白可能与膜状内含体结构有关。     

水稻质体多顺反子表达载体的构建及其对烟草质体的转化

【目的】尝试水稻质体多顺反子定点整合表达载体转化到烟草质体中表达。【方法】根据已发表的相关序列，分别设计引物，通过PCR技术克隆了一系列构建水稻质体多顺反子定点整合表达载体所需的元件：质体核糖体(16S)RNA操纵元启动子（Prrn）、质体psbA基因3′端终止子（psbA3′）、氨基糖苷3′-腺苷酰基转移酶基因（aadA）、水稻质体基因组高频同源重组片段(psbC/trnG，大小3362 bp)，命名为crDNA、甘露聚糖酶基因（man）、绿荧光蛋白基因（gfp）。构建了水稻质体多顺反子定点整合表达载体pLM21(-psbC-Prrn-RBS -man-RBS-gfp-RBS-aadA-psbA3′- trnG-)。将该载体用基因枪轰击烟草叶片5枪，用添加了壮观霉素的选择分化培养基筛选。【结果】获得质体转基因烟草4株。用PCR、激光扫描和Western blot等方法检测都证实man、gfp、aadA三个基因且均得到表达，用RFLP证实表达盒整合到烟草质体基因组中。【结论】水稻质体多顺反子定点整合表达载体已整合到烟草质体基因组中，并得到表达。     

观赏海棠不同品种MYB10启动子结构分析

[目的]观赏海棠叶片色泽类型多样,为了研究McMYB10基因对不同叶色观赏海棠品种呈色的影响.[方法]利用PCR克隆的方法,从两个极端叶色观赏海棠品种中克隆得到两个McMYB10启动子,同时对这两个启动子在5个不同叶色类型的观赏海棠分布进行检测.[结果]McMYB10启动子在不同观赏海棠品种中存在两种不同的类型,即R1型和R6型;在McMYB10启动子中存在逆境、激素、光等多种顺式作用元件,同时在变色类观赏海棠品种中,R1和R6型启动子都存在.[结论]R1和R6型启动子在不同叶色的观赏海棠品种中,可能对叶片的呈色起较为重要的作用.