白粉病菌胁迫下黄瓜R17抗病品系叶片蛋白质组分析

 以黄瓜抗白粉病品系R17为试材，在接种白粉病菌24、48和72 h后提取叶片蛋白质，采用双向电泳技术研究白粉病菌胁迫条件下黄瓜叶片蛋白质组的变化。结果表明：黄瓜幼苗在白粉病菌胁迫下，24、48和72 h的叶片双向电泳图谱与未接种对照组均存在一定差异。通过质谱分析和数据库搜索，共鉴定出7种表达差异蛋白点，它们分别为磷脂酰肌醇-4-磷酸5-激酶、假拟蛋白g5bf、PSⅡ聚光复合体叶绿素a/b结合蛋白、铁氧还蛋白NADP氧化还原酶、XS结构域所含蛋白、肌球蛋白XI和苹果酸脱氢酶。这些蛋白都可能是与应答白粉病菌胁迫相关的蛋白质网络中的一部分，它们在黄瓜抗病反应中起不同的作用。     

苹果叶片应答轮纹病菌胁迫的叶绿体蛋白质组学分析

【目的】开展苹果叶片应答轮纹病菌胁迫的叶绿体蛋白质组学研究,筛选苹果叶片应答轮纹病胁迫后差异表达的叶绿体蛋白。【方法】以未受轮纹病菌胁迫和受轮纹病胁迫的苹果叶片为试材,分别提取叶片叶绿体及其蛋白,利用双向电泳技术(2-DE)结合质谱技术(MALDI-TOF-TOF/MS)检测并分析差异表达蛋白点。【结果】叶绿体蛋白样品经双向电泳分离后,获得了背景清晰的双向电泳凝胶图谱。经质谱检测及数据库检索,成功鉴定得到21个差异表达蛋白点,按照功能划分为6类,分别为光合作用相关、能量代谢相关、蛋白代谢相关、氨基酸合成相关、抗氧化相关及未知功能蛋白。【结论】苹果叶片受轮纹病菌侵染后,叶绿体光合作用、能量代谢等多个代谢过程中的相关蛋白差异表达,应答轮纹病菌的胁迫。     

菊花脑GRAS家族鉴定及其低温胁迫响应表达分析

利用生物信息的方法鉴定了菊花脑（Chrysanthemum nankingense）GRAS基因家族成员，并利用已发表的RNA-Seq数据分析了CnGRAS在低温胁迫应答中的表达情况。结果表明：CnGRAS家族包含80个成员，可分为10个亚家族，同一个亚家族中各成员的基因结构和蛋白功能域高度保守。复制进化分析发现，CnGRAS家族的复制模式仅存在串联重复。GRAS在菊花脑中的表达具有组织特异性，多数在根和叶中表达水平较高。GO富集分析表明CnGRAS主要定位于细胞核，具有多种分子功能，参与多个生物学过程。RNA-Seq数据分析表明，14个CnGRAS至少在1种低温胁迫（短期低温或长期低温）条件下呈现差异表达，其中CnGRAS32、CnGRAS33、CnGRAS40、CnGRAS44、CnGRAS56、CnGRAS74和CnGRAS79呈现出显著上调表达，说明这些基因可能在菊花脑响应低温胁迫中起着重要作用。     

西瓜bHLH转录因子家族基因的鉴定及其在非生物胁迫下的表达分析

利用生物信息学方法,在西瓜测序基因组97103中共鉴定出96个bHLH家族成员,其中有94个可以被定位到西瓜的11条染色体上。通过基因结构和结构域序列保守性的预测,发现这些基因的序列长度和内含子数量变化很大,但bHLH结构域序列比较保守。用拟南芥中39条已知的bHLH蛋白序列和西瓜的96条bHLH蛋白序列构建系统发育树,结果显示西瓜的bHLH家族可以进一步被分为11个亚族。运用荧光定量实时PCR技术,分析了该家族中21个基因在西瓜响应非生物胁迫时的表达水平,结果表明,8个基因受低温胁迫诱导表达,13个基因受ABA胁迫诱导表达,14个基因受盐胁迫诱导表达。ClabHLH41在3种胁迫下表达量均显著增加,说明其在低温、ABA和盐胁迫应答中可能发挥着重要作用。     

矮牵牛B-box型锌指蛋白基因PhBBX8的克隆与表达分析

利用矮牵牛（Petunia hybrida）基因表达谱芯片筛选出应答低温胁迫的相关基因,从中发现1个B-box型锌指蛋白基因PhBBX8。通过RT-PCR克隆得到该基因的编码区序列（CDS）,为1 242 bp,预测其编码氨基酸413 aa,N端含有2个B-box盒,C端含有1个CCT结构域。系统进化树分析发现,PhBBX8与拟南芥AtBBX8等聚类为一支。利用半定量RT-PCR检测其在根、茎、叶和花中的表达特性,结果表明该基因在花中表达量较高,其次为根,而在茎和叶中表达较弱;利用实时定量PCR检测了在低温、干旱、ABA、MeJA、高盐和高渗胁迫处理下矮牵牛叶片中PhBBX8的诱导表达情况,结果表明,PhBBX8表现出不同程度的上调,其中除干旱胁迫外,其他胁迫下上调倍数都较高,初步推测该基因与矮牵牛应答低温等非生物逆境相关。     

笃斯越橘响应低温和短光周期的蛋白质组分析

以3年生笃斯越橘苗为材料,将苗木分别置于对照(23℃,日照长度14 h),低温短日照(4℃,日照长度10 h)和低温长日照(4℃,日照长度14 h)的人工气候室中。处理21 d后,采用同位素标记相对和绝对定量(iTRAQ)蛋白质组学技术测定枝条蛋白质表达变化情况。结果显示:通过质谱鉴定出5 972个蛋白质,600个差异表达蛋白,其中在低温短日照与对照比对组中,丰度显著上调蛋白有140个,丰度显著下调蛋白有114个;在低温长日照与对照比对组中,丰度显著上调蛋白有255个,丰度显著下调蛋白有122个;在低温短日照与低温长日照比对组中,丰度显著上调蛋白有39个,丰度显著下调蛋白有187个。这些蛋白主要参与(1)RNA代谢,(2)蛋白质翻译后修饰,(3)碳水化合物转运和代谢,(4)能量代谢和转换,(5)脂质代谢,(6)次生代谢产物合成,(7)抗氧化与胁迫防御,(8)光合作用,(9)无机离子转运和代谢。结果表明与抗冻性有关的蛋白差异表达主要受低温诱导,少数蛋白表达受低温和光周期共同影响,低温短光周期更有利于抗冻性形成。低温锻炼可显著提高RNA代谢、蛋白质翻译后修饰、抗氧化和防御反应、次生代谢产物合成以及脂质代谢过程中许多蛋白质的丰度,提示这些代谢途径和相关蛋白可能在笃斯越橘抗冻机制中起重要作用。     

低温胁迫下龙眼碳酸酐酶基因（CA）的克隆与表达分析

 应用蛋白质组学研究低温胁迫下龙眼叶片蛋白质组变化时发现碳酸酐酶（CA）蛋白下调表达。利用RT-PCR方法克隆CA基因的全长cDNA,GenBank登录号JN033201,长度为1 119 bp,包括1个966 bp的开放阅读框,编码321 bp的氨基酸序列,同源性分析表明,12个不同植物同源性为81% ~ 88%。龙眼CA基因具有典型的CA结构域,并且非常保守。实时荧光定量分析结果表明,CA在龙眼根、茎、叶中都有表达,为组成型表达,在叶中的表达量最高,茎和根中的表达量最少。CA基因在低温胁迫下随着低温胁迫时间的延长而发生变化。将CA在大肠杆菌中表达,获得1个约40.5 kD的外源蛋白。推测CA表达与低温胁迫有关。     

自交不亲和甘蓝亲和花粉授粉早期差异蛋白质分析

 为从蛋白质的角度揭示自交不亲和甘蓝亲和授粉早期花粉与柱头相互作用,将蛋白质组学方法应用于自交不亲和性甘蓝柱头与亲和花粉互作早期差异蛋白质的研究。结果表明,亲和授粉后3 ~ 5 min与1 h对比,有116个差异蛋白质点,而授粉后1 h与2 h差异不显著。按照特异表达与变化量大的蛋白质点优先原则,初步选取差异点中71个点做质谱分析,鉴定出31个可信差异蛋白质。与亲和授粉后3 ~ 5 min组相比,1 h组中特异表达蛋白质有19个,上调表达9个,下调表达3个。31种蛋白质的生物信息学分析表明,有两种蛋白与前人发现的与花粉管在柱头中生长发育相关蛋白相同,其他29种参与包括胁迫与防御应答在内多种生理过程。对早期差异蛋白中这种“既有促进花粉管发育的蛋白,也有与防御相关蛋白”现象分析表明,花粉管生长性侵入柱头的过程有可能伴随着柱头抗性的提高。     

常绿杂交卫矛越冬期间叶片中非结构性碳水化合物含量变化

以3年生北海道黄杨、胶州卫矛及其杂交子代为试材,研究了越冬期间3个黄杨品种叶片中可溶性糖(果糖、葡萄糖)含量、淀粉含量和可溶性蛋白质含量的变化过程。结果表明:3个黄杨品种可溶性糖含量的变化趋势均是降低-升高-降低,淀粉含量与之相反。杂交黄杨及其母本北海道黄杨可溶性糖含量和淀粉含量高于胶东卫矛;但在单糖含量中,果糖含量高于葡萄糖含量,这在杂交黄杨中表现更加明显。北海道黄杨的可溶性蛋白质含量显著高于其它2个品种。3个黄杨品种抗寒生理机制并不完全相同;杂交黄杨抗寒性优于父母本,为以后的新品种推广提供理论依据。     

龙眼水通道蛋白基因(DLPIP1)的克隆与表达分析

应用蛋白质组学研究低温胁迫下龙眼叶片蛋白质组变化时,发现PIP1蛋白在龙眼低温胁迫中上调表达。应用RACE技术克隆龙眼水通道蛋白基因全长cDNA,命名为DLPIP1,基因登陆号为JN572691,长度为1 132 bp,包括1个900 bp的开放阅读框,编码299个氨基酸序列,同源性分析表明,DLPIP1在21个不同植物中的一致性为90%~93%。应用生物信息学软件对DLPIP1氨基酸序列分析表明,含有7个跨膜区,有2个NPA单元,其氨基酸残基与MIP家族蛋白保守区序列完全一致。氨基酸序列比对发现,该序列与其他物种PIP质膜水通道蛋白氨基酸序列有很高的同源性。利用实时荧光定量技术对DLPIP1在低温胁迫下不同组织表达谱分析表明,DLPIP1在龙眼根、茎、叶中都有表达,在根中的表达量最高,其次是茎和叶。DLPIP1在低温胁迫时,随着低温胁迫时间的延长而发生变化。这说明DLPIP1蛋白在龙眼低温逆境过程中起作用。     

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。     

辣椒TPS家族成员的鉴定与CaTPS1的表达分析

利用生物信息学方法,从辣椒全基因组数据库中共鉴定出11个辣椒TPS基因,除Ca TPS3含有1个TPS和2个TPP结构域外,其余分别含有1个TPS和1个TPP结构域。11个Ca TPS分为2类,ClassⅠ包含3个基因(Ca TPS1~Ca TPS3),分别含有16、16和13个内含子,Ca TPS1和Ca TPS2含Motif 1~Motif 5各1个,而Ca TPS3含有2个Motif 4和1个Motif 3。ClassⅡ包含8个基因(Ca TPS4~Ca TPS11),均含有2个内含子,且分别含Motif 1~Motif 6各1个。利用荧光定量PCR对Ca TPS1在辣椒组织表达的特异性和低温应答模式进行分析,结果表明:Ca TPS1在叶片中的表达量大约是根和茎中的5~6倍,说明Ca TPS1的表达具有明显的组织特异性;低温处理后Ca TPS1在根和茎中的表达高峰出现时间明显早于叶片,说明不同组织中Ca TPS1对低温胁迫的应答时间存在一定差异。     

葡萄叶片衰老过程中不同光质对其光合和叶绿体超微结构的影响

以栽植于日光温室中适宜延迟栽培的‘贝达’砧‘意大利’葡萄为试材,自2013年8月1日始至落叶(2014年1月31日)止每天分别进行红光和蓝光不同光质延长光照至24:00补光处理,以不补光作为对照,研究不同光质补光处理对葡萄叶片衰老过程中叶片的外观形态特征、叶绿素含量、净光合速率、F_v/F_m、可溶性蛋白质含量和叶绿体超微结构的影响,为叶片抗衰老技术的研发提供理论依据。研究结果表明:补充红光显著提高了叶片的叶绿素含量、净光合速率、F_v/F_m值和可溶性蛋白质含量,叶绿体基粒片层排列整齐有序,明显减缓了叶绿体超微结构的解体,显著延缓叶片衰老;补充蓝光处理前期显著降低了叶片的叶绿素含量、净光合速率、F_v/F_m值和可溶性蛋白质含量,破坏了叶绿体的超微结构,加速了植株的衰老进程;但在叶片衰老后期,叶绿素含量、净光合速率、F_v/F_m值和可溶性蛋白质含量逐渐高于对照,并且叶绿体的基粒片层比对照排列整齐有序,在一定程度上延缓了叶片衰老。补充蓝光处理的叶片可溶性蛋白质含量一直显著高于补充红光和对照。综上,补充红光处理有效延缓了叶片衰老进程,延长了叶片的生理功能期。     

铁核桃叶片多酚类物质含量及其抗氧化活性

以铁核桃(Juglans sigillata)‘黔核7号’叶片为试材,研究了叶片发育过程中多酚类物质含量及其体外抗氧化活性的变化。结果表明:铁核桃叶片多酚类物质含量在其整个生长周期呈双峰曲线变化规律,4月12日至5月11日上升,5月11日至7月6日下降,7月6日至8月1日大幅上升,8月1日至9月19日逐渐下降。HPLC鉴定出没食子酸、儿茶素、绿原酸、咖啡酸、丁香酸、丁香醛、对香豆酸、阿魏酸、芦丁、槲皮素、杨梅素、胡桃醌,共12种单体酚;含量最高的为芦丁,其次为绿原酸;含量较低的为对香豆酸、没食子酸。5月是铁核桃叶片中大多数单体酚含量降低的时期,而8月是部分单体酚含量升高的时期。总酚、总黄酮含量与还原能力和ABTS自由基清除能力相关性较高,单体酚与抗氧化活性相关性较低。铁核桃叶片多酚类物质含量丰富,抗氧化活性强,其动态变化与叶片发育阶段及外界环境条件变化密切相关。     

蝴蝶兰AP2/ERF家族基因的克隆及在低温下表达特性分析

用RT-PCR方法从‘大辣椒’蝴蝶兰叶片中克隆得到4个AP2/ERF家族基因，命名为PhAP2/ERF1 ~ PhAP2/ERF4。蛋白结构域和序列比对发现PhAP2/ERF1 ~ PhAP2/ERF4均含有1个AP2结构域， PhAP2/ERF2还含有1个B3结构域。进化树分析表明4个蛋白与兰科AP2/ERF家族成员亲缘关系最近，PhAP2/ERF1属于AP2/ERF家族DREB亚家族中的A1类，PhAP2/ERF2属于RAV亚家族，PhAP2/ERF3属于ERF亚家族的B4类，PhAP2/ERF4属于DREB亚家族中的A2类。用实时荧光定量PCR方法检测低温驯化和低温胁迫条件下PhAP2/ERF1 ~ PhAP2/ERF4在‘大辣椒’和‘富乐夕阳’蝴蝶兰叶片中的表达特性，结果表明：4个基因在‘大辣椒’叶片中的表达趋势一致，表达量在低温胁迫早期达到最高，在胁迫中晚期有所下降；而4个基因在‘富乐夕阳’叶片中的表达趋势有较大差异，PhAP2/ERF1和PhAP2/ERF2的表达在低温处理整个过程中没有被诱导或仅有较小幅度增加，PhAP2/ERF3对低温的响应时间显著晚于‘大辣椒’，PhAP2/ERF4的表达趋势与‘大辣椒’差异较小。蝴蝶兰AP2/ERF在抗冷品种‘大辣椒’和不抗冷品种‘富乐夕阳’叶片中的表达差异暗示AP2/ERF基因家族在蝴蝶兰低温胁迫响应中起重要调控作用。     

EMS诱变的‘里格尔87-5’番茄M_2群体突变体表型及其抗坏血酸研究

构建番茄突变体库对于丰富遗传变异、发掘基因资源具有重要意义。利用1%的甲基磺酸乙酯(EMS)处理‘里格尔87-5’加工番茄种子12 h,对M_2代材料进行农艺学性状与生物学性状鉴定,对部分M_3代材料进行遗传稳定性验证。在M_2代筛出典型突变体,包括早衰、矮化、圆果、低抗坏血酸、黑斑、绿茎、簇生等突变单株。对240个M_2代家系中共1 023个单株全生育期田间表型进行观察鉴定和果实品质测定,共发现90个变异单株,其中13个突变单株同时出现两个或两个以上变异性状,共50个变异性状,总的单株变异频率(突变株/总株数)为8.80%。叶、茎、花、果实和植株发生的变异株数分别为27、7、17、56和21,性状变异频率分别为2.64%、0.68%、1.66%、5.47%和2.05%。其中矮化突变体分子鉴定表明,curl-3基因外显子中C变成T,氨基酸由L变成F,喷施油菜素内酯不能恢复其正常生长,表明curl-3突变导致油菜素内酯信号传导受阻。curl-3突变体叶片与果实中抗坏血酸含量下降,并伴随着叶片中氧化态与还原态抗坏血酸比值增加,这可能与抗坏血酸氧化酶基因AO表达量和AO酶活性增强有关。     

多粘类芽胞杆菌ZF197对白菜茎基腐病防治效果

从露地大白菜根际土壤中分离获得一株对白菜茎基腐病病原菌白菜立枯丝核菌（Rhizoctonia solani）有显著抑制效果的生防细菌ZF197，通过形态特征、生理生化特征和多基因系统进化树分析对其进行鉴定；通过大白菜离体叶片和温室盆栽试验研究其对白菜茎基腐病防治效果，并鉴定其在白菜根部的定殖能力；通过酶学试验和抑菌谱试验研究其生物学特性；采用三明治法测定其发酵液的最适培养基和发酵时间。结果表明，菌株ZF197为多粘类芽胞杆菌（Paenibacillus polymyxa），对大白菜离体叶片立枯丝核菌的防效可达82.35%，盆栽防效可达78.57%；该菌株可在白菜根部稳定定殖，处理20 d后定殖量趋于稳定，保持在2.37 × 105 cfu ? g-1左右；菌株ZF197具有广谱拮抗作用，能够有效抑制8种病原真菌和6种病原细菌的生长，其代谢过程中有蛋白酶和纤维素酶的产生。菌株ZF197 96 h发酵液对立枯丝核菌的抑制率最高，可达58.58%；以棉籽饼粉作为碳源的发酵液对立枯丝核菌的抑制率最高。     

辣椒GRAS家族全基因组鉴定与表达分析

基于辣椒全基因组数据信息,利用生物信息学方法对CaGRAS基因家族进行了系统鉴定和进化分析,并通过Real-time PCR方法检测了CaGRAS家族组织表达模式和对PEG6000、盐胁迫的应答。结果表明:在辣椒中存在54个CaGRAS基因,除11号染色体外其余染色体均有分布,外显子数1~3,等电点4.97~9.13;系统进化分析显示CaGRAS基因可分为8个进化群;CaGRAS基因具有不同的表达模式,在根、茎、叶片和茎尖中优势表达的基因分别有34、8、3和8个;多数CaGRAS基因能响应PEG6000和盐胁迫,其中CaGRAS11、CaGRAS30、CaGRAS40、CaGRAS44和CaGRAS50受到PEG6000和盐胁迫的强烈诱导。本研究为深入解析CaGRAS家族基因的功能奠定了一定基础。     

蓝叶类型玉簪叶片表皮蜡质对光合生理的影响

为探究阴生植物玉簪叶片表皮蜡质在光的适应性中发挥的作用，以蓝叶类型‘翠鸟’（Hosta ‘Halcyon’）和‘婴儿睡袋’（Hosta‘Baby Bunting’）为试材，通过盆栽试验，在自然光照下，分别测定正常覆有蜡质的叶片和人工除去蜡质的叶片在0、7、14 d后的光合日变化、叶绿素含量和叶绿素荧光参数以及相对电导率、丙二醛含量等生理指标。结果表明：正常叶片净光合速率、水分利用效率、最大光化学效率高于去蜡质的叶片，而蒸腾速率低于去蜡质的叶片。‘翠鸟’玉簪叶片净光合速率分别在8：00和16：00时出现峰值，而‘婴儿睡袋’玉簪峰值分别出现在10：00和14：00时，说明‘婴儿睡袋’比‘翠鸟’对强光的适应性更强。在光照强度较高的条件下，正常叶片温度比去蜡质的低。随着处理天数的增加，各种处理的玉簪叶片相对电导率和MDA含量均增加且在7 d后达到最大，之后明显下降。本研究结果说明，在强光照下，叶片表皮蜡质具有减少光抑制、降低叶片温度、减少蒸腾失水等保护作用。     

番茄果实特异性LYC-B 干扰载体的构建及在不同颜色果实中的表达特异性验证

为了研究番茄LYC-B 干扰对类胡萝卜素合成主要酶和主要代谢产物的影响，构建了果实特异性的番茄红素β- 环
化酶LYC-B 干扰载体，并验证了其在不同颜色番茄果实中的有效性。依据X13437.1 扩增番茄果实特异启动子E8，构建了果
实特异性载体E8-pBI121，其在粉色、红色、绿色和紫色的番茄果实中均能表达。依据X86452.1 扩增番茄LYC-B 从61～861
bp 间长度为801 bp 的片段LYC-B1 和从 480～781 bp 间长度为302 bp 的片段 LYC-B2，构建了以CaMV 35S 为启动子的LYC-B
干扰表达载体pBI121-B1B2，以E8 替换CaMV 35S，构建了果实特异性干扰载体E8-pBI121-B1B2。采用农杆菌注射法分别
侵染番茄叶片和果实，GUS 染色显示，pBI121-B1B2 在叶片、果实和种子中均表达，E8-pBI121-B1B2 只在果实和种子中表达。