成熟度对伽师瓜采后呼吸及酶活性的影响

以3个不同成熟度伽师瓜果实为试材,采用液相氧电极法、紫外分光光度计法分别测定总呼吸速率、5种途径呼吸速率及7种呼吸代谢关键酶的活性,通过分析不同成熟度伽师瓜果实采后各途径呼吸速率及其相关酶活性大小的关系,了解成熟度对伽师瓜采后呼吸的影响,确定适宜的采收成熟度。结果表明,成熟度2伽师瓜采后呼吸高峰出现比成熟度1和成熟度3伽师瓜晚20 d。成熟度2伽师瓜采后呼吸跃变过程以三羧酸循环途径的呼吸速率对总呼吸速率的贡献相对最高,三羧酸循环、细胞色素、交替途径的呼吸速率分别与琥珀酸脱氢酶、细胞色素氧化酶、交替氧化酶活性呈极显著正相关(P0.01)。成熟度1伽师瓜采后的呼吸跃变过程以交替途径的呼吸速率对总呼吸速率的贡献相对最高,糖酵解和交替途径的呼吸速率分别与丙酮酸激酶、交替氧化酶活性呈极显著正相关(P0.01)。成熟度3伽师瓜采后的呼吸跃变过程以细胞色素途径的呼吸速率对总呼吸速率的贡献相对最高。综合比较,选取成熟度2(10%可溶性固形物含量≤12%)为伽师瓜果实适宜贮运的采收成熟度。     

黄独冻后培养愈伤ESTs序列和抗氧化酶的qPCR验证

为了对黄独冻后培养胚性愈伤组织正反向SSH-ESTs序列的测序分析及其抗氧化酶进行检测,本研究对其SSH-ESTs(A1~A4以及B1~B16)以及其抗氧化酶如过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶1(Cu Zn-SOD)和过氧化物歧化酶2(Mn-SOD)的差异表达进行q PCR验证。研究表明:与黄独胚性愈伤组织冻后光周期培养相比较,黄独冻后黑暗培养胚性愈伤组织中A-1、A-2、A-3和A-4的基因下调,表达量下降;而黄独冻后黑暗培养胚性愈伤组织中B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8、B-9、B-10、B-11、B-12、B-13、B-14、B-15和B-16的基因上调,表达量升高;同时,黄独冻后黑暗培养胚性愈伤组织的过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶1(Cu Zn-SOD)和过氧化物歧化酶2(Mn-SOD)基因也上调,表达量也升高。本试验可为超低温保存后黑暗培养促进黄独胚性愈伤组织成活的机理提供分子依据。     

雪莲组培过程对潮霉素敏感性的研究

以雪莲叶片为外植体,研究了不同浓度的潮霉素对雪莲愈伤组织诱导、生长及分化的影响,结果表明:8.0 mg/L浓度的潮霉素为雪莲叶盘转化筛选的最佳质量浓度,不同浓度(5 ～50 mg/L)潮霉素对MS+ NAA 2.00 mg/L+ 6-BA 1.00mg/L培养基下雪莲愈伤组织的诱导与生长均有明显的抑制作用,随着潮霉素浓度的升高,毒害程度加深,当潮霉素浓度为20 mg/L时表现为生长的愈伤组织块较小、褐化、甚至死亡.同时,低浓度(0.5 ～2.0 mg/L)的潮霉素可以提高雪莲愈伤组织的分化率,其中0.5 mg/L潮霉素的质量浓度的诱导培养基内,雪莲愈伤组织的出芽率平均可达98.33％.     

苯丙氨酸解氨酶基因家族在大豆中的时空表达研究

苯丙氨酸代谢途径是植物最重要的次生代谢途径之一,其下游产物包括异黄酮、植保素、木质素等多种次生代谢产物。苯丙氨酸解氨酶（PAL）是苯丙氨酸代谢途径的起始酶和关键酶。PAL基因家族包含8个基因,为了明晰这8个基因在大豆植株内的表达情况,通过实时定量PCR研究了PAL家族所有成员在大豆植株内的时空表达差异性。发现PAL基因家族总体的相对表达量在生殖生长时期高于营养生长时期,在叶片和子粒中相对表达量较高。PAL1-1、PAL2-1和PAL2-3基因在各部位相对表达量明显高于其他同家族基因,PAL1-1基因各时期稳定表达,PAL2-1和PAL2-3基因在生殖生长后期先后出现表达峰值。这些结果表明大豆PAL基因家族各成员的相对表达量在时间和空间上存在差异,具有一定时空表达特异性。     

鱼类糖酵解关键酶的研究进展

糖酵解是指葡萄糖或糖原分解为丙酮酸并伴有ATP生成,这一过程在细胞质中进行,不需要氧气,每一步反应均由特异的酶催化,与哺乳动物相比,鱼类糖酵解的能力较低,这可能与鱼类糖酵解关键酶的活性有关。目前,关于饲料中碳水化合物含量的不同是否可以从酶水平和基因表达水平对鱼类糖酵解关键酶进行有效地调节还存在异议。本研究概述了鱼类糖酵解的3种关键酶：葡萄糖激酶(Glucokinase,GK)、6-磷酸果糖激酶-1(Phosphofructokinase,PFK)和丙酮酸激酶(Pyruvate Kinase,PK)的结构和分布,并从饲料中碳水化合物的添加水平和种类的角度阐述了其对GK、PFK和PK的活性和基因表达的影响,以期为碳水化合物在饲料中的合理添加提供理论依据。     

椰子GPAT基因家族的鉴定及生物信息学分析

甘油-3-磷酸酰基转移酶(GPAT)是催化TAG生物合成第一步反应的关键限速酶,决定了约三分之一的植物油的脂肪酸组成,直接影响植物油的营养和经济价值。椰子脂肪酸积累以中链脂肪酸为主,其椰子油用途广泛,供不应求。椰子独特的脂肪酸积累路径,成为研究的重要方向。为了解脂肪酸积累路径上关键基因GPAT在椰子脂质合成中的作用,本研究利用拟南芥GPAT基因家族序列,在椰子基因组中进行同源序列比对和Pfam结构域筛选,最终鉴定出14条椰子CnGPAT基因家族序列(CnGPAT1～CnGPAT14)。对其进行生物信息学分析,结果表明,CnGPAT基因分为3个亚家族,分别包含1、1、12个家族成员。亚族ⅠCnGPAT6定位于质体,在叶片中有大量表达,预测其参与叶绿体膜脂合成;亚族ⅡCnGPAT11定位于内质网,在胚乳中大量表达,预测其参与椰子胚乳TAG合成;亚族Ⅲ中各成员在不同组织中均有表达,其中CnGPAT4在胚愈伤组织中表达量最高,预测参与椰子组织损伤补位修复。根据蛋白理化性质与结构域预测结果,CnGPAT酶多为碱性亲水蛋白,均具有酰基转移酶活性结构域,部分CnGPAT还具有磷酸酶活性结构域。这些结...     

喜马拉雅紫茉莉MYB家族的生物信息学及表达分析

旨在筛选高山植物喜马拉雅紫茉莉调控类黄酮等次生代谢产物合成的MYB转录因子(MhMYB)基因家族。基于喜马拉雅紫茉莉愈伤组织低温转录组测序数据库,利用PlantTFDB 3.0和BLASTP等软件对MhMYB序列进行筛选与鉴定,使用Web Logo 3.0、MEGA 7.0和Mev等生物信息学软件对MhMYB转录因子进行结构域、系统进化及低温诱导表达水平分析。研究筛选出34个喜马拉雅紫茉莉MhMYB家族成员,分别为1R-MYB（2个）、R2R3-MYB（30个）和3R-MYB（2个）3类转录因子;亚细胞定位预测大多数定位于细胞核中;进化分析显示,MhMYB家族成员可分为15个亚类,基于拟南芥AtMYB家族成员的生物学功能,预测MhMYB的S2、S7、S20亚家族成员可能参与调控类黄酮等次生代谢产物合成;转录组数据分析显示,低温可诱导MhMYB6、MhMYB15、MhMYB62基因表达水平增加;共表达分析发现,MhMYB6、MhMYB15、MhMYB62对类黄酮合成途径基因起到一定调控作用。初步研究表明,MhMYB6、MhMYB15、MhMYB62可参与调控低温诱导喜马拉雅紫茉莉类黄酮的累积。     

橡胶树HbDAHPS基因过表达对拟南芥抗逆性的影响

莽草酸途径与植物的抗逆相关,研究莽草酸途径中的关键酶,有助于了解莽草酸途径在整个植物抗逆过程中的作用机制。3-脱氧-D-阿拉伯庚酮糖酸-7-磷酸合成酶(DAHPS)是莽草酸途径七个酶促反应中的第一个关键酶,在控制分支酸的合成中有着十分重要的作用,为明确橡胶树HbDAHPSS在响应非生物胁迫中的功能,将HbDAHPSS在拟南芥中进行了过表达,对单拷贝转基因株系进行低温、干旱、盐害等胁迫处理,结果表明,橡胶树HbDAHPSS的过表达增强了拟南芥植株的抗旱性、抗盐性和抗寒性。     

甘蓝型油菜依赖焦磷酸的磷酸果糖激酶(PFK)基因片段克隆及hpRNAi载体构建

依赖焦磷酸的磷酸果糖激酶(PFK)是糖酵解途径的关键酶。本研究首先构建带有种子特异性napin启动子和Nos终止子的植物表达载体2300-nap及带有组成型35S启动子和Nos终止子的植物表达载体2300-35S;然后用PCR法从甘蓝型油菜(BrassicanapusL.)中油119总基因组中扩增出依赖焦磷酸的磷酸果糖激酶(PFK)基因片段,再以扩增出的PFK基因片段作模板设计引物扩增出一个相应的小片段。将两个PFK基因片段反向连接,插入到植物表达载体2300-nap的napin启动子和nos终止子之间,植物表达载体2300-35S的35S启动子和nos终止子之间,分别构建成可转录表达出发夹RNA(hairpinRNA,hpRNA)结构的种子特异型和组成型油菜RNA干扰载体,为今后油菜利用RNA干扰(RNAi)提高含油量的基因工程研究奠定了基础。     

低温胁迫对冰菜转录组水平响应分析

利用二代高通量测序技术对低温胁迫处理的冰菜进行测序,构建冰菜转录组数据库.分别得到24.13 Gb有效数据和24045条Unigene的注释,得到DEGs 1902个(T0 vs T1)和2134个(T0 vs T2).T0 vs T1组和T0 vs T2组分别有40和41个功能小类化归GO数据库;分别有20和24个功能分类注释到KOG数据库;155和272条基因注释到KEGG数据库,并分别富集在74和105条代谢通路.T0 vs T1组DEGs主要注释到植物信号转导等4个代谢通路;T0 vs T2组DEGs注释到苯丙醇类生物合成等11个代谢通路,其中正向影响代谢途径:丙酮醇类生物合成、嘌呤代谢、谷胱甘肽代谢、脂肪酸代谢、类黄酮代谢、氨基酸的生物合成代谢途径等;负向影响代谢途径:植物-病原互作、植物激素信号转导、淀粉和蔗糖代谢等途径.通过对淀粉和蔗糖代谢途径关键基因分析表明:低温胁迫1 h (T1),海藻糖6-磷酸合酶、海藻糖-6-磷酸酯酶、β-淀粉酶、葡萄糖-1-磷酸腺苷酰转移酶、糖原磷酸化酶等5个关键基因表现为上调表达,未见下调表达基因;低温胁迫36 h (T2),海藻糖-6-磷酸合酶、己糖激酶、β-淀粉酶等3个关键基因上调表达,葡萄糖内酯-1,3-β-葡萄糖苷酶基因下调表达.选取淀粉和蔗糖代谢途径中8个DEGs,经RT-qPCR分析,8个DEGs的相对表达量与转录组表达水平相符.     

乙烯对色木槭种子休眠萌发的调节作用

色木槭(Acer mono Maxim.)种子休眠到萌发的低温层积(0～5℃)90天中,乙烯浓度出现了三次高峰。层积初期高浓度的吲哚乙酸(IAA)引起乙烯的大量产生,乙烯又促进了吲哚乙酸氧化酶的活性——IAA通过反馈调节使自身降低到促进萌发的最适水平,乙烯可使DNA熔点(Tm)降低,可使染色质非组蛋的种类和数量发生深刻变化。低温层积过程中内源乙烯的三次高峰同过氧化氢酶变化的三次高峰相一致,同过氧化物酶活性曲线峰谷相反;乙烯利处理种子可促进异柠檬酸裂解酶活性,促进6—磷酸葡萄糖脱氢酶活性和抑制过氧化物酶活性。这些结果表明:乙烯在休眠萌发中的另一调节作用是协调呼吸代谢的乙醛酸循环,糖酵解—三羧酸循环和磷酸戊糖途径.     

陆地棉体细胞胚发育过程中AOS基因家族的表达谱初步分析及功能预测

茉莉酸在调控棉花体细胞胚增殖方面有重要作用,而丙二烯氧化物合酶(AOS)是植物茉莉酸合成途径中的关键酶。作者鉴定出在胚发育过程中表达的AOS基因,这些基因编码区长度均在1500 bp左右,被定位在5条染色体上,有2个基因含有内含子。对其启动子元件分析发现,它们可能受激素和胁迫的调控在体细胞胚胎发生中起作用。荧光定量分析发现,这些基因在棉花不同组织中的表达模式主要分为3类,GhAOS1和GhAOS6在棉花胚发育过程中表达量相对较高,GhAOS2和GhAOS3在棉花愈伤和胚性愈伤中表达量相对较高,GhAOS4和GhAOS5在茎和叶中表达水平相对较高,暗示这些基因的表达有时空特异性,且GhAOS1和GhAOS6可能在棉花胚发育中发挥重要作用。亚细胞定位分析显示,大部分被定位在过氧化物酶体中,可能参与调控光呼吸、体细胞胚成熟和萌发。上述分析为进一步研究AOS基因家族在棉花体细胞胚发育中的功能奠定了基础。     

GLDH超表达水稻愈伤组织的耐盐性研究

为了探讨内源抗坏血酸(ascorbic acid,AsA)水平对水稻愈伤组织耐盐性的影响,以AsA合成关键酶半乳糖内酯脱氢酶(L-galactono-1,4-lactone dehydrogenase, GLDH)基因超表达型水稻(GO)为材料,研究了盐胁迫(1% NaCl)下GO愈伤组织继代生长及相关抗性生理指标的动态变化。结果表明,盐胁迫下GO愈伤组织生长明显优于野生型(wild type,WT),表现为生长速率较快,愈伤颗粒较大,致密,呈浅黄色。盐胁迫下GO愈伤组织中还原型AsA与总AsA含量不断下降,DHA含量总体上也呈下降趋势,但其氧化还原势(AsA/DHA)在胁迫初期上升,后期快速下降。进一步研究发现盐胁迫下GO愈伤组织中MDA含量先上升后快速下降,但其含量显著低于WT,而POD活性在胁迫初期略有降低,在后期又快速升高,其活性总体上显著高于对照。因此上述研究表明GLDH超表达水稻愈伤组织的耐盐性增强与其AsA含量提高有关。     

芦苇愈伤组织对渗透胁迫和ABA的若干生理响应

研究了沙生芦苇胚性愈伤组织 (SREC)和水生芦苇胚性愈伤组织 (WREC)对PEG 60 0 0的胁迫及外源ABA的生理响应。结果显示 :10 %～ 30 %的PEG胁迫使 2种愈伤组织的游离脯氨酸(Pro)含量升高、质膜透性增大、提高了保护酶 (SOD、CAT、POD)的活性 ,降低了细胞相对含水量 (RWC) ,SREC的游离Pro含量和保护酶活性的升高幅度大于WREC ,质膜透性和RWC的变化前者小于后者。外源ABA对WREC的作用大于SREC     

棉花蔗糖合成酶基因家族在纤维发育期时空表达模式分析

蔗糖合成酶(Sucrose Synthase)是调控植物糖类代谢的关键酶之一,在植物生长发育及渗透调节过程中起着重要的作用。该酶为多基因家族,各成员在植物不同组织及不同发育阶段发挥不同的作用。陆地棉(Gossypium hirsutum)中有15个Sus成员,本研究利用转录组高通量测序及实时定量PCR技术,检测了该基因家族的表达模式。结果表明,Gh Sus1D、Gh Sus3A、Gh Sus3D和Gh Sus6D在起始期(0~3 DPA)大量表达;GhSus7D在10 DPA的纤维中表达量快速增加,达到同期突变体胚珠的4.7倍;Gh Sus1A、Gh Sus5D在纤维伸长期(5~15 DPA)表达量显著高于胚珠,分别在10 DPA、15 DPA时达到峰值;Gh Sus3A、Gh Sus3D、和Gh Sus6D在纤维发育(15 DPA)时表达量重新上升,且在20 DPA时仍处于较高表达水平。Sus基因家族组织表达模式分析表明,它们在陆地棉品种徐州142野生型和突变体中的组织表达模式基本相同,根、茎、叶、花中没有显著差异。但不同Sus基因具有不同的组织表达特异性。     

不同氧浓度对自然带菌小麦呼吸速率的影响研究

以常温下已储藏1年的3种不同水分(12.6%、16.3%和18.1%)的自然带菌冬小麦为材料,测定3种不同温度(20℃、25℃和30℃)条件下密闭储藏空间内小麦呼吸时释放CO_2的量,研究储藏环境中不同氧浓度(0、2%、5%、10%和21%)对自然带菌小麦呼吸速率的影响。结果表明:呼吸速率随氧浓度的升高先降低后升高,安全水分小麦的呼吸速率在不同环境条件下受氧浓度变化影响不显著,高水分小麦的呼吸速率在不同环境条件下受氧浓度变化影响差异显著。在本研究所得数据的基础上,建立了基于氧气浓度变化的呼吸速率数学模型,用以预测不同氧气浓度条件下自然带菌小麦的呼吸速率。     

不同果袋处理对红富士苹果贮藏生理的影响

研究了套5种类型果袋对红富士苹果(Malus domestica cv. Red Fuji Spur)低温(0℃)贮藏品质的影响,部分果袋进行早套袋(6月10号)和晚套袋(6月23号)两个处理。各种套袋果实的呼吸速率和失水率在贮藏的第一个月内逐步提高达到峰值,其中套塑膜袋果实的呼吸速率比套小林袋的高47%,同时伴随着可滴定酸、可溶性糖以及硬度的持续降低;随后的一个月内呼吸受到明显抑制,各种品质指标下降缓慢,但在其后的贮藏时间里呼吸速率再次缓慢上升。套塑膜袋的果实仍具有较强的呼吸,晚套袋的果实比早套袋的呼吸略高。贮藏结束时(120d)套小林袋红富士的可滴定酸和果实硬度分别为0.2087%、9.43kg/cm2,套塑膜袋的分别为0.1812%、8.12kg/cm2。综合贮藏过程中果实的呼吸、糖、酸、硬度等指标的变化结果可以看到,不同果袋以套塑膜袋的果实品质下降最大,套小林袋(KM-2)的果实品质下降最小,其次是双层内红袋、双层内黑袋,再次是双层内塑袋。     

木薯MeTPS7基因克隆及其在非生物胁迫下的表达分析

海藻糖-6-磷酸合成酶(trehalose-6-phosphate synthase,TPS)是海藻糖生物合成途径中的关键酶,提高TPS基因的表达可以增强植物在干旱、低温等非生物胁迫条件下的抗逆性。为了研究TPS基因在热带作物木薯抗逆中的功能,本研究通过RT-PCR的方法从木薯叶片中克隆了一个TPS基因,命名为Me TPS7。该基因含有一个2 562 bp的开放阅读框,编码853个氨基酸,含有TPS家族保守结构域,属于TPS第Ⅱ家族成员。系统进化树分析表明,Me TPS7与杞柳和杨树中同源基因的亲缘关系较近,序列相似性分别达到90.2%和90.3%。启动子元件分析表明,Me TPS7含有干旱诱导(MBS)、低温和干旱响应(C-repeat/DRE)、热胁迫响应(HSE)、ABA响应(ABRE)、以及光响应(ACE,G-Box,BoxⅠ,Box 4)等元件。实时荧光定量PCR分析表明,Me TPS7在须根中表达最高,叶片和储藏根中表达最低,其表达量仅为须根的34%和38%。而且,Me TPS7基因的表达能被干旱、低温、遮荫和ABA处理显著诱导。这些结果表明Me TPS7可能在转录水平参与ABA介导的木薯干旱、低温和遮荫胁迫响应,可作为候选基因进一步研究其在木薯抗逆中的功能。     

黄独低温离体保存微型块茎几种酶的qPCR验证

采用qPCR方法检测黄独4℃低温离体保存微型块茎几种酶的活性。研究表明:在黄独微型块茎的4℃低温离体保存中,谷胱甘肽过氧化物酶和过氧化物酶基因上调,表达量升高,其他酶基因(过氧化氢酶,抗坏血酸过氧化物酶,超氧化物歧化酶1(Cu-Zn),谷胱甘肽还原酶,多聚半乳糖醛酸酶,谷胱甘肽硫转移酶,查尔酮合酶,高柠檬酸合酶,超氧化物歧化酶1(Cu-Zn)和蔗糖合成酶均下调),表达量下降,而转录组的结果表明多聚半乳糖醛酸酶、谷胱甘肽硫转移酶、查尔酮合酶和高柠檬酸合酶基因上调,表达量升高,其他酶基因(过氧化氢酶,抗坏血酸过氧化物酶,超氧化物歧化酶1(Cu-Zn),谷胱甘肽还原酶,超氧化物歧化酶1(Cu-Mn),谷胱甘肽过氧化物酶,过氧化物酶和蔗糖合成酶)均下调,表达量下降。这个结果表明,在qPCR检测和转录组结果中,绝大部分酶基因的表达趋势相一致,一小部分基因出现相反表达趋势,可能是由于产物的非特异性扩增造成的。本试验结果可为黄独微型块茎的低温离体保存提供理论依据。     

蝴蝶兰Rubisco活化酶基因PhRCAα的序列特征及在低温胁迫下的表达分析

为研究蝴蝶兰Rubisco活化酶基因(RCA)及其在低温胁迫下的响应机制,本研究利用RT-PCR及RACE技术从蝴蝶兰叶片中克隆了一个Rubisco活化酶基因PhRCAα的c DNA序列(登录号KU187968)该基因全长1 642 bp,编码473个氨基酸,包含P-loop_NTPase超家族结构域,预测其成熟蛋白的分子质量为46.16 k D,等电点为5.73,属于RCA基因的α亚基。实时荧光定量PCR分析显示,在13℃/8℃的昼夜温度条件下,蝴蝶兰PhRCAα基因的转录表达在处理3 d、6 d、9 d和15 d时明显下降,恢复正常温度条件后,该基因的表达升高;在4℃低温条件下,PhRCAα基因的转录表达在处理0.5 h、1 h和2 h内逐渐升高,而在处理4 h时其表达量下降,一直到低温处理48 h时,其表达量维持在较低水平。结果表明PhRCAα对驯化低温(13℃/8℃)和冷胁迫(4℃)具有不同的响应机制,PhRCAα对短期的冷胁迫有一定的防御作用。