外源GR24对不结球白菜腋芽生长的影响

[目的]本文旨在探究独脚金内酯对不结球白菜腋芽生长的影响。[方法]采用不同浓度的独脚金内酯人工类似物GR24处理不结球白菜‘如皋毛菜’,调查腋芽表型的变化,采用超高效液相色谱(UPLC)法测定叶腋处细胞分裂素(Z+ZR)和生长素(IAA)的含量,用荧光定量PCR检测叶腋处分蘖/分枝相关基因的表达。[结果]外源GR24能抑制不结球白菜腋芽的萌发,且浓度越高抑制作用越明显,同时还能抑制腋芽的伸长,但低浓度GR24的抑制作用更明显。外源GR24处理后,不结球白菜叶腋处的Z+ZR和IAA含量显著降低,且低浓度的GR24发挥作用快。外源GR24能促进叶腋处独脚金内酯响应基因MAX2和BRC1的表达,且MAX2的表达量变化比BRC1的变化早;外源GR24能抑制细胞分裂素合成相关基因LOG1的表达;外源GR24处理后,抑制腋生分生组织形成与生长的基因SPS和抑制新叶形成的基因SPL9的表达量都明显升高。[结论]外源GR24能直接抑制不结球白菜腋芽的萌发和伸长,也能通过调控其他激素相关信号和分蘖/分枝相关基因的表达来间接抑制不结球白菜腋芽的萌发和伸长。     

不结球白菜BrABF3基因的克隆与功能分析

[目的]本文旨在研究BrABF3基因在不结球白菜开花时间调控中的功能。[方法]以不结球白菜‘苏州青’为材料,通过同源克隆获得BrABF3基因全长序列,再与其他物种中的同源序列进行进化树分析;利用注射法将农杆菌导入烟草叶片研究BrABF3基因的亚细胞定位;利用PlantCARE在线软件分析启动子motif元件;采用荧光定量PCR(RT-qPCR)技术分析BrABF3基因在早花品种‘苏州青’和晚花‘五月慢’品种不同生长期的表达情况。[结果]BrABF3基因含有1 242 bp开放阅读框,编码413个氨基酸,其蛋白定位于细胞核。在进化过程中BrABF3的氨基酸序列与甘蓝型油菜亲缘关系最近。BrABF3启动子序列中含有大量的motif元件,如光响应元件、激素响应元件和胁迫响应元件等。RT-qPCR结果表明,开花前BrABF3基因在晚花品种‘五月慢’中的表达显著高于早花品种‘苏州青’。[结论]本试验克隆并获得BrABF3基因,其蛋白定位于细胞核,而且在晚花品种中高表达,推测该基因可能参与调控不结球白菜的开花时间。     

不结球白菜BrCDF1的功能研究

[目的]本文旨在研究不结球白菜Br CDF1基因的功能,验证其与CO启动子之间的调控关系,以及其在植物抽薹开花中所起的作用。[方法]以不结球白菜‘苏州青’为材料,采用酵母单杂交技术,验证Br CDF1转录因子与CO启动子是否能够结合;构建过表达载体p Early Gate101-Br CDF1,利用农杆菌介导法将过表达载体导入拟南芥中,筛选阳性苗,同时对阳性苗进行Western blot检测,观察转基因植株的表型变化;采用RT-q PCR技术,检测Br CDF1、CO、FT基因在转基因和野生型植株中不同时间点的相对表达量。[结果]酵母单杂交和β-半乳糖苷酶试验分析结果显示,Br CDF1转录因子和CO启动子之间具有较高的结合活性。Western blot检测结果表明:转基因拟南芥植株中的Br CDF1蛋白成功表达。RT-q PCR结果表明,Br CDF1基因在转基因植株中的相对表达量比野生型植株高;CO、FT基因在转基因植株中的相对表达量比野生型低,同时Br CDF1过表达植株较野生型开花晚。[结论]Br CDF1转录因子能与CO启动子结合,从而抑制CO、FT基因的表达,进而影响不结球白菜光周期开花途径。     

不结球白菜BcCNL基因的克隆及功能分析

[目的]CC-NBS-LRR(卷曲螺旋-核苷酸结合位点-富含亮氨酸重复,CNL)是高度保守的植物抗病蛋白家族。本文旨在克隆和研究CNL基因在不结球白菜抗霜霉病中的作用。[方法]以‘苏州青’c DNA为模板克隆获得BcCNL基因全长,并进行生物信息学分析、实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测、亚细胞定位及病毒诱导基因沉默(VIGS)验证。[结果]BcCNL基因含有2 790 bp开放阅读框,编码929个氨基酸,蛋白质相对分子质量为226.7,等电点为2.7。系统进化树结果显示,不结球白菜BcCNL蛋白与野甘蓝的进化关系最近,含有RX-CC、NB-ARC和LRR-3结构域;亚细胞定位显示其定位于细胞膜上。霜霉菌侵染后,BcCNL基因在抗病品种‘苏州青’中的表达量高于感病品种‘矮脚黄’; BcCNL基因的沉默降低了‘苏州青’对霜霉病的抗性。[结论]BcCNL蛋白在进化过程中保守性较高,定位于细胞膜上,BcCNL基因的沉默降低了‘苏州青’对霜霉病的抗性。     

不结球白菜过氧化还原蛋白基因Brc2-Cys Prx的克隆和表达分析

[目的]双半胱氨酸型硫氧还蛋白过氧化物酶Brc2-Cys Prx是过氧化还原蛋白Peroxiredoxins(Prxs)的亚家族。Prxs是植物抗氧化酶防御系统的成员,对清除植物体内活性氧具有重要作用。本文旨在克隆和研究Brc2-Cys Prx基因在不结球白菜处于不同胁迫条件下的表达模式。[方法]以不结球白菜霜霉病抗病自交系‘苏州青’和霜霉病感病自交系‘矮脚黄’为试验材料,利用RACE技术克隆得到不结球白菜Brc2-Cys Prx基因。利用生物信息学方法对该基因进行信息学分析。采用qRT-PCR技术对不结球白菜叶片Brc2-Cys Prx基因在霜霉病菌侵染及NaCl、CdCl_2、PEG6000和ABA等非生物胁迫处理条件下的表达模式进行研究。[结果]Brc2-Cys Prx基因的c DNA全长为999 bp,其中开放阅读框长度为810 bp,共编码270个氨基酸。该蛋白不存在信号肽序列,预测相对分子质量为28.15×10~3,理论等电点为5.87。不结球白菜Brc2-Cys Prx蛋白的二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲构成。该蛋白含有1个PRX_Typ2cys结构域,属于硫氧还蛋白超家族。系统进化分析表明:不结球白菜Brc2-Cys Prx蛋白与同属植物的进化关系相近,其中与大白菜和甘蓝型油菜进化关系最近。霜霉病菌侵染条件下,Brc2-Cys Prx基因表达呈逐渐上调趋势,在‘矮脚黄’中的表达与‘苏州青’相比上调迟钝,且该基因在‘矮脚黄’中的表达量一直低于‘苏州青’。0.2 mol·L~(-1)NaCl和200 g·L~(-1)PEG6000处理抑制Brc2-Cys Prx基因的表达;150μmol·L~(-1)CdCl_2处理促进Brc2-Cys Prx基因的表达,在24 h达到最大值;100μmol·L~(-1)ABA处理后,Brc2-Cys Prx基因表达上调,而12 h后,表达受抑制。[结论]霜霉病菌侵染条件下,Brc2-Cys Prx在抗性系‘苏州青’和感病系‘矮脚黄’中的表达存在差异,并且在抗病系中的表达量较高,推测Brc2-Cys Prx基因的高转录水平是抗病品种较之感病品种对霜霉病菌侵染具有更高抗性的原因之一。在非生物胁迫条件下,Brc2-Cys Prx基因具有不同的应答模式,推测可能是涉及到不同的物质或信号途径的原因。     

高温和淹水胁迫对不结球白菜生长发育的影响

以不结球白菜品种‘黑油东’和‘苏州青’为材料,研究了高温和淹水胁迫对不结球白菜生长发育的影响。结果表明:与24℃相比,35℃和40℃的高温胁迫使2个不结球白菜品种的株高、根冠比、植株鲜干质量、叶面积与叶片含水量均降低,且40℃下以上指标的降幅大于35℃下。高温淹水双重胁迫下,2个不结球白菜品种的上述生长指标变化趋势与单一高温胁迫相似,但受伤害程度大于单一高温胁迫。高温胁迫及相同高温淹水胁迫下,耐高温和淹水的品种‘黑油东’主要生长指标增长能力大于不耐高温和淹水的品种‘苏州青’。综合分析表明:高温胁迫及高温淹水双重胁迫下,不结球白菜品种‘黑油东’受胁迫和抑制程度低于‘苏州青’,耐高温性和耐涝性高于‘苏州青’。     

不结球白菜BcICE1基因的克隆与功能分析

[目的]本文旨在分析不结球白菜BcICE1基因的表达模式并探索其在冷胁迫中的功能。[方法]以不结球白菜品种‘NHCC001’为材料,采用同源克隆的方法获得BcICE1基因的全长序列,并进行生物信息学分析;对‘NHCC001’进行4℃低温和PEG-6000模拟干旱处理,检测BcICE1基因对胁迫的响应;构建过表达载体pEarly Gate-BcICE1,利用注射法将载体农杆菌菌液导入烟草细胞进行BcICE1基因的瞬时表达并检测;构建酵母诱饵载体p GBKT7-BcICE1,转化AH109验证其转录激活活性;将pEarly Gate-BcICE1农杆菌菌液利用蘸花法进行BcICE1基因的遗传转化,并用RT-qPCR和Western blot对阳性苗进行鉴定。通过RT-qPCR对BcICE1过表达拟南芥中冷胁迫相关基因的表达水平进行分析。[结果]克隆获得不结球白菜BcICE1基因,其含有1 338 bp的开放阅读框,编码466个氨基酸,相对分子质量为47.40×103,等电点为5.42;氨基酸的多序列比对和系统进化树结果表明,BcICE1蛋白与欧洲油菜、荠菜和拟南芥ICE1蛋白同源关系较近。亚细胞定位表明BcICE1蛋白定位在细胞核中,具有转录激活性且对冷胁迫与干旱胁迫有响应。BcICE1过表达株系能增强植株的抗寒性,同时在低温处理后BcICE1过表达植株中冷胁迫相关基因At CBF3和COR15A的表达量显著高于野生型植株。[结论]克隆并获得BcICE1过表达拟南芥植株,功能分析表明BcICE1基因能增强植株抗寒性。     

不结球白菜开花相关基因BcGI的克隆、亚细胞定位及基因沉默功能验证

[目的]本文旨在揭示不结球白菜GIGANTEA(GI)基因的功能,验证其与CONSTANS(CO)、FLOWERING LOCUS T(FT)基因之间的调控关系以及其在植物抽薹开花中的作用。[方法]以不结球白菜品种‘苏州青’为材料,提取RNA并反转录成cDNA,同源克隆BcGI基因,Gateway构建表达载体pEarleyGate101-BcGI-YFP,利用农杆菌介导法将表达载体注射入本氏烟草中,激光共聚焦显微镜观察其亚细胞定位。Gateway构建沉默载体BcGI-RNAi,利用农杆菌介导法将沉默载体导入拟南芥中,观察野生型和转基因植株抽薹期的表型变化。采用RT-qPCR技术,检测GI、CO、FT基因在转基因和野生型拟南芥植株抽薹期的基因表达量。[结果]通过同源克隆,得到BcGI基因,其含有1个3 516 bp的开放阅读框(ORF),编码1 171个氨基酸。亚细胞定位结果显示,BcGI定位于细胞核中。RT-qPCR结果表明,BcGI基因在沉默转基因植株中的相对表达量比野生型植株低;同时当GI基因表达受到抑制时,CO、FT基因在沉默转基因植株中的相对表达量也比野生型明显降低,沉默转基因植株与野生型相比表现为开花延迟且抽薹期莲座叶数明显增多。[结论]BcGI定位于细胞核,参与正向调控下游CO、FT基因的表达,进而影响不结球白菜光周期开花途径。     

不结球白菜响应ABA和低温基因WRKY18的克隆及表达分析

[目的]WRKY转录因子是植物特有的一类转录因子,广泛参与植物的生长发育、生物及非生物胁迫响应。克隆和鉴定不结球白菜共同响应ABA和低温的WRKY基因,对研究不结球白菜抗逆分子机制和改良其抗逆性具有重要意义。[方法]采用电子克隆的方法在NCBI数据库中进行不结球白菜WRKY18基因全长拼接,然后在不结球白菜‘苏州青’中,克隆到1个与低温及ABA响应相关的WRKY基因,通过生物信息学手段和实时定量RT-PCR(qRT-PCR)技术分析了该基因的序列结构特征及其在低温和ABA处理下的表达变化。[结果]该基因全长为1080bp,含有978bp的开放阅读框,编码326个氨基酸,与油菜及拟南芥的WRKY18直系同源,氨基酸序列相似性分别为87%和73%,命名为BcWRKY18。序列分析表明,该编码蛋白为核蛋白,不含跨膜区,无信号钛,具有WRKYGQK基序(motif)约60个氨基酸残基的WRKY保守结构域,为WRKY转录因子家族成员。系统聚类分析指出了BcWRKY18蛋白的保守性及其在开花植物中的进化关系;序列结构和同源建模分析指出了BcWRKY18蛋白的保守结构域、蛋白质的二级及三级结构分布模型;qRT-PCR检测了BcWRKY18基因在ABA和低温胁迫下的表达,表明低温和ABA都能诱导BcWRKY18基因表达,其表达模式都存在相似的过程,且BcWRKY18基因对ABA的响应比对低温的响应更快、更明显。[结论]从不结球白菜中克隆获得1个新的WRKY类转录因子基因BcWRKY18,基因表达分析发现BcWRKY18可能存在对ABA和低温的共响应及自身反馈调控。     

不结球白菜抗坏血酸相关基因BcMDHAR2功能验证

[目的]本文旨在验证单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)多基因家族中MDHAR2基因的功能,以探索其对不结球白菜抗坏血酸(AsA)含量的影响。[方法]以不结球白菜‘苏州青’cDNA为模板,扩增BcMDHAR2基因的ORF全长,利用生物信息学分析其氨基酸序列;通过亚细胞定位研究BcMDHAR2在细胞中的表达位置,采用实时荧光定量PCR技术(RT-qPCR)检测非生物胁迫和激素处理下BcMDHAR2基因的表达量;通过病毒诱导的基因沉默(VIGS)验证该基因对抗坏血酸含量的影响。[结果]BcMDHAR2基因包含1个1 308 bp的开放式阅读框(ORF),编码435个氨基酸。进化树分析表明,BcMDHAR2蛋白与芜菁的进化关系最近。亚细胞定位显示,BcMDHAR2定位于细胞核和细胞质、细胞膜上。RT-qPCR表明,低温、盐胁迫、重金属离子以及外源激素处理下,在一定时间内BcMDHAR2表达量上调,随后下调。该基因对光周期有一定的响应,随着光照时间变长,表达量上调,黑暗后,BcMDHAR2表达量下调。BcMDHAR2基因沉默后植株中AsA含量降低,AsA循环中相关基因的表达量发生了一定变化,而植株中SOD活性升高。[结论]BcMDHAR2表达量随外界条件变化而变化,响应不同的激素诱导和胁迫,在不结球白菜中该基因正调控AsA含量。     

不结球白菜病程相关蛋白基因BcPR5的克隆及表达分析

[目的]本文旨在研究不结球白菜病程相关蛋白基因Bc PR5的结构与表达特征。[方法]通过RACE技术,从抗病品种‘苏州青’叶片克隆到Bc PR5基因的全长c DNA序列。采用RT-q PCR方法分析该基因在霜霉病菌诱导,水杨酸(SA)、茉莉酸(Me J)和脱落酸(ABA)等激素处理条件下的表达模式。SDS-PAGE技术分析该基因的原核表达特征。[结果]Bc PR5基因的c DNA全长为954 bp,其中开放阅读框长度为732 bp,共编码243个氨基酸,相对分子质量为26.1×103,理论等电点是9.3。氨基酸同源系统进化分析表明,不结球白菜Bc PR5基因与同属植物的进化关系相近,其中与大白菜第6号染色体上的基因同源性最高(100%)。RT-q PCR分析表明,抗病品种‘苏州青’和感病品种‘矮脚黄’在霜霉病菌和非生物胁迫(SA、Me J和ABA)诱导过程中,Bc PR5基因的表达量均呈先升高后降低的趋势,且抗病品种高于感病品种。原核表达结果表明,该蛋白在终浓度为1.0 mmol·L-1的IPTG诱导4 h后能实现融合蛋白的高效表达。[结论]Bc PR5在不结球白菜抗霜霉病防御反应中发挥着重要作用,研究结果为该基因的功能验证提供理论基础。     

氮素对水稻分蘖芽发育的影响及其作用机制

[目的]本文旨在探索营养生长时期氮素对水稻分蘖芽发育的影响,为水稻理想株型与合理施肥提供理论基础。[方法]以水稻品种‘日本晴’为试验材料,通过水培试验,探究氮素对水稻分蘖芽形成和生长的影响;比较不同氮素浓度下分蘖数量、分蘖芽的活跃度;观察在缺氮条件是否影响分蘖芽形成;检测休眠芽和活跃芽内基因表达情况;分析独角金内酯相关基因的突变对氮素调控分蘖芽的影响。[结果]不同氮素浓度(0、0.2、2.5和5 mmol·L~(-1))处理下,营养生长时期水稻分蘖数量随着氮素浓度的降低而减少;缺氮条件下,水稻分蘖芽的形成没有受到影响,伸长受到抑制;在0、0.2、2.5和5 mmol·L-1氮素处理下,水稻在培养到4叶期时,分蘖芽活跃度没有明显变化,当培养到5叶期时,2.5和5 mmol·L~(-1)氮素处理下第3个分蘖芽活跃度明显高于0和0.2 mmol·L~(-1)氮素处理。定量RT-PCR分析结果表明:活跃芽内细胞分裂相关基因表达量明显高于休眠芽;独角金内酯相关突变体表型分析显示:氮素调控分蘖芽生长不受独角金内酯的影响。[结论]营养生长时期,氮素浓度对水稻分蘖芽生长有明显影响,低氮明显抑制了分蘖芽的伸长但不会影响其形成,并且细胞分裂可能参与了氮素调控水稻分蘖芽的伸长,这一过程可能独立于独角金内酯途径。     

不结球白菜L-半乳糖酸-1,4-内酯脱氢酶基因的克隆及光诱导表达

采用RT-PCR、巢式PCR、3‘RACE和5‘RACE技术,获得了不结球白菜L-半乳糖酸-1,4-内酯脱氢酶(GLDH)基因cDNA 2 034 bp全长序列.以苏州青为材料,进行光及黑暗对照处理,观察GLDH活性和L-抗坏血酸含量的日变化规律.结果表明:随着光照时数的增加,不结球白菜L-抗坏血酸水平和GLDH活性升高,而在持续黑暗条件下植株的L-抗坏血酸含量和GLDH活性没有发现这种日变化,表明GLDH活性可能受光诱导调控.     

不结球白菜BcOPR3基因的克隆与功能分析

[目的]12-氧-植物二烯酸还原酶(12-oxo-phytodienoic acid reductase,OPR)是茉莉酸生物合成途径的关键酶,催化12-氧-植物二烯(OPDA)还原反应生成茉莉酸化合物,广泛参与植物生长过程中的防御系统。本文旨在克隆和研究不结球白菜Bc OPR3基因,研究其对信号分子和非生物胁迫应答的影响。[方法]对不结球白菜OPR3基因进行克隆、生物信息分析、亚细胞定位,并对其在霜霉病菌、脱落酸(ABA)、茉莉酸(JA)、水杨酸(SA)、机械伤害、低温和热激胁迫下的表达水平进行了分析。[结果]Bc OPR3在2个不结球白菜品种中的序列一致,其Bc OPR3蛋白与同科油菜(Brassica napus)的同源性高达98%,进化关系与之最相近;亚细胞定位结果显示Bc OPR3定位在细胞膜上;实时荧光定量PCR(RT-q PCR)检测结果表明,不结球白菜霜霉病菌、ABA、JA、SA、机械伤害、低温和热激胁迫均能诱导Bc OPR3基因表达。霜霉病菌侵染下,Bc OPR3在抗性自交系‘苏州青’和感病自交系‘矮脚黄’中存在差异表达,并且在抗病自交系中表达量较高。[结论]从不结球白菜克隆得到的Bc OPR3,通过表达分析发现,Bc OPR3可能存在对非生物胁迫的共响应,且在不结球白菜中该基因是在细胞膜上起作用。在非生物胁迫下,基因具有不同的应答模式,抗性自交系Bc OPR3基因的高表达是其具有更高抗性的主要原因。     

不结球白菜调控开花时间候选基因BcVIL1的克隆与表达分析

[目的]本文旨在克隆和研究不结球白菜BcVIL1基因在春化过程中的表达情况,初步了解不结球白菜BcVIL1基因的结构及功能。[方法]以普通白菜PC-175和菜心‘CX-49’为试验材料,利用RT-PCR技术克隆BcVIL1基因全长,并采用生物信息学方法进行氨基酸序列比对和进化分析。通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术分析2种材料春化过程中BcVIL1的表达情况。构建亚细胞定位载体pEZS-NL-BcVIL1,利用亚细胞定位技术,分析BcVIL1基因在真核细胞中表达的位置。[结果]2种材料中BcVIL1基因序列基本一致,开放阅读框为1020bp,编码339个氨基酸。进化分析表明:BcVIL1基因与大白菜进化关系最近,同源性最高(99%)。在PC-175中,春化处理7d就可以诱导BcVIL1基因的表达,且在整个春化过程及春化之后都有较高的水平表达,而在‘CX-49’中,BcVIL1基因在春化过程中的表达与未春化处理相比无显著差异。亚细胞定位结果表明:BcVIL1主要在细胞核与细胞膜上表达。[结论]BcVIL1基因在春化过程中其表达具有品种特异性,且在不结球白菜中该基因主要在细胞核与细胞膜上发挥作用。     

白菜BrYUCCA5.1基因表达和生物信息学及功能分析

[目的]本文旨在研究白菜YUCCA家族基因BrYUCCA5.1在结球白菜和不结球白菜叶片中的表达模式,并探索其在白菜叶片发育中的作用。[方法]利用生物信息学软件对BrYUCCA5.1基因的进化关系、编码蛋白质的保守结构域、蛋白质的理化性质等特性进行分析;利用实时荧光定量PCR检测结球白菜W30和不结球白菜082及其F_2代植株不同部位BrYUCCA5.1表达量的差异;利用芜菁黄化花叶病毒(TYMV)介导的病毒诱导的基因沉默(VIGS)技术沉默不结球白菜082植株的BrYUCCA5.1,研究该基因的功能。[结果]结球白菜BrYUCCA5.1所编码的蛋白与拟南芥、野生甘蓝、甘蓝型油菜、萝卜的同源性较高;保守结构域分析结果表明BrYUCCA5.1蛋白属于FMO类超家族。该基因在结球白菜W30叶片基部和中部以及F_2代结球单株叶片基部的表达量极显著高于其他不结球单株。利用VIGS技术沉默不结球白菜的BrYUCCA5.1,沉默效率达84%,且与对照组相比,BrYUCCA5.1-pTY发病株叶片出现大面积病毒侵染症状,叶片卷曲皱缩,表现出远轴化的形态。[结论]BrYUCCA5.1基因参与调控白菜的叶片发育,且在结球白菜叶球发育过程中具有重要作用。     

不结球白菜醛酮还原酶BcAKR4C9基因的克隆及表达分析

[目的]本文旨在探究醛酮还原酶AKR4C亚家族BcAKR4C9基因在不同激素处理及逆境胁迫中的表达模式,从而分析BcAKR4C9基因在不结球白菜作物中的生长代谢和逆境胁迫中可能发挥的作用。[方法]以不结球白菜‘苏州青’为材料,克隆了BcAKR4C9基因的全长,应用生物信息学分析了其氨基酸序列,并通过实时荧光定量PCR技术分析BcAKR4C9基因在不同组织,高温、低温、NaCl胁迫、伤害胁迫,以及水杨酸、茉莉酸甲酯和脱落酸等处理下的基因表达变化。[结果]序列分析表明,BcAKR4C9基因包含1个长度为948 bp的开放式阅读框(ORF),编码315个氨基酸。氨基酸序列多重比对和进化树分析表明,BcAKR4C9与其他植物AKR4C9基因同源性较高,具有高度保守性。荧光定量PCR分析表明,BcAKR4C9在叶片中的表达量高于根中,高温和低温处理下表达上调,且具有相似的表达模式。在0~20 g·L~(-1) NaCl质量浓度范围内基因相对表达量随NaCl质量浓度的升高而升高,伤害处理后能够迅速产生应激响应,并能够被水杨酸、茉莉酸甲酯和脱落酸诱导表达。[结论]不结球白菜BcAKR4C9基因能够被不同激素诱导表达,并且参与到多种逆境胁迫响应。     

不结球白菜抗坏血酸合成基因BcGME的同源克隆及胁迫下的表达分析

[目的]本文旨在探究逆境下BcGME基因与抗坏血酸(As A)含量的关系,为培育高品质的不结球白菜品种奠定理论基础。[方法]以不结球白菜‘苏州青’为材料,同源克隆了BcGME基因的全长,应用生物信息学分析了其氨基酸序列,通过实时荧光定量PCR技术测定了BcGME基因在过氧化氢胁迫和水淹胁迫下的表达水平,利用高效液相色谱(HPLC)测定了相应的抗坏血酸含量。[结果]BcGME基因包含一个长度为1 137 bp的开放式阅读框(ORF),编码379个氨基酸。推测其蛋白理论相对分子质量为42.97×103,理论等电点p I值为5.84,分子式为C1907H2949N519O570S22,属于不稳定蛋白。总平均疏水指数为-0.440,属于亲水蛋白。亚细胞定位预测该蛋白分布在细胞质中。BcGME氨基酸序列与十字花科大部分植物的相似性为90%以上,不结球白菜BcGME与十字花科的大白菜、甘蓝型油菜、拟南芥相应蛋白的进化距离较近。过氧化氢胁迫下,As A含量在6 h达到峰值,同时BcGME基因的表达量也达到最高;水淹胁迫下,1 d时As A含量最高为12.99μg·g~(-1),随后As A含量急速下降,1 d时的BcGME基因表达量是0 d的1.5倍。[结论]过氧化氢胁迫和水淹胁迫下,不结球白菜植株中BcGME基因的表达量变化趋势与As A含量变化趋势一致,说明GME可能是不结球白菜抗坏血酸合成途径中的关键调控基因。     

不结球白菜BcSERK1基因的克隆及表达分析

[目的]本文旨在研究不结球白菜BcSERK1基因及其在胚胎发生中的作用。[方法]采用同源克隆的方法从不结球白菜‘二桩白’中克隆到BcSERK1基因全长序列,利用生物信息学分析其结构特征,并与其他物种进行氨基酸序列比对和进化分析,同时利用基因枪介导的方法进行亚细胞定位;利用小孢子培养技术研究不结球白菜‘二桩白’和‘四九菜心’小孢子培养出胚情况;采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)分析BcSERK1基因在2个品种不同组织和在小孢子胚胎发生早期的表达特征。[结果]BcSERK1含有1个1 878 bp开放阅读框,编码625个氨基酸。与其他物种的氨基酸序列比对和系统进化分析结果显示:BcSERK1在进化过程中保守程度较高,与甘蓝型油菜亲缘关系最近。亚细胞定位结果显示:BcSERK1蛋白定位于细胞膜上。游离小孢子培养结果显示:‘二桩白’出胚率较高,每蕾6.67个胚,而‘四九菜心’不出胚。RT-qPCR结果表明:BcSERK1在2个品种不同组织中均有表达,除根外‘四九菜心’的组织中其表达量均低于‘二桩白’;在小孢子胚胎发生早期,BcSERK1基因在‘二桩白’不同培养时间的表达量均高于‘四九菜心’。[结论]BcSERK1蛋白在进化过程中保守性较高,定位于细胞膜上;SERK1基因在2个不结球白菜品种中的差异表达表明该基因对胚胎发生具有重要作用。     

不结球白菜L-半乳糖酸-1,4-内酯脱氢酶基因的克隆及光诱导表达

采用RT-PCR、巢式PCR、3'RACE和5'RACE技术,获得了不结球白菜L-半乳糖酸-1,4-内酯脱氢酶(GLDH)基因cDNA 2 034 bp全长序列.以苏州青为材料,进行光及黑暗对照处理,观察GLDH活性和L-抗坏血酸含量的日变化规律.结果表明:随着光照时数的增加,不结球白菜L-抗坏血酸水平和GLDH活性升高,而在持续黑暗条件下植株的L-抗坏血酸含量和GLDH活性没有发现这种日变化,表明GLDH活性可能受光诱导调控.