叶面喷施壳寡糖对“赤霞珠”葡萄幼苗抗低温胁迫的影响

为研究叶面喷施壳寡糖对葡萄幼苗抗低温胁迫的影响,以2个月苗龄、5片叶的"赤霞珠"葡萄营养袋扦插苗为试材,叶面喷施0(对照)、50、100和150 mg/L壳寡糖3 d后进行人为低温(0℃±1℃)胁迫,对低温胁迫3 d内不同处理的植株受冻率、叶片抗低温胁迫生理指标及活性氧代谢关键酶相关基因相对表达量进行比较。结果表明,叶面喷施100和150 mg/L壳寡糖提高了叶片可溶性糖含量、脯氨酸含量,提高了超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶和质膜ATPase酶基因相对表达量,提高了超氧化物歧化酶活性、过氧化物酶活性和过氧化氢酶活性,降低了相对电导率和丙二醛含量,降低了植株受冻率,并且以100 mg/L表现更优。50 mg/L壳寡糖处理提高了过氧化氢酶基因的相对表达量,提高了超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶的活性,也降低了植株受冻率,但对其他指标无显著影响,综合效果比100和150 mg/L处理差。     

H2O2诱导低温胁迫下草莓苗抗冷性研究

以草莓品种“丰香”为试材,研究了在低温胁迫下叶面喷施低浓度H2O2后草莓相关抗逆性生理指标的特性.结果表明:不同浓度H2O2处理抑制低温胁迫草莓叶细胞电解质渗透率和丙二醛(MDA)含量的增加,增强了草莓叶细胞内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)和谷胱甘肽还原酶(GR)的活性.     

低温胁迫对草莓叶片SOD和AsA-GSH循环酶系统的影响

以草莓试管苗为试材,研究低温胁迫对草莓离体叶片抗坏血酸、脱氢抗坏血酸含量和SOD以及抗坏血酸 -谷胱甘肽（AsA-GSH）循环中4种酶活性的影响。结果表明,低温胁迫导致超氧化物歧化酶、抗坏血酸过氧化物酶和单脱氢抗坏血酸还原酶活性上升,脱氢抗坏血酸还原酶和谷胱甘肽还原酶活性下降;同时使还原态抗坏血酸含量下降而脱氢抗坏血酸含量上升。随着低温处理时间延长,过多活性氧不能被防御体系有效清除,植物受到伤害。试验结果还表明,抗坏血酸过氧化物酶具有较强的氧化还原抗坏血酸的能力,单脱氢抗坏血酸还原酶是AsA-GSH循环再生抗坏血酸的主要酶。     

草莓果实采后衰老过程中活性氧及保护酶活性的变化

以"红颜"草莓果实为试材,以保鲜袋包装,研究不同温度贮藏条件(4、25℃)对草莓衰老过程中活性氧水平和保护酶活性变化的影响。结果表明:在草莓果实采后常温和低温贮藏条件下,随着贮藏时间的延长,脂氧合酶(LOX)活性和过氧化氢(H2O2)含量均先上升后下降、超氧阴离子自由基(O·2)产生速率、相对电导率和丙二醛(MDA)含量整体上升;超声化物歧化酶(SOD)活性整体变化不大,过氧化物酶(POD)活性上升,过氧化氢酶(CAT)活性和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性先上升后下降,整体呈上升趋势。低温贮藏下草莓果实的LOX活性、O·2产生速率、H2O2和MDA含量、相对电导率均低于常温贮藏,低温贮藏延后了各活性氧物质峰值出现的时间。以上结果表明,活性氧积累和膜脂过氧化加剧了草莓果实的衰老;低温贮藏有利于减弱和延缓自由基积累、膜脂过氧化程度及对细胞膜的损坏,从而延缓草莓果实衰老进程。     

草莓果实成熟软化相关基因研究进展

对草莓果实细胞壁水解酶和伸展蛋白在成熟软化时的功能和作用进行了阐述,并对已报道的相关编码酶（或结构蛋 白）的基因进行了描述和评价。指出纤维素酶、果胶裂解酶和伸展蛋白是参与草莓果实成熟软化的关键因子;并提出利用RNA 干扰等生物技术对关键基因进行调控,降低相关酶的mRNA表达,提高草莓果实硬度的研究思路。     

草莓LIM家族候选基因的鉴定及在非生物胁迫下的表达

利用NCBI、GDR数据库对草莓LIM家族候选基因在草莓基因组水平进行生物信息学分析,鉴定获得4个亚族37个候选LIM基因,其中9个来自森林草莓(Fragaria vesca L.),28个来自凤梨草莓(F. ananassa Duch.)。草莓LIM家族候选基因主要分布在细胞核;其密码子偏好性较弱,偏向使用以A/T结尾的同义密码子。FvLIM和FaLIM启动子序列上游2 kb区域包含大量激素及非生物胁迫响应元件。10%PEG、200 mmol·L-1 NaCl、4℃低温胁迫下,随着处理时间延长LIM家族候选基因在凤梨草莓‘红颜’中比森林草莓中上调趋势更明显。4℃低温处理下,森林草莓中以FvLIM5(12 h)和FvLIM7(24 h)上调最为明显,而凤梨草莓‘红颜’中以FaLIM25(12 h)和FaLIM18(24 h)上调最为显著,总体对低温响应较明显。实时荧光定量PCR分析结果表明,草莓LIM家族候选基因在不同组织中的表达量存在一定差异,在根和花中的表达量偏高。综合以上分析结果,预测草莓LIM家族候选基因可能在响应非生物胁迫以及根和花的发育中发挥重要作用。     

萝卜过氧化物酶基因片段的cDNA克隆及花期表达谱分析

通过研究过氧化物酶(POD)活性在心里美萝卜花期的变化以及萝卜POD基因的结构,探讨POD的基因结构和功能之间的关系。测定了萝卜花期 不同时间各个部位中POD活性,用改进的半定量RT-PCR分析了过氧化物酶基因(Rsprx)的表达谱,并通过RT-PCR克隆过氧化物酶基因的cDNA片段。结 果表明,心里美萝卜花期不同器官中的POD活性具有明显的变化,地上部分和地下部分POD活性差异显著,在结荚期的木质部II中达到峰值（17.53± 0.35）×10³ U•g^-1(FW)。不同器官中Rsprx的表达差异明显,花蕾和荚中表达最强。从花蕾和荚中得到4个长度为400 bp左右的cDNA克隆片段,序列 比对结果显示,与棉花的花器官过氧化物酶基因Ghpod具有较高的同源性和结构相似性。因此认为POD与萝卜花期生长发育有一定的关系,且有多种 过氧化物酶基因在该过程中表达。     

草莓FaCBF1基因的克隆及表达分析

据《园艺学报》2014年第2期《草莓FaCBF1基因的克隆及表达分析》（作者张勇等）报道，以“丰香”草莓为试材进行基因克隆，并通过SON—PCR结合RT—PCR技术检测了该基因在低温胁迫和其他环境胁迫下的诱导表达特性。     

丛枝菌根真菌和糖醇螯合钙对草莓采后果实硬度和细胞壁酶活性及其关键基因表达的影响

以盆栽"红颜"草莓为试材,研究了摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae)和糖醇螯合钙不同浓度(0.10%、0.15%、0.20%)处理对草莓采后果实硬度和细胞壁酶活性的变化,同时,初步探究了不同处理对草莓果实软化关键基因FaPG1、FaβGal4的表达水平的影响。结果表明,与对照相比,以糖醇螯合钙单独施用(0.15%和0.20%)、接种丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)配施糖醇螯合钙均能显著提高草莓果实硬度。同时,不同处理均抑制多聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶甲酯酶(PME)、β-半乳糖苷酶(β-Gal)活性的上升,草莓果实软化关键基因FaPG1和FaβGal4在处理后均下调表达。以接种AMF联合施用0.20%糖醇螯合钙处理对果实硬度保持效果最好。     

草莓果实中脱落酸受体基因FaABAR/CHLH表达变化及其影响因素分析

 为了探讨脱落酸调控草莓果实成熟的信号识别机制,以‘北农香’草莓花后1 ~ 4周的果实为试材,在克隆脱落酸受体基因FaABAR/CHLH的基础上,通过荧光定量PCR研究了果实发育过程中该基因表达量的变化及其影响因素。结果表明,草莓果实中脱落酸受体FaABAR/CHLH基因编码一个含有1 381个氨基酸的蛋白,且该蛋白含有一个金属离子螯合酶H亚基超家族保守区。在果实发育的前期（小绿、大绿和浅绿果期）,FaABAR/CHLH基因表达量维持较高水平;随着果实的加速褪绿,其表达量迅速降低,至白果期降到最低点;随着果实着色启动,其表达量又迅速上升。ABA和高pH能促进FaABAR/CHLH基因在转录水平上的表达,而蔗糖则抑制该基因转录水平。草莓果实中脱落酸受体基因FaABAR/CHLH表达水平的变化进一步揭示了ABA在调控果实成熟中的重要作用。     

干旱胁迫下‘宁玉’草莓生长发育及相关基因表达特点

为分析基因诊断草莓在干旱逆境条件下生长状态的可行性,以‘宁玉’草莓为试材,调查了不同干旱胁迫条件下的生长特点以及与生长素合成、脱落酸合成、花果发育、色素合成相关的10个基因的表达情况。研究结果表明:在不同干旱条件下草莓均可完成从营养生长到生殖生长的生命周期,所选基因也都行使并完成了其调控功能。与对照植株相比,在轻度和中度干旱胁迫(50%~65%土壤持水量)条件下,草莓植株的物候期较对照(80%土壤持水量)提早,而在严重干旱胁迫(35%土壤含水量时)条件下延缓,随着干旱胁迫条件的加重,草莓植株、叶片、果实明显变小,果实着色加深。每个基因在不同干旱条件下表达水平的变化趋势基本一致,且都与相应的物候期以及生长发育时间长短的变化情况相一致,但所选基因在几种干旱条件下其表达开始的早晚、表达水平的高低以及表达相应程度持续时间的长短存在不同。在轻度和中度干旱条件下,这些基因的表达时间提早,但持续时间较短,表达水平高于对照;而在重度干旱条件下,这些基因的表达开始的时间较对照延缓,表达水平较低但持续时间拉长。上述研究结果表明,利用基因的表达信息可以提前推断草莓植株在不同干旱条件下的生长发育状态,了解干旱胁迫对草莓生长发育的影响以及为是否需要提早采取管理措施等提供重要依据。     

香蕉谷胱甘肽过氧化物酶基因MaGPX 的克隆和表达分析

 谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase,GPXs）是机体内广泛存在的一种重要的过氧化物分解酶,是植物体清除活性氧的一种主要酶,与植物抗逆性密切相关。本研究中从香蕉根中克隆了一个编码谷胱甘肽过氧化物酶的cDNA,命名为MaGPX（GenBank 登录号为：JX094345）。序列分析结果表明,该基因全长989 bp,存在一个完整的开放阅读框504 bp,编码168 个氨基酸。氨基酸序列分析表明其具有GPX 家族典型的保守结构域。与其他植物的谷胱甘肽过氧化物酶基因相比,具有较高的相似性。与水稻、谷子、小麦、大麦、玉米和甜橙编码的氨基酸序列的同源性分别为85.12%、84.82%、83.93%、83.33%、82.14%和80.36%。利用荧光定量PCR 技术分析了该基因在香蕉不同器官中的表达特异性及不同胁迫条件下的表达特性,结果表明,MaGPX 在香蕉的根、球茎、叶片、花和果实中均有所表达,其中在花和根中表达量较高,而在叶片中的表达量最低。在盐、涝害、干旱和枯萎病胁迫下MaGPX 表达量升高,表明该基因表达具有器官差异性和受胁迫的诱导。本研究为进一步研究MaGPX 的生物学功能及其应用奠定了基础。     

森林草莓‘Ruegen’果胶裂解酶基因的克隆及荧光定量表达分析

根据森林草莓(Fragaria vesca)果胶裂解酶(Pectate lyase)基因序列信息设计引物,克隆了森林草莓‘Ruegen’的果胶裂解酶基因PLA、PLB和PLC。利用MEGA5.0软件将这3个基因编码的氨基酸序列与其他植物的果胶裂解酶氨基酸序列进行聚类分析,同时采用荧光定量PCR的方法对‘Ruegen’植株不同器官及不同发育时期果实的果胶裂解酶基因表达量进行分析。结果表明:PLA、PLB和PLC在其植株各器官中均有表达,且在发育后期果实中的表达量明显高于其他器官,结合进化树以及果实发育过程中果胶裂解酶活性变化,推测果胶裂解酶基因对草莓果实发育后期的软化具有调节作用。     

越橘VcLon2蛋白酶在转化烟草衰老中的作用

植物衰老往往伴随着过氧化物酶体功能紊乱,Lon2蛋白酶对过氧化物酶体的功能和结构的维持具有重要作用,但目前未见其与衰老相关性的报道。从越橘（Vaccinium ssp.）中克隆了Lon2全长cDNA序列,命名为VcLon2（KX611379）,并通过烟草中NbLon2基因沉默（Virus Induced Gene Silence,VIGS）技术处理和转VcLon2基因对该基因功能进行研究。结果表明,NbLon2沉默本氏烟植株矮小,叶片小且黄化严重,而VcLon2超表达本氏烟植株鲜绿且粗壮;NbLon2沉默植株叶绿素含量仅为对照的一半,H2O2含量及膜脂过氧化程度也显著高于对照,VcLon2超表达植株则相反。同时,抗氧化酶CAT基因的转录水平在本氏烟各株系中无显著差异,但NbLon2沉默植株内CAT酶活性仅为对照的62.62%,表明Lon2蛋白酶对过氧化物酶体内蛋白质结构和功能的维持发挥着重要作用。此外,NbLon2沉默植株蛋白羰基化程度显著高于对照,植物衰老标记基因SAG12表达量为对照的15 642.2倍。以上研究均表明,Lon2蛋白酶缺失显著加剧光合色素降解、破坏细胞膜系统、羰基化蛋白大量积累等;VcLon2蛋白酶对植物健康维系及衰老延缓等具有重要作用。     

2,4-表油菜素内酯对低温胁迫下辣椒幼苗抗氧化系统的影响

以辣椒品种"湘研16号"为试材,采用人工气候箱模拟低温环境,研究了2,4-表油菜素内酯(EBR)对低温胁迫下辣椒幼苗体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性以及抗坏血酸(As A)和谷胱甘肽(GSH)含量的影响,以期为油菜素内酯调控辣椒幼苗耐低温胁迫的机理研究提供参考依据。结果表明:抗氧化酶(SOD、POD、CAT、APX)活性在低温胁迫下高于CK,而EBR处理的叶片酶活性显著增加。同时,EBR提高了低温胁迫下辣椒幼苗叶片中抗坏血酸(As A)和谷胱甘肽(GSH)含量,降低了MDA含量。由此可见,EBR能显著增加保护酶活性和非酶抗氧化物的含量,增强植株抗氧化能力,有效缓解低温胁迫引起的膜脂过氧化伤害,降低了低温胁迫对辣椒幼苗生长的抑制作用。     

草莓果实ABA积累关键酶基因FaNCED1和FaBG1转录水平的分析

为探讨草莓果实发育过程中ABA积累的酶学调控机制,文章以花后1～4周的‘杜克拉’草莓7个时期果肉为试材,利用实时荧光定量PCR分析ABA积累关键酶基因FaNCED1和FaBG1转录水平。结果表明,在整个草莓果实发育过程中,果肉中FaNCED1基因表达水平明显地分为两个持续上升阶段,即从小绿期至白熟期和始红期至全红期,但二者之间还存在一个短暂下降期,即白熟期至始红期;果肉中FaBG1基因表达水平呈逐渐降低的趋势。结合果肉中ABA含量分析发现,FaNCED1基因转录水平呈现与ABA水平相似的变化趋势。本研究主要得出以下结论:(1)退绿和着色是草莓果实发育成熟过程中两个突出事件;(2)果肉中ABA水平两次持续快速积累分别与草莓果实退绿和着色相偶联;(3)果肉中ABA含量主要由FaNCED1基因决定,而与FaBG1基因关系不大。以上结果为从分子水平调控草莓果实中ABA含量,进而调控果实的发育奠定研究基础。     

环境胁迫下大头芥花青素积累及其相关结构基因的表达

以大头芥（红叶大头芥）为试材,研究模拟干旱、低温和强光等环境胁迫下红叶大头芥中花青素含量及其与花青素合成途径中CHI、DFR和ANS等结构基因表达的关系。首先通过同源克隆法在红叶大头芥中克隆了CHI、DFR和ANS基因,其开放阅读框分别为759、1 157、1 004 bp,分别编码253、385、334个氨基酸。实时荧光定量RT-PCR结果表明,在环境胁迫下,红叶大头芥中花青素的积累和结构基因的大量表达需要一定处理时间的诱导。CHI基因在强光、低温和模拟干旱胁迫下的表达量无明显变化,且表达量极低|而DFR和ANS基因在低温、强光胁迫下的转录表达量随胁迫时间的延长而增加,对红叶大头芥中花青素的合成起到了重要的调控作用,且强光胁迫下DFR和ANS的表达量约为低温胁迫的两倍,推测低温和强光胁迫可能诱导了红叶大头芥中花青素合成途径不同的调控机制。     

FaASR基因超表达促进草莓果实着色

以‘甜查理’草莓为试材,在克隆草莓ASR同源基因的基础上,对草莓中FaASR基因进行生物信息学、时空表达分析,通过调控草莓果实中ASR基因表达水平,分析果实的着色、蔗糖、ABA、色素和果实硬度等生理指标的变化,以及与色素代谢相关基因CHS、UFGT的表达水平,揭示ASR基因调控草莓果实成熟的机制。草莓ASR含有一个典型的与果实成熟和抗逆有关的ABA/WDS区域,ASR基因过量表达可以促进草莓果实提前上色,促进果实内源ABA积累、蔗糖含量增加和果实变软,并且促进与果实花色苷积累相关的关键基因CHS和UFGT的转录水平。该研究有助于深入揭示果实发育信息传递的分子机制,也为今后草莓的分子改良育种奠定重要的基础。     

低温弱光下aga2突变体西瓜果实糖代谢差异表达基因分析

为了探明低温弱光环境对西瓜果实糖分积累的调节机制,本试验通过分析棉籽糖水解酶碱性α-半乳糖苷酶基因aga2突变体转录组数据发现低温弱光下aga2突变体西瓜果实中有686个基因上调表达,990个基因下调表达,进一步通过GO和KEGG分析发现MYB、NAC、WRKY等转录因子上调表达抵御低温弱光;而肌醇半乳糖苷合酶(Cla009222)、α-半乳糖苷酶(Cla022883、Cla019238)等与糖分代谢相关的基因在低温弱光下下调表达可能是导致aga2突变体果实糖含量下降的主要原因。本试验通过分析转录组数据,挖掘响应低温弱光的西瓜糖分积累相关基因,为西瓜果实响应低温弱光的糖代谢调控网络奠定了基础。     

利用VIGS技术研究草莓FaMYB5的功能

以‘丰香’草莓(Fragaria×ananassa‘Toyonaka’)为材料,采用病毒诱导的基因沉默技术(Virus-induced Gene Silencing,VIGS)对果实中类黄酮化合物代谢相关转录因子基因FaMYB5进行沉默,并对沉默后果实类黄酮化合物代谢途径相关的结构基因和其他转录因子基因表达量进行半定量RT-PCR及RT-qPCR分析。并分别采用HPLC和香草醛—硫酸比色法对沉默后果实中花青素苷和原花青素含量进行测定。成功构建了pTRV2-FaMYB5的VIGS沉默载体,并建立了草莓果实VIGS沉默体系,FaMYB5基因沉默效率达60%;FaMYB5基因沉默处理与阴性对照相比,草莓类黄酮化合物代谢途径相关结构基因和转录因子表达量均发生改变,其中FaMYB9、FaLAR、FaDFR、FaANR表达量显著增加,从而导致果实中原花青素含量增加;而花青素合成相关基因FaANS的表达量减少1/2,FaMYB10表达量变化并不显著。此外,bHLH家族的转录因子基因FabHLH3和FabHLH3Δ随着FaMYB5的沉默表达量显著下降,而FaGL3显著升高。结果进一步证明FaMYB5转录因子对草莓类黄酮化合物代谢途径中的原花青素合成途径起负调控作用。