不同生育时期大豆异黄酮合成相关酶基因表达的分析

通过Real-time PCR分析了不同生育时期7个大豆异黄酮合成相关酶基因(PAL,C4H,4CL,CHS,CHI,IFS和F3H)的相对表达情况.并利用高效液相色谱法测定了籽粒发育过程中豆荚(含籽粒)中异黄酮及其组分的含量,同时利用SAS8.2分析了F5∶11重组自交系群体(RILs)豆荚中异黄酮含量与部分基因相对表达量间的相关性.结果表明:从营养生长进入生殖生长阶段,部分基因(PAL,CHI,IFS和F3H)的相对表达量普遍有显著提高;PAL,C4H,CHS和IFS基因在叶片中的相对表达量高峰出现在R1期,大部分基因在2个品种豆荚中相对表达量差异显著的时期为R6期.在R6期,豆荚中PAL基因的相对表达量与染料木素(GT)和总异黄酮含量(TI)呈显著正相关.CHS基因的相对表达量与大豆黄素(DZ)、染料木素(GT)和总异黄酮含量(TI)呈显著正相关,但是与黄豆黄素(GC)呈显著负相关,IFS基因的相对表达量与大豆黄素(DZ)含量呈显著正相关;F3H基因的相对表达量与所有异黄酮成分均呈显著负相关.研究明确了相应基因的表达情况,对于理解异黄酮含量变异的遗传机制具有重要意义.     

甜瓜自毒作用相关MYB转录因子的克隆和表达分析

根据甜瓜自毒作用相关MYB转录因子核心区序列设计引物,采用RACE技术获得MYB c DNA全长。生物信息学分析表明,该转录因子全长1 164 bp,包括174 bp的5′非翻译区,105 bp的3′非翻译区,885 bp的开放阅读框,编码294个氨基酸,属于MYB类转录因子中R2R3-MYB类型,与黄瓜R2R3-MYB类转录因子的氨基酸序列的同源性达97.28%。实时荧光定量PCR结果表明,该基因在植株浸提液胁迫处理2 d时表达量最高,推测该转录因子可能参与了甜瓜自毒相关基因初期的诱导表达,使植株对自毒胁迫做出主动的系统性应答反应。     

马铃薯花青素转录激活基因(stmyc)的克隆及表达分析

花青素(anthocyanin)为糖苷类物质,属于类黄酮色素.在花青素生物合成途径中,调控基因主要编码R2R3-MYB、bHLH和WD40转录因子,共同调控花青素合成的结构基因的表达,进而控制花青素在植物中的时空表达和沉积的模式(Holton and cornish,1995).本研究以紫色马铃薯为材料,克隆花色素合成的转录激活基因stmyc并研究其表达模式,为阐明马铃薯花色素生物合成和沉积机制提供依据.     

花青素合成关键酶基因的定位及结构分析

为研究大豆花青素合成途径关键酶的基因标记和结构信息,利用大豆基因组和染色体标记数据,对16个花青素合成关键酶基因(苯丙氨酸解氨酶(PAL)、查尔酮合酶(CHS,包括9个成员)、黄烷酮-3-羟化酶(F3H)、苯基苯乙烯酮黄烷酮异构酶(CHI)、二氢黄酮醇还原酶(DFR)和4-香豆酰CoA连接酶(4CL),进行基因遗传图和物理图定位和基因结构分析.结果表明:16个基因分别定位在A1、A2、B1、B2、D1a、D1b、D2、I、K、O等10个连锁群上,并获得了基因所在序列两侧标记.利用大豆的cDNA和gDNA序列信息,获得了16个基因的结构,外显子数目1～7个,内含子数目0～6个,其中PAL、DFR2、GmCHS7是单外显子基因,4CL、CHI、F3H、GmCHS1、GmCHS5、GmCHS8有1个内含子,DFR1、GmCHS2、GmCHS3、GmCHS6有2个内含子,GmCHS4、GmCHS9有3个内含子,GmIRCHS则有6个内含子.     

大豆疫霉菌侵染对大豆木质素含量及合成关键基因表达的影响

为探究大豆木质素含量及合成关键基因在与大豆疫霉菌互作过程中的变化趋势及相关性,利用大豆疫霉菌株P6497接种大豆品种Williams,分别于6,8,10和15 d分析了根部组织木质素含量及合成相关基因的表达。结果表明:根组织中木质素含量在疫霉菌侵染过程中积累速度显著增加;对木质素合成过程中9个合成关键基因表达模式分析表明,PAL、C4H和F5H表达水平在所选4个时间点均显著高于未接种对照;CCo AOMT在接种后第8,10和15天3个时间点的表达水平显著高于对照;4CL的表达在接种后第10和15天时比对照上调超过100倍;CAD和CCR表达水平分别在接种后8和10 d与对照存在显著差异;C3H和COMT的表达量在处理组和对照组中差异不显著。在接种样品中,C4H、4CL和CCR基因表达与木质素含量变化模式呈显著正相关。以上结果表明:大豆根部木质素积累受疫霉侵染诱导,暗示木质素参与大豆与疫霉互作过程,同时根据试验结果推测C4H、4CL和CCR是诱导木质素含量提高的关键基因。     

花生不同品种叶片类黄酮含量和相关合成酶活性对PEG胁迫的响应

以花生品种花17、农大818、丰花5号和山花11号为试材,聚乙二醇(PEG)室内砂培法模拟干旱胁迫,研究20%PEG胁迫下花生幼苗叶片中类黄酮含量及相关合成酶活性的变化。20% PEG开始处理后,随胁迫时间延长,幼苗叶中类黄酮含量逐步上升,在胁迫9h达到高峰,之后逐步下降至对照水平,农大818、丰花5号和山花11号均在处理后72h降至对照水平,花17在36h降至对照水平。PEG开始处理后苯丙氨酸解氨酶（PAL）、查尔酮合成酶（CHS）、查尔酮异构酶（CHI）酶活性均逐渐提高,6h后CHS、CHI酶活性达到高峰,9h后PAL酶活性达到高峰,之后下降,4个品种趋势一致。分析表明PEG处理后山花11号和丰花5号的合成酶具有较高的活性和积累速率是其类黄酮快速大量合成的原因,而农大818 CHS酶活性和PAL酶活性提高速率较低限制了其类黄酮的积累,3种酶的活性和积累速率均较低导致花17叶中类黄酮合成少,含量提高慢。相关分析表明PEG胁迫下PAL、CHS、CHI共同调控类黄酮的代谢,胁迫引起PAL、CHS、CHI酶活性改变是类黄酮含量变化的原因。     

不同种皮颜色花生品种花青素合成相关基因的克隆及序列差异分析

花生品种种皮颜色相当丰富,种皮颜色的着色深浅与种皮花青素积累的多少有直接关系。为了探讨花生种皮颜色差异形成的分子基础,本研究采用RACE方法,首次克隆4种不同颜色花生品种花青素合成相关基因的全长,并比较全长c DNA序列的差异。结果表明:除苯丙氨酸解氨酶基因(PAL)外,查耳酮合成酶基因(CHS)、查耳酮异构酶基因(CHI)、二氢黄酮醇4-还原酶基因(DFR)、类黄酮-3’羟化酶基因(F3′H)、花色苷合成酶基因(ANS)、类黄酮3-O-糖基转移酶基因(3GT)等6个花青素合成相关基因的序列在4个花生品种中均存在氨基酸替换的现象。其中CHS,CHI,DFR,F3′H,ANS和3GT基因在4个不同种皮颜色花生品种中分别存在8,1,1,12,1和9个氨基酸位点的差异,且这些差异位点均未发生在保守位点。以上基因的结构差异是否与花生种皮颜色差异相关还有待进一步探讨。      

黑芥和埃塞俄比亚芥PAP2基因克隆及B基因组PAP2功能验证

PAP2(Production of anthocyanin pigment 2)编码MYB转录因子,与bHLH、WD40形成MYB-bHLH-WD40复合体来调控花青素合成。本研究从埃塞俄比亚芥和黑芥中分别克隆出2个和1个PAP2基因拷贝,分别命名为BcaB.PAP2、BcaC.PAP2、BniB.PAP2,这三个基因均由3个外显子和2个内含子组成,均编码247个氨基酸。基于本研究克隆的PAP2基因序列和已报道的其他芸薹属PAP2基因序列,设计了3对能分别检测A、B、C基因组PAP2基因的引物,通过等位特异PCR可以区分芸薹属禹氏三角中的6个物种PAP2的基因组来源。选取芥菜型油菜B基因组的BjuB.PAP2基因构建过表达载体,转化拟南芥,其叶片变紫,表明PAP2基因正调控花青素合成。遮光处理10天后紫叶埃塞俄比亚芥的叶片紫色变淡,花青素含量下降了41.22%。荧光定量PCR和转录组研究表明,遮光处理植株叶片中BcaB.PAP2和BcaC.PAP2表达量均下降,花青素合成的结构基因查尔酮合成酶基因（CHS）、查尔酮异构酶基因（CHI）、黄烷酮3-羟化酶基因（F3H）、二氢黄酮醇还原酶...     

核盘菌诱导后向日葵防卫及激素信号传导相关基因差异表达分析

为探讨向日葵抗菌核病分子机制，在已构建的核盘菌诱导向日葵转录组差异表达基因分析基础上，筛选了8个向日葵防卫相关基因和水杨酸（SA）、茉莉（JA）及茉莉酸-乙烯（JA/ET）信号途径中的关键调控基因进行了qRT-PCR诱导表达分析。结果表明，当核盘菌侵染向日葵时，向日葵防御酶基因表达量与对照相比均有显著的变化，超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和谷胱甘肽-S转移酶（GST）基因在6h表达量分别为对照25.02、22.34和26.25倍；苯丙氨酸解氨酶（PAL）、过氧化氢酶（CAT）和查尔酮合成酶（CHS）基因也上调表达，表达量在12h均达到最高，分别为对照的23.89、24.23和24.89倍；β-1，3-葡聚糖酶（GLU）基因在0～6h下调表达，之后又迅速升高，24h表达量达到最高，为对照的23.66倍；几丁质酶（CHI）基因先是下调表达，12h后开始上调表达，36h时表达量达到最高，为对照的22.13倍。SA、JA及JA/ET信号途径中的调控基因与未经诱导的相比均有明显的转录水平变化，而且JA/ET途径“节”点基因PDF1.2和SA-JA“节”点基因NPR1、MPK4和EDS1也明显上调表达。研究结果表明核盘菌诱导激发了向日葵多种抗病信号传导途径及防御反应，暗示向日葵对核盘菌侵染响应的分子机制受到多基因网络系统的调控。     

向日葵查尔酮合酶HaCHS基因的克隆与逆境应答

为探讨查尔酮合成酶(CHS)基因在向日葵抗逆机制中的作用,在核盘菌诱导向日葵转录组文库的基础上,从向日葵耐病品种龙食葵2号中克隆了1个CHS的c DNA序列,该基因开放阅读框为1 197bp,编码398个氨基酸残基,分子量为43.54k D,等电点为6.17,命名为Ha CHS(Gen Bank登录号为KR921882)。氨基酸序列分析显示,Ha CHS具有CHS家族蛋白3个保守的功能活性位点(C~(167),H~(306)和N~(339))和特征多肽标签序列GVLFGFGPGL。系统进化分析表明,Ha CHS与菊科植物的大丽菊、紫茎泽兰和黑心菊等的CHS蛋白有很高的同源性,氨基酸序列相似性在93%~94%。实时荧光定量PCR结果表明,该基因在向日葵花中表达量最高为19.96,其次是盘、叶、茎和种,在根中的表达量最低为0.02。Ha CHS基因表达受核盘菌、创伤、4℃低温和茉莉酸(JA)等因素调控,但对脱落酸(ABA)和水杨酸(SA)处理的应答差异不显著。     

香蕉系统获得抗性相关基因对外源水杨酸的响应分析

香蕉生产受多种病虫害和逆境胁迫的影响,由真菌病原引起的香蕉枯萎病、叶斑病和黑星病,细菌性病害软腐病和鞘腐病,以及非生物胁迫寒害等,是阻碍香蕉绿色可持续生产的严重问题.为探索香蕉生产上多种病害和寒害逆境的有效防控措施,本研究从外源水杨酸(SA)诱导植物系统抗性机理出发,通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)方法,分析外...     

紫娟茶树叶片不同发育期花青素积累及合成相关基因的表达

为明确紫娟茶树（Camellia sinensis cv. Zijuan）叶片发育中花青素积累特性及合成途径上相关基因的表达特点,利用液质联用法（HPLC-MS）、转录组测序（RNA-Seq）和数字基因表达谱技术（DGE）,分析了紫娟茶树芽、第二叶、开面叶和成熟叶4个发育期花青素的种类、含量及合成相关基因的表达水平。结果表明,花青素积累量随叶片发育先增加后减少,第二叶含量最大（9.87βmg·g^-1）、成熟叶含量最小（0.11βmg·g^-1）,与叶色表现相吻合。结构基因PAL在芽、第二叶和开面叶高表达,在成熟叶下调表达;C4H、4CL、CHS、CHI、F3H、F3'H、F3'5'H和ANS表达模式相似,表达量均随叶片发育而降低,在芽期高表达,在成熟叶全部下调表达;FLS在第二叶上调表达,在成熟叶下调表达,与花青素积累情况一致;DFR在各发育期均有上调和下调表达。GT和ACT表达模式相似,在第二叶、开面叶和成熟叶上调表达;ANR和LAR表达模式相似,在芽、第二叶和开面叶高表达,在成熟叶下调表达。bHLH、MYB和WDR在各发育期均有上调或下调表达。说明紫娟茶树叶片不同发育阶段结构基因和调控基因的表达水平不同,导致花青素积累存在差异,具有一定的时间表达特异性。     

二斑叶螨为害前后抗、感木薯转录组分析及水杨酸、茉莉酸途径差异表达基因验证

本研究通过比较二斑叶螨为害前后抗、感螨木薯品种转录组差异,筛选差异表达基因,并采用qPCR验证水杨酸、茉莉酸信号途径基因的差异表达。转录组分析结果表明,与螨害前相比,螨害1、8 d后,抗螨木薯品种C1115的差异表达基因为589、587个,感螨木薯品种BRA900的差异表达基因为1271、930个,C1115相对于BRA900的差异表达基因分别为383、251个。GO和KEGG富集分析发现这些差异表达基因主要显著集中在次生代谢物质合成、苯丙烷生物合成、类黄酮生物合成和氧化还原反应等过程。qPCR验证结果显示,二斑叶螨为害后,抗螨参照标准木薯品种C1115的水杨酸信号途径基因PAL2、4CL3、WRKY7和NPR3的表达量较为害前呈现先显著提高后降低的趋势,而感螨参照标准木薯品种BRA900中上述4个基因的表达始终维持在显著高于为害前的水平。受螨害后抗螨木薯C1115中茉莉酸信号途径基因JAR1、LOX2和OPR11的表达量也较为害前显著提高,而感螨木薯BRA900中这3个基因的表达量则降低至显著低于螨害前的水平,qPCR验证结果和转录组分析结果相一致。本研究结果表明,抗螨木薯品种C1115受螨害后能够同时激活水杨酸、茉莉酸信号途径以抵御二斑叶螨为害,为深入阐明木薯抗螨分子机理,选育和创制抗螨木薯品种提供了理论参考依据。     

渗透胁迫下水杨酸诱导的小桐子甜菜碱积累涉及Ca2+/CaM信号

本研究以小桐子幼苗为材料,在水培条件下,研究了外源水杨酸（SA）对PEG 6000胁迫下小桐子幼苗甘氨酸甜菜碱含量、代谢关键酶BADH活性和相关基因表达,以及Ca²⁺和CaM抑制剂对SA诱导甜菜碱积累的影响。结果表明:外源1.5 mmol/L SA处理可显著提高渗透胁迫下小桐子幼苗的甜菜碱含量、增加甜菜碱合成关键酶BADH的活性,以及上调JcCMO和JcBADH的表达水平。与单独用PEG处理的幼苗相比,SA处理也提高了渗透胁迫下小桐子幼苗的钙调素（CaM）活性。此外,CaCl₂处理能增强SA诱导的甜菜碱积累效应,提高BADH的活性和上调JcBADH的表达水平,而Ca²⁺通道阻断剂 LaCl₃、CaM抑制剂CPZ和TFP处理得到相反的结果。这些结果表明,外源SA处理可提高渗透胁迫下小桐子幼苗甜菜碱的生物合成能力,且SA诱导的甜菜碱积累过程可能受到Ca²⁺/CaM信号的调控。     

甘蓝型油菜MYB28转录因子对根肿菌和水杨酸的响应特征

MYB转录因子参与植物的生长发育和逆境胁迫过程，在植物防御相关信号反应中起着重要的调控作用。 为了明确MYB28在油菜与根肿菌互作中的作用，对感病甘蓝型油菜中双11中MYB28家族基因在根肿菌接种以及 水杨酸处理后的表达模式进行了分析。不同组织表达模式分析显示，相比于根和叶，BnaMYB28 在茎和种子中的表 达水平更高；BnaMYB28 基因在根肿菌和外源水杨酸处理下均有不同程度的表达响应，外源水杨酸处理下Bna⁃ MYB28-1 和BnaMYB28-3 上调表达，BnaMYB28-2 表达则受抑制。根肿菌侵染后，BnaMYB28-1 在整个侵染期表达 量均显著上调，但在加入水杨酸后表达被显著抑制；BnaMYB28-3 表达量在接菌后7 d和28 d显著上调，在关键皮层 侵染期（接菌后14 d）表达量与对照组相比没有变化，但在施加水杨酸处理后表达量显著上调。综上，外源水杨酸能 正向调控BnaMYB28-1 和BnaMYB28-3 表达，BnaMYB28-3 可能通过水杨酸信号路径参与油菜与根肿菌的互作。     

Expression Analysis of Genes Related to Rice Resistance Against Brown Planthopper,Nilaparvata lugens

Brown planthopper(BPH) is an insect species that feeds on the vascular system of rice plants. To examine the defence mechanism of rice plants against BPH, the pathogenesis-related genes(PR1a, PR2, PR3, PR4, PR6, PR9, PR10a, PR13, PR15 and PRpha), signaling molecule synthesis genes(AOS, AXR, ACO and LOX), antioxidant-related genes(CAT, TRX, GST and SOD) and lignin biosynthesis-related genes(CHS, CHI and C4H) were investigated in a resistant rice variety. AOS, PR6,PR9 and PR15 genes showed significantly increased relative expression levels at 24.38-, 19.17-, 14.71-, and 12.74-fold compared to the control. Moderate increased relative expression levels of lignin biosynthesis-related gene(C4H), pathogenesis-related genes(PR4, PR10a and PRpha), and antioxidant-related gene(GST) were found, while CHI, LOX, SOD, TRX1 and AXR showed decreased relative expression levels. It was thus clearly shown that wound-induced response genes were activated in rice plants after BPH attacks through AOS activation. Jasmonic acid signaling molecule may activate PR6, PR15, GST and CAT subsequently increasing their expression for H_2O_2 detoxification. PR6 were expressed at the highest relative level among the PR genes. These genes therefore have also a considerable synergistic role with the other genes against BPH by interfered their digestion tract system.