甘蔗赤霉素氧化酶基因ScGA20ox1的克隆及功能分析

GA20-氧化酶(GA20-oxidase,GA20ox)是赤霉素(gibberellic acid,GA)合成过程中的关键限速酶,但甘蔗GA20ox1基因(ScGA20ox1)的功能及其表达模式尚未明确。本研究利用RT-PCR和RACE技术克隆了甘蔗GA20-氧化酶基因(ScGA20ox1), ScGA20ox1基因全长1574 bp,含有一个1125 bp的完整开放阅读框(open reading frame, ORF),编码375个氨基酸。ScGA20ox1蛋白分子量为42.3 kD,理论等电点为5.95,不含信号肽,不含跨膜结构域,为可溶性蛋白。实时荧光定量PCR结果表明该基因在甘蔗幼苗中茎秆的表达量最高,叶片次之,根的表达量最低;干旱、低温和赤霉素处理均会改变该基因在不同组织的表达模式。利用农杆菌介导法转化拟南芥,获得过表达ScGA20ox1的转基因拟南芥植株,转基因拟南芥植株存在株高增高,节间长度增长的表型变异。本研究结果表明,ScGA20ox1参与甘蔗的生长发育并在响应非生物逆境中发挥重要调控作用,过表达转基因拟南芥形态发生变化,这为深入探究ScGA20ox1生物学功能,...     

陆地棉中赤霉素合成途径关键酶基因的时空表达变化

为揭示赤霉素合成途径关键酶基因在棉花生长发育过程中的调控作用,利用实时荧光定量PCR方法中的相对定量方法,对中棉所49材料植株体内的赤霉素合成途径相关基因表达量进行了检测分析。结果显示,幼苗期茎组织内除GA2ox1基因外,其余各基因表达量相对较高。开花期根中GA2ox1、GA3ox1、GID1B,茎中CPS1、GA20ox1、GA3ox1、GID1B和叶中GA3ox1基因表达量上调;吐絮期根中GA2ox1和GA3ox1基因表达量上调,其余基因下调,茎中KS、GID1B基因表达量下调,其余基因上调,其中以GA2ox1上调幅度最大,叶中GA2ox1基因表达量下调,其余基因上调。结果表明,开花期,茎中GA20ox1基因的高表达为植株茎的伸长及果枝发育提供必要的活性赤霉素水平,GA3ox1基因可能与开花成铃有关;吐絮期,随着根茎组织的木质化,根茎中GA2ox1基因表达量逐渐升高以降低活性GAs合成,而叶组织中GA3ox1和GA20ox1基因表达量上调,则为棉桃生长发育与脱水成熟提供必要的激素水平。棉花通过改变植株体内赤霉素合成代谢途径关键酶基因的表达量来调控植株的生长发育,且随着生长发育的进行,各目的基因的表达量变化趋势存在一定差异。为深入研究赤霉素对陆地棉的调控机理提供了理论基础,有助于加快利用赤霉素进行品种改良与种质创新。     

赤霉素诱导甘蔗节间伸长基因的cDNA-SCoT差异表达分析

以甘蔗ROC22为材料,在伸长初期进行叶面喷施200 mg L–1浓度的赤霉素为处理,以喷施清水为对照,在不同时间取幼茎样品,用cDNA-SCoT进行基因差异表达分析。结果表明,通过46条引物筛选了约700个cDNA片段,获得差异片段30个。有18个基因片段受赤霉素上调而12个基因片段下调;其中16个TDFs序列和NCBI数据库中已录入的基因具有较高的相似性,按照其功能可分为6类,即能量与代谢相关基因(占总数的20.0%)、未知功能蛋白(占总数的20.0%)、未知基因(占总数的46.7%)、信号传导相关基因(占总数的6.7%)和转录因子相关基因(占总数的3.3%);细胞凋亡基因(3.3%)。这说明利用SCoT方法可以进行蔗茎基因差异表达研究,分离到的一些差异片段可能是与甘蔗节间伸长相关的基因。     

外源GA_3对葡萄花序伸长及赤霉素合成代谢相关基因表达的影响

本研究以阳光玫瑰葡萄为试材,盛花前1周使用外源GA_3处理花序,发现10 mg/L、25 mg/L、50 mg/L、100 mg/L GA_3均可显著促进花序的伸长,且花序伸长长度与赤霉素浓度正相关。试验进一步用液相色谱检测了不同时期穗轴中GA_3的含量,发现外源GA_3可以短时间内提高幼嫩穗轴中GA_3水平,在处理24 h时GA_3水平达到顶峰,且100 mg/L GA_3处理峰值最大,2 d时GA_3水平迅速回落。通过荧光定量PCR检测了编码赤霉素生物合成过程中第一阶段的关键酶CPS和第三阶段无活性赤霉素转化为活性赤霉素的关键酶GA20ox和GA_3ox的基因,结果显示这三个关键酶的基因呈下调表达,且GA_3处理浓度越高,基因表达水平越低。赤霉素代谢途径上编码负调控蛋白DELLA的基因与对照相比整体呈下调表达,且外源GA_3浓度越高,DELLA基因表达量越低。说明外源活性赤霉素GA_3严重抑制了内源赤霉素合成途径上关键基因的表达,间接抑制了内源赤霉素的合成;同时抑制了代谢通路上负调控DELLA基因的表达,促进花序的伸长。     

参薯赤霉素途径基因的克隆与表达分析

参薯是薯蓣科植物,其块茎有较高的营养价值和经济效益。为探究赤霉素对参薯生长及结块影响,本研究对参薯组培苗进行赤霉素处理,统计与对照组相比结薯时间差异;并检测了赤霉素合成及降解相关基因GA20ox、KO、KAO、GA3ox、GA20ox,赤霉素受体GID1基因(4个)和信号传导的DELLA基因(4个)、SPY、SLY1等24个赤霉素途径基因的表达变化。RT-PCR结果显示赤霉素相关基因在叶、茎中都有表达,仅LSH基因在块茎中特异性表达。统计赤霉素处理参薯的结薯时间表明,赤霉素处理的参薯苗结块时间明显提前。RT-qPCR结果显示赤霉素处理后,4个GID1、GA20ox、DELLA2、SNE等基因表达在所有组织或部分组织显著下降,DELLA1和KAO1表达变化不明显,GRF2在块茎中表达上升。试验结果显示外源赤霉素添加对参薯结薯有诱导作用,且对内源赤霉素合成有一定的抑制,可能通过改变参薯赤霉素含量的平衡而提前进入结薯过程,为将来人工控制结薯时间提供科学数据。     

大豆GmGBP1在GA调控开花过程中的功能分析

从大豆中克隆得到一个编码SKIP蛋白的基因,命名为GmGBP1。通过研究外施赤霉素对GmGBP1过表达拟南芥植株表型及相关基因表达量的影响,探讨了该基因在GA3调控开花过程中的功能。结果表明,过表达GmGBP1植株对赤霉素的敏感性加强,植株开花时间显著提早,开花相关基因的相对表达量明显提高,而与野生型相比,GA3生物合成途径关键酶基因GA3ox和GA20ox的相对表达量下降明显。初步证实GmGBP1为GA开花信号途径中的正向调控因子,负调节植物赤霉素的生物合成。     

大豆GmGBPl在GA调控开花过程中的功能分析

从大豆中克隆得到一个编码SKIP蛋白的基因,命名为GmGBPl。通过研究外施赤霉素对GmGBPl过表达拟南芥植株表型及相关基因表达量的影响,探讨了该基因在GA3调控开花过程中的功能。结果表明,过表达GmGBPl植株对赤霉素的敏感性加强,植株开花时间显著提早,开花相关基因的相对表达量明显提高,而与野生型相比,GA3生物合成途径关键酶基因GA3ox和GA20ox的相对表达量下降明显。初步证实GmGBPl为GA开花信号途径中的正向调控因子,负调节植物赤霉素的生物合成。     

Rht12矮秆小麦GA3ox基因的克隆与表达分析

赤霉素3-氧化酶(GA3ox)是赤霉素生物合成途径中的一种关键酶,在茎的伸长中起着重要的作用。为探讨GA3ox基因和Rht12矮秆小麦矮化之间的关系,本研究利用同源克隆方法分离得到了小麦品种中国春和宁98-2105(含矮秆基因Rht12)的GA3ox1和GA3ox2基因,并对其在茎的不同部位进行了表达模式分析。研究结果表明,小麦GA3ox1和GA3ox2均含有3个外显子和2个内含子,其编码的蛋白具有2-酮戊二酸依赖性的双加氧酶典型的保守结构域,但中国春和宁98-2105的GA3ox1和GA3ox2之间存在部分碱基的差异。实时定量表达分析结果显示,GA3ox1和GA3ox2在中国春和宁98-2105茎的不同部位的表达趋势基本一致,但表达量具有较大差异,GA3ox1和GA3ox2在宁98-2105茎的倒一节结节中的转录水平显著高于中国春,推测宁98-2105中赤霉素的信号转导通路可能受到了影响,即矮秆基因Rht12可能影响了赤霉素信号的传导。本研究结果为进一步研究矮秆基因Rht12的致矮机理和利用提供了理论依据。     

硬粒小麦赤霉素氧化酶基因GA2ox-A9的克隆及表达分析

赤霉素2-氧化酶(GA2-oxidase, GA2ox)是赤霉素降解途径的关键酶,在茎的伸长中起着重要的作用。为探讨GA2ox-A9基因与小麦矮化之间的关系,本研究从硬粒小麦ANW16G(携带Reduced height gene18,Rht18)和其株高近等基因系LD222两个材料中克隆得到GA2ox-A9基因,分别命名为GA2ox-A9-1和GA2oxA9-2,并对其在不同发育时期的各个茎节进行了表达模式分析。序列分析显示,两个材料的GA2ox-A9基因均含有3个外显子和2个内含子,开放阅读框全长1 044 bp,编码347个氨基酸,GA2ox-A9-1蛋白在第89位、275位、279位的氨基酸存在差异,GA2ox-A9-2蛋白在第182位、186位、251位、336位的氨基酸存在差异,编码的蛋白均具有2-酮戊二酸依赖性的双加氧酶典型的保守结构域。系统发育分析表明,硬粒小麦GA2ox-A9与其他物种具有较高的进化保守性,且与乌拉尔图最为接近。Real-time PCR结果显示,GA2ox-A9基因在矮秆小麦ANW16G中表达量最高,尤其是在拔节期茎中的表达量远远高于高秆对照LD222,表明与矮化性状有关。本研究结果为进一步研究GA2ox-A9基因的功能和小麦矮化的分子机制提供了理论依据。     

转基因枳橙中GA20ox1与rol基因互作关系的研究

为分析转rol ABC基因枳橙GA20ox1基因与rol基因表达的互作关系,进一步阐释其矮化性状形成的分子机制。以转rol基因枳橙实生苗为试验材料,研究其对赤霉素的敏感反应,用荧光定量RT-PCR分析GA20ox1基因和rol基因的表达,并检测幼芽中POD酶活性和植物内源激素含量的变化。结果表明转rol基因枳橙既不属于GA缺陷型,也不属于GA不敏感型,喷施GA3能促进其茎伸长生长,但恢复不到野生型水平,幼芽中IAA（P<0.01）、GA1和GA4（P<0.05）显著降低,POD酶活性显著提高（P<0.01）。转rol基因枳橙幼芽中GA20ox1基因mRNA水平相比对照显著下调（P<0.01）。B、D系与野生型嫩茎中无明显差异,B、D系老叶中明显降低,E系中嫩茎和老叶中均明显增加。B、D和E系嫩叶中GA20ox1基因转录表达均较野生型高。在幼芽、嫩茎中,rol C基因与GA20ox1表达负相关。rol基因通过在幼芽中的高表达下调了GA20ox1基因转录表达,进而抑制了活性GAs在幼芽中的合成,顶端分生组织较低量的活性GAs限制植物茎伸长,在转rol ABC基因枳橙矮化性状建成中发挥重要作用。     

赤霉素对猕猴桃种子萌发的影响

为了明确赤霉素对猕猴桃种子萌发的影响,采用上海同瑞科技有限公司生产的75%的赤霉素结晶粉对猕猴桃种子进行处理,在猕猴桃种子萌发的适宜条件下实验,结果表明,用赤霉素处理的种子的发芽势和发芽率明显高于对照,尤其是发芽势明显增强,两次实验4次重复平均发芽数在播后第20天(发芽势记载日期)比对照高38.3%~80.1%,在播后第19天高67.2%~140.4%,同时萌发的时间缩短,比对照早2~4d;不同浓度处理之间的发芽率随着浓度的增加也有增效作用,浓度越大,发芽率越高,在播后第19天的发芽率在39.3%~56.5%之间,第24天的发芽率在94.3%~99%之间.     

赤霉素对柿果实贮藏期变化的影响

选择方柿果实为原料,观察不同浓度赤霉素溶液对柿果实贮藏期失重率、还原糖含量、硬度、烂果率等指标的影响.结果表明,20 mg/L和60 mg/L赤霉素溶液均可延缓柿果实采后贮藏期还原糖含量及硬度下降,尤其是60mg/L赤霉素溶液可明显地延缓柿果实后熟,极利于延长货架寿命.     

One Auto-optimized Fuzzy Control of Car-engines Based on GA

One new auto-optimized fuzzy control model of car-engines based on genetic arithmetic was introduced aiming at the problem that the parameters of car-engine are of the discreteness, the nonlinear and the uncertain characteristics, with which it is difficult to control accurately the excess air coefficient and the spark advance angle in dynamic procedure when using a conventional control model. The rule of the design scheme of the controller achieving the model based on embedded operating system is discussed. Further more, it is probed that the fuzzy control parameters are optimized automatically using GA based on on-line real-time simulation. The results of experiments show that the dynamic indexes and the fuel economy indexes are all improved greatly and the advantage of the model on reducing fuel consumption is obvious.     

作物矮化基因与GA信号转导途径

矮化性状的利用,显著提高了小麦和水稻等作物的产量,从而引发了上世纪发生的响誉全球的“绿色革命”。一些控制矮化性状的基因已相继克隆,这些矮化基因的功能在于干扰植物激素—赤霉素（GA）的作用和合成,从而使植株表现为矮化。小麦Rht基因编码生长阻遏物,其功能可被GA所抑制。水稻sd1基因编码GA生物合成途径中的缺陷型酶,即GA20-氧化酶（GA20ox）。GA 亦可使sd1隐性突变体植株高度恢复正常。     

GA Optimization for Variable Cross Section frame wind turbine

在对果蔬涂膜保鲜机理研究与分析的基础上,系统介绍了国内外不同种类涂膜剂的性能和特点,并综合分析了现阶段存在的问题和今后发展的方向,为果蔬涂膜保鲜技术的发展和应用提供了技术借鉴。     

赤霉素与油菜素内酯对芫荽种子高温萌发的影响

探讨了赤霉素（GA3）和油菜素内酯（BR）对芫荽种子萌发的影响。芫荽种子经不同浓度的GA3或BR预处理后，在高温下进行种子萌发，结果GA3（300mg/L) 、BR（0.005mg/L、0.010mg/L）可显著促进高温下芫荽种子的萌发，尤其是BR（0.010mg/L)效果最佳。     

赤霉素对两种高山杜鹃种子发芽的影响

研究了不同浓度赤霉素在不同处理时间条件下对九龙山杜鹃(R.jiulongshanense)和桃叶杜鹃(R.annae)种子发芽的影响。结果表明:在0～300mg/LGA浓度范围内,浸种15min的发芽势和发芽率均较对照有不同程度的提高,200mg/L浓度时增加最多,300mg/L较200mg/L时有所降低。在相同浓度范围内,浸种30min的发芽势、发芽率反而较对照明显降低。因此两种杜鹃种子对GA处理促进或者抑制发芽呈现明显的时间敏感性。本试验以200mg/L浸种15min的效果最好,桃叶杜鹃的发芽势、发芽率分别为40.00%、64.33%,与对照差异达到了显著水平。     

Application of GA in Calculating Factor of Safety in SlopeStability

How to ascertain the sliding surface and the factor of safety(FS) is the key problem of slope stability.The failure model of a slope is supposed at first and then the sliding surface and the factor of safety are computed approximately during analyzing the slope stability all over the world.However,the hypothesis cannot reflect the real state of slope sliding.In this paper,the critical failure surface with the lowest value of FS is computed and the better result is got by means of GA.     

GA3对2种杜鹃种子萌发特性的影响

研究了不同浓度GA3浸种对白背紫斑杜鹃和三花杜鹃2种杜鹃种子萌发的影响.结果表明,在50～1 000mg/L范围内,随GA3浓度提高,2种杜鹃种子的发芽率、发芽势和发芽指数均不同程度呈先升后降的趋势.白背紫斑杜鹃种子以600 mg/L GA3浸种效果最好,发芽率、发芽势和发芽指数显著高于对照,萌发时滞、萌发高峰期缩短,发芽持续时间增加;三花杜鹃种子以400mg/L、600mg/LGA3处理最好.     

ABA与GA对水稻籽粒灌浆的调控

灌浆初期籽粒中ABA(脱落酸)含量(ng g-1FW)和ABA与GA(赤霉素)的比值，强势粒高于弱势粒，籽粒充实度好的组合高于籽粒充实度差的组合。开花后2天，喷施外源ABA，籽粒中ABA含量和ABA/GA增大，喷施外源GA后籽粒中GA含量增加，ABA/GA减小。低浓度(15mg/L)ABA处理后，灌浆初期籽粒中ADPG焦磷酸酶和淀粉合成酶活性及淀粉含量增加，