草莓果实基因表达与花色苷代谢的关系

为进一步探究草莓果实花色苷合成过程中各个酶的作用,明确草莓果实花色苷的代谢机制,以‘阿尔比’草莓(Fragaria×ananassa‘Albion’)为试材,利用RT-PCR从草莓果实中克隆到DFR、ANS和LAR基因的编码序列,对预测的氨基酸序列进行分析,结果表明:各基因与NCBI(美国国立生物技术信息中心)上已有的草莓品种‘Queen Elisa’及‘Korona’(Fragaria×ananassa)所对应基因的同源性高达99％～100％.半定量RT-PCR分析表明,DFR基因依次在幼果期、白熟期和红熟期出现了3个表达峰值,其中红熟期最大;ANS基因的表达量在白熟期后迅速增加,红熟期达最大值;LAR基因的最大表达量出现在幼果期,后呈降低趋势.草莓果实发育过程中,DFR基因在幼果期和红熟期的表达峰值分别与黄烷-3-醇类和花色苷的合成峰值相一致,ANS及LAR分别与花色苷和黄烷-3-醇类的合成密切相关.     

草莓‘宁玉’及其亲本果实发育过程中香气成分分析

应用顶空固相微萃取结合气质联用技术对草莓‘宁玉’及其亲本果实发育过程中的香气成分及含量进行了测定。结果表明:从‘宁玉’及其亲本果实中共检测出97种芳香物质,主要包括酯类、烷类、酮类、酸类、醛类、醇类、呋喃类;在果实不同发育时期,草莓香气物质的数量和含量均存在一定的差异,随着果实的成熟,酯类物质含量呈现增加趋势;从‘宁玉’、‘幸香’和‘章姬’成熟果实中分别检测出香气物质55、57和56种;‘宁玉’果实的特征香气成分丁酸甲酯、乙酸己酯、己酸甲酯是共同遗传自父母本的,DMMF是遗传自父本‘章姬’的,而γ-葵内酯、DMHF是‘宁玉’自己特有的香味物质。     

草莓‘宁玉’及其亲本果实发育过程中香气成分分析

应用顶空固相微萃取结合气质联用技术对草莓‘宁玉’及其亲本果实发育过程中的香气成分及含量进行了测定。结果表明:从‘宁玉’及其亲本果实中共检测出97种芳香物质,主要包括酯类、烷类、酮类、酸类、醛类、醇类、呋喃类;在果实不同发育时期,草莓香气物质的数量和含量均存在一定的差异,随着果实的成熟,酯类物质含量呈现增加趋势;从‘宁玉’、‘幸香’和‘章姬’成熟果实中分别检测出香气物质55、57和56种;‘宁玉’果实的特征香气成分丁酸甲酯、乙酸己酯、己酸甲酯是共同遗传自父母本的,DMMF是遗传自父本‘章姬’的,而γ-葵内酯、DMHF是‘宁玉’自己特有的香味物质。     

‘红颜’草莓果实成熟过程中香气成分的变化

香气是衡量草莓果实品质的重要性状之一。以温室盆栽八倍体‘红颜’草莓（Fragaria × ananassa Duch. cv.‘Benihoppe’）为试材,利用顶空固相微萃取法（HS-SPME）提取挥发性物质,采用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）对其主要挥发性芳香成分进行分析;比较了3个不同发育期（大绿果期、成熟果期、过熟果期）的草莓果实中挥发性物质的种类和相对含量。结果表明,大绿果中挥发性香气成分有40种,成熟果有55种,过熟果有76种;醇类物质（52.10%）和酯类物质（23.64%）在成熟果中相对含量最高,呋喃酮类在过熟果中含量最高,酮类、有机酸类的相对含量均随果实成熟而升高,酯类、醇类和醛类含量呈先升后降的趋势。本研究结果为草莓生产中香气品质调控提供理论依据。     

6个草莓品种果实香气成分分析

本试验利用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术对6个草莓品种的果实香气物质进行测定,分析不同草莓品种的果实香气物质差异及共有香气物质。结果表明,6个草莓品种共检测出131种香气物质,其中有21种共有香气物质;‘甜查理’和‘圣诞红’的香气物质种类最多,‘红颜’品种的香气物质种类最少;‘艳丽’与‘隋珠’品种的香气物质总相对含量最多,总相对含量最少的为‘章姬’品种;经过主成分分析,‘红颜’和‘圣诞红’品种的香气物质较为相似,‘艳丽’和‘隋珠’品种较为相似,‘甜查理’和‘章姬’品种的香气物质差异较大。6个草莓果实的香气物质种类及相对含量以酯类物质最多,酯类的相对含量占总香气相对含量的50%以上,最高的达73.34%;1-己醇、己酸2-己烯酯、2-庚酮及5-丁基二氢-2(3H)-呋喃酮是6个草莓品种的特征挥发性香气成分。     

草莓果实中FaSAMDC基因的克隆、生物信息学及表达分析

【目的】为明确S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶(SAMDC)在非呼吸跃变型草莓果实成熟中的作用。【方法】以‘北农香’草莓果实为试验材料,首先通过RT-PCR克隆FaSAMDC基因,其次通过SqRT-PCR分析发育果实(小绿、大绿、褪绿、白果、片红、全红)中的FaSAMDC基因的表达量。【结果】结果表明,FaSAMDC基因含有1 116bp开放阅读框,编码371个氨基酸,含有典型的脱羧酶保守功能结构域。随着草莓的果实发育,FaSAMDC表达量呈明显下降趋势并且在白果时期达到最低值,此后随着果实着色,表达量迅速上升并且成熟期达到最高。【结论】以上研究结果证实,S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶可能参与草莓果实的成熟调控。     

草莓果实查尔酮异构酶基因克隆及表达分析

【目的】探明查尔酮异构酶基因对草莓果实着色的影响。【方法】从八倍体草莓(Fragaria×ananassa)转录组数据筛选比对出差异表达基因查尔酮异构酶(chalcone isomerase)基因FaCHI,利用RTPCR技术从‘红颜’草莓克隆出CHI基因,测序得到其编码序列并进行生物信息学分析,实时荧光定量qRTPCR分析在草莓着色过程中该基因的表达水平。【结果】FaCHI基因开放阅读框714bp,编码氨基酸237个。生物信息学分析表明:分子量约为25.4kDa,理论等电点(pI)为5.31,该基因具有一个查尔酮合酶超家族保守序列,进化树分析表明‘红颜’草莓FaCHI与八倍体草莓(登录号:Q4AE12.1)亲缘关系最近。qRT-PCR结果显示:FaCHI基因在草莓果实大绿期(花后14d)到白果期(花后21d)表达量下调,随着果实颜色的加深表达量逐渐升高,全红期(花后28d)表达量最高。【结论】FaCHI基因在草莓果实着色过程中发挥重要作用。     

FaPYL2在草莓果实成熟过程中发挥重要作用

【目的】为了验证脱落酸候选受体FaPYL2在草莓果实成熟过程中的作用。【方法】以八倍体‘蒙特瑞’草莓(Fragaria×ananassa cv.‘Monterey’)果实作为研究对象，利用农杆菌介导法瞬时果实侵染、亚细胞定位及等温滴定量热仪试验对FaPYL2进行功能鉴定。【结果】FaPYL2基因的表达随着草莓果实成熟而增加，并在片红期达到峰值。过表达FaPYL2基因促进果实成熟，增加花色苷和可溶性固形物积累，降低果实硬度，而沉默FaPYL2基因结果相反。另外，定位于细胞质中的FaPYL2直接与脱落酸结合，解离常数为67.56μmol/L,符合受体结合特性。【结论】FaPYL2作为一个潜在的脱落酸受体，正调控草莓果实的成熟。     

红颜草莓不同发育时期营养品质及香气变化

了解草莓果实营养品质和香气的组成,对选育营养价值高且香气浓郁的草莓品种具有重要的指导意义。采用理化分析、固相微萃取结合气质联用技术(GC-MS),分析了红颜草莓不同发育时期部分营养物质及香气成分的含量变化。结果显示:花青素、可溶性糖及维生素C(V_C)等含量随果实发育而增加。草莓香气物质由醛类、酮类、醇类和酯类等组成;成熟果实中主要香气物质有2-己烯醛(26.46%)、3,7-二甲基1.6辛二烯-3-醇(15.96%)、2-橙花叔醇(13.94%)等。醛类含量随着果实发育而增加;醇类在果实未成熟时含量较少,但成熟时却急剧增加,高达31.31%。通过对主要香气成分香气值(相对含量/香味阈值)的分析,推测成熟红颜草莓果实的特征香味物质为己烯醛和呋喃酮。该研究结果可为草莓品质调控及香型草莓新品种的选育提供理论依据。     

不同品种草莓果实生物活性物质和抗氧化能力比较

[目的]本文旨在明确山西晋中6个草莓品种果实的生物活性物质含量及其抗氧化能力。[方法]采用Folin-Ciocalteu法、NaNO_2-Al(NO_3)_3-NaOH比色法、pH示差法分别对4个红色草莓品种(‘红颜’、‘妙香’、‘香野’、‘圣诞红’)和2个白色草莓品种(‘雪兔’、‘粉玉’)果实的总酚、黄酮和花青素含量进行测定,并用DPPH·清除率、ABTS·清除率和FRAP值三种抗氧化指标评估各品种草莓果实的抗氧化能力。[结果]‘红颜’草莓的总酚含量最高,为1.82 mg·g~(-1);‘妙香’草莓的黄酮含量为2.43 mg·g~(-1)FW,花青素含量0.18 mg·g~(-1),均高于其它5个草莓品种;‘粉玉’草莓果实的总酚含量、黄酮含量和花青素含量均是6个草莓品种果实中的最低值;‘红颜’草莓对DPPH·清除率和ABTS·清除率最高,分别为54.83%和47.93%,‘妙香’草莓的FRAP值最高,为2.79 mmol Trolox·g~(-1)。白色草莓品种果实的抗氧化性均低于红色品种草莓果实;不同品种草莓果实的总酚含量、花青素含量与ABTS·清除率呈显著正相关。[结论]红色草莓品种的生物活性物质和抗氧化能力整体高于白色草莓品种。本研究为优良高功能性成分品种选育、栽植和功能性产品开发提供科学依据。     

胡杨PeSOS1对拟南芥盐诱导H2O2信号途径的调控

【目的】研究胡杨质膜Na+/H+逆向转运蛋白(SOS1)通过H2O2信号途径对盐胁迫的感知和适应作用。【方法】克隆胡杨质膜SOS1基因(PeSOS1),并将其转化到拟南芥中,比较野生型和转PeSOS1基因拟南芥在100mmol/L NaCl胁迫下的萌发率,根长,干质量,K+、Na+和Ca2+含量,活体植株根尖离子流(K+、Na+和H+)的流动情况,H2O2的产生和抗氧化酶活性的变化以及抑制剂对根尖离子流的影响,分析100mmol/L NaCl胁迫下异源表达PeSOS1基因拟南芥与野生型拟南芥耐盐性的差异。【结果】在NaCl胁迫下,转PeSOS1基因拟南芥株系的萌发率、根长和干质量明显高于野生型拟南芥;转PeSOS1基因拟南芥K+和Ca2+含量也高于野生型拟南芥,而Na+含量较野生型拟南芥低。100mmol/L NaCl处理后,转PeSOS1基因拟南芥中K+和Na+的平衡(K+/Na+值)与NaCl胁迫前相比下降幅度较小。转PeSOS1基因植株在NaCl胁迫下能更快地产生H2O2,并使抗氧化酶保持较高的活性。SOS1抑制剂阿米洛利(Amiloride)对NaCl胁迫下野生型和转基因拟南芥根尖离子流的变化有明显影响,用质膜NADPH氧化酶抑制剂DPI(抑制H2O2的产生)处理后,转PeSOS1基因拟南芥根尖K+内流减弱,Na+外流和H+内流增强,植株维持K+和Na+平衡的能力减弱。【结论】在拟南芥中异源表达PeSOS1基因可促进H2O2快速产生,维持了SOS1mRNA的稳定性,调控了K+和Na+平衡,并激活了抗氧化防御系统,因而显著提高了其耐盐性。     

斑节对虾PmML1和PmML2基因的鉴定及表达分析

为进一步了解ML家族基因在斑节对虾先天免疫中的作用，采用PCR和RACE方法克隆到斑节对虾(Penaeus monodon)2个ML家族基因PmML1和PmML2，并对其进行生物信息学分析，同时通过实时荧光定量PCR技术分析2个ML家族基因在斑节对虾各组织的表达分布。结果显示:PmML1的开放阅读框(Open Reading Frame, ORF)为462 bp，编码153个氨基酸；PmML2的ORF为471 bp，编码156个氨基酸。2个基因都具有1个典型的ML家族蛋白结构域。多重比对结果显示，2个基因的ML结构域与组成3对二硫键的半胱氨酸残基位置都相对保守。氨基酸序列对比结果显示，PmML1和PmML2之间的相似性仅为42.37%。PmML1与日本囊对虾(Marsupenaeus japonicus)的ML蛋白MjML4的相似性最高，比例高达91.5%，PmML2与凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)的ML蛋白相似性最高，比例高达88.46%。系统进化分析结果显示，PmML1和PmML2存在于2个不同的分支，说明2个基因的进化相对独立，证明本研究中鉴定到的是2个不同的基因。实时荧光定量PCR结果显示，PmML1在对虾眼柄中的表达量最高，其次为肠、胃、心、鳃、肌肉和肝胰腺，在血细胞的表达水平最低；PmML2在眼柄中表达量最高，其次为肠、鳃、胃、血细胞、心、肝胰腺和肌肉，在肌肉中的表达水平最低。眼柄是重要的神经内分泌调节器官，推测PmML1和PmML2可能在斑节对虾神经内分泌调控等过程中发挥重要作用。     

金鱼Dmrt2基因表达分析

采用荧光定量PCR技术检测了Dmrt2基因的两个亚型Dmrt2a和Dmrt2b在金鱼(Carassius auratus)不同发育时期以及不同组织中的表达情况,用RACE技术克隆得到金鱼Dmrt2a cDNA序列的全长为1 755 bp,5’和3’非编码区长分别为188 bp和67 bp,推测的开放阅读框可编码499个氨基酸的多肽。分子系统进化分析表明金鱼Dmrt2a与其它鱼类Dmrt2a基因聚成一支,与斑马鱼(Daniorerio)、红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)、青鳉(Oryzias latipes)、罗非鱼(Oreochromis Niloticus)Dmrt2a的同源性分别为85%、61%、58%、58%。荧光定量PCR结果揭示,Dmrt2a在精巢中表达量最高,在卵巢中次之,而Dmrt2b在卵巢中表达量最高,在精巢中次之,二者在肾脏、消化道、肝脏、心脏和脑中都有表达,但表达量低;不同发育时期胚胎和仔鱼的Dmrt2a和Dmrt2b表达量变化很大,Dmrt2a在受精后24 h达到最高值,之后表达量降低,而Dmrt2b在孵化后仔鱼中表达量显著增加。     

过氧化氢预处理提高杜鹃的耐热性研究

以‘胭脂蜜’、‘红月’和‘红珊瑚’幼苗为试验材料,观测H_2O_2预处理对杜鹃耐热性和抗氧化防御系统的影响,以明确H_2O_2预处理所诱导的杜鹃耐热性机制。结果表明,高温胁迫导致3个杜鹃品种中活性氧(O2·-和H_2O_2)和MDA的过多积累,并且3个杜鹃品种膜质过氧化损伤程度与热害指数的排序一致,红珊瑚耐热性最差,其次是红月,胭脂蜜耐热性最强。高温胁迫下3个杜鹃品种的SOD和CAT活性及非酶促GSH含量都显著提高,但AsA含量下降。H_2O_2预处理后进行高温胁迫,与直接胁迫处理相比,AsA含量升高,CAT酶活性进一步提高,SOD酶活性和GSH含量有所下降,但仍高于对照。H_2O_2预处理降低了MDA、O2·-和H_2O_2含量,减轻了热害症状,对耐热性较差的红珊瑚和红月,H_2O_2预处理效果显著。这些研究结果显示,H_2O_2预处理可以通过调控杜鹃幼苗抗氧化防御系统,减轻高温胁迫下的过氧化损伤,来提高杜鹃耐热性。     

梭梭14-3-3蛋白基因HaFT-1和HaFT-2克隆及表达分析

根据前期梭梭干旱转录组测序得到的Unigene序列,成功克隆2个梭梭14-3-3蛋白基因,分别命名为HaFT-1和HaFT-2,并对其进行基因表达分析。结果表明:HaFT-1基因在梭梭的根、种子中均可表达,且根中表达最强;HaFT-2基因在梭梭同化枝中表达最强,根的表达量次之。干旱胁迫后HaFT-1和HaFT-2基因的表达量均下调。本研究初步分析HaFT-1、HaFT-2基因的表达模式,为进一步研究该基因功能奠定基础。     

GFP标记拟南芥突变体sad2微管及F_2代幼苗的检测与分析

为观察拟南芥突变体sad2(sensitive to ABA and drought)的微管列阵,以拟南芥突变体sad2-1和sad2-2为母本,转GFP(green fluorescence protein)-α-tubulin野生型拟南芥为父本杂交,并对F2代幼苗进行叶表型分析、卡那霉素抗性筛选和荧光镜检。表型分析显示,拟南芥sad2-2突变体与转GFP-α-tubulin的杂交F2代幼苗叶片出现有毛和无毛2种性状,二者分离比为2.81∶1。卡那霉素抗性筛选显示,部分F2代幼苗在卡那霉素培养基上出现白化死亡,大部分可正常生长。荧光镜检显示,卡那霉素阳性苗的子叶出现GFP绿色荧光。此外,共聚焦显微镜观察显示,拟南芥突变体子叶细胞微管列阵清晰可见,且sad2-1和sad2-2两种突变体的微管比野生型更加致密,但sad2-1和sad2-2两突变体间无明显差异。说明:采用杂交法将GFP-α-tubulin引入突变体来分析微管是一种简便可靠的方法,且sad2基因影响细胞微管列阵,可用于sad2基因与微管功能的进一步研究。     

安格斯牛UCP2和UCP3基因组织表达规律研究

为了研究UCP2基因和UCP3基因在安格斯牛不同组织中的表达规律,运用实时荧光定量PCR技术检测UCP2和UCP3基因在安格斯牛心、肝、脾、肺、肾、大肠、小肠、背最长肌和皮下脂9种组织中的相对表达情况.结果 表明:UCP2和UCP3在所检测的组织中均有表达,且UCP2在肺脏中的相对表达量最高,极显著高于其他组织(P＜0.01),其次为脾脏和肾脏,其表达量极显著高于除肺脏外的其他组织(P＜0.01),其余组织的表达量虽有差异,差异不显著(P＞0.05);UCP3基因在皮下脂中的表达量极显著高于其他各组织(P＜0.01),其次为肾脏和肺脏,背最长肌的相对表达量极显著高于大肠、小肠、心脏、肝脏和脾脏组织(P＜0.01),其余各组织的相对表达量较低.通过对UCP2和㈣基因在安格斯牛不同组织中的表达情况进行分析,揭示这两个基因在安格斯牛不同组织中的表达差异,为进一步拓展UCP2和UCP3基因在不同组织中的功能研究提供理论支持,在某种程度上为安格斯牛的育种提供一些基础资料.     

ATAF2正调控拟南芥对橡胶树白粉菌的抗病性

橡胶树白粉菌(Oidium heveae)侵染拟南芥野生型Col-0，激发拟南芥的抗病反应。该抗病反应依赖于EDS1（enhanced disease susceptibility 1），EDS1在TIR-NB-LRR（Toll-Interleukin1 Receptor-nucleotide binding-leucine-rich repeat）类抗性基因介导的抗病信号通路中发挥非常重要的作用，但目前还不清楚具体的EDS1上、下游作用元件是什么。为了进一步研究橡胶树白粉菌在拟南芥上激发的抗疾信号通路，本实验室对接种橡胶白粉菌oidium heveae HN1106的拟南芥野生型Col-0进行了RNA-Seq数据分析，结果表明，拟南芥Col-0在接种橡胶树白粉菌4 d后，NAC家族 (ATAF1,2 and CUC2, NAM)转录因子ATAF2基因上调表达20倍，并且正调控拟南芥对橡胶树白粉菌的抗病性。另外，笔者通过体外蛋白质pull-down试验和体内原生质体免疫共沉淀试验，发现ATAF2可以直接与EDS1发生相互作用，这为将来进一步阐明EDS1抗病信号通路奠定了很好的基础。     

α6/α3β4乙酰胆碱受体在非洲爪蟾卵母细胞中的表达

α6/α3β4烟碱型乙酰胆碱受体（α6β4* nAChRs，*代表其他亚基）主要分布于大脑海马区、外周神经节和人源肾上腺嗜铬细胞等，与神经性疼痛和炎症反应、情绪等生理疾病密切相关。本研究拟对大鼠α6/α3β4 nAChR在非洲爪蟾（Xenopus laevis）卵母细胞膜上进行重组表达，并利用双电极电压钳电生理学技术检测该重组受体的功能。在不同浓度的激动剂乙酰胆碱的刺激下，比较了α6/α3和β4亚基的不同配比形成的受体通道开放而产生的电流大小，并用其拮抗剂α?芋螺毒素TxID验证了该受体的敏感性。结果表明，亚基不同配比的α6/α3β4 nAChR均可在非洲爪蟾卵母细胞膜上成功表达，并具有较好的配体门控敏感性。