外源尿黑酸对拟南芥幼苗花青素生物合成的影响

以拟南芥Col–0(CK)和酪氨酸降解最后一步缺陷突变体sscd1为试验材料,采用外源尿黑酸处理幼苗,研究尿黑酸对花青素生物合成的影响。结果显示:外源尿黑酸能诱导拟南芥幼苗花青素的积累,而且在sscd1突变体中花青素的积累效果更显著;荧光定量PCR分析发现,尿黑酸处理能促进花青素生物合成基因(包括花青素生物合成的下游基因DFR、LDOX、UF3GT和上游基因PAL、CHI、CHS)的表达,且在sscd1突变体中,这些基因表达上调的幅度更大。以上结果表明,尿黑酸处理能激活花青素生物合成途径,从而促进花青素的积累;酪氨酸降解最后一步缺陷能促进尿黑酸诱导花青素的生物合成。     

苯丙氨酸处理对拟南芥酪氨酸降解途径的影响

以拟南芥野生型Col–0(CK)和酪氨酸降解途径缺陷突变体sscd1为试验材料,观察统计了4种浓度(0.1、0.5、1.0、2.0 mmol/L)苯丙氨酸处理下种子萌发和幼苗生长情况,分析了苯丙氨酸对酪氨酸降解途径中关键基因HGO、MAAI和SSCD1表达的影响。结果发现:0.5、1.0、2.0 mmol/L苯丙氨酸处理能够抑制拟南芥种子的萌发和根的生长,对突变体sscd1的抑制程度高于野生型对照;0.1、0.5 mmol/L苯丙氨酸促进幼苗地上部分的生长,1.0、2.0 mmol/L苯丙氨酸抑制地上部生长,其中对突变体sscd1的抑制作用更为显著;q RT–PCR分析发现,苯丙氨酸处理能显著上调野生型中HGO基因的表达以及酪氨酸降解途径缺陷突变体sscd1中HGO和MAAI基因的表达,表明苯丙氨酸能上调拟南芥酪氨酸降解途径。     

色氨酸对拟南芥酪氨酸降解途径缺陷突变体sscd1细胞死亡的影响

为了解色氨酸处理是否影响sscd1的细胞死亡,以拟南芥野生型Columbia(Col–0)和sscd1突变体为试验材料,用色氨酸处理,观察并统计幼苗的死亡情况,检测叶绿素含量,分析酪氨酸降解途径基因HGO、MAAI和SSCD1以及活性氧诱导基因BAP1、OXI1、ZP的表达。结果表明：色氨酸处理能明显抑制sscd1突变体幼苗死亡,增加叶绿素的合成,抑制sscd1突变体中酪氨酸降解途径基因HGO和MAAI以及活性氧诱导基因BAP1、OXI1、ZP的上调。推测色氨酸可能通过增加叶绿素的生物合成,减少活性氧的产生来抑制酪氨酸降解途径突变体sscd1的细胞死亡。     

尿黑酸影响拟南芥酪氨酸降解缺陷突变体sscd1的种子萌发

[目的]探究外源添加尿黑酸对拟南芥酪氨酸降解途径的影响。[方法]以拟南芥野生型和酪氨酸降解途径缺陷突变体sscd1、hgo为材料,通过在培养基中添加不同浓度尿黑酸,分析长、短日照下对种子萌发的影响。[结果]在长、短日照下,外源添加0.1~0.4 mmol/L浓度尿黑酸推迟sscd1突变体种子萌发;外源添加0.8 mmol/L浓度尿黑酸抑制sscd1突变体种子萌发,而该浓度的尿黑酸对野生型和hgo突变体种子萌发没有影响。另外,在培养基中添加酪氨酸降解途径的异常代谢产物——琥珀酰丙酮,在长日照下也能抑制野生型种子萌发。[结论]尿黑酸处理后激活了酪氨酸降解途径,使sscd1突变体中积累较多的琥珀酰丙酮从而影响其种子萌发。     

拟南芥sscd1–1点突变对其表达的影响

为了探明拟南芥sscd1–1突变体中sscd1–1突变基因表达水平的降低是由剪切效率所致还是由自身启动子影响所致,分别构建了由外源35S启动子驱动的SSCD1正常基因和sscd1–1突变基因的表达载体及由内源自身启动子驱动的SSCD1正常基因和sscd1–1突变基因的表达载体,并将其转入到拟南芥sscd1–1突变体中。采用RT–PCR分析sscd1–1突变基因的表达。结果显示:外源35S启动子驱动的sscd1–1突变基因的表达与正常基因相比没有明显差别,而内源自身启动子驱动的sscd1–1突变基因的表达显著降低,这表明sscd1–1的点突变没有影响其剪切效率;sscd1–1突变基因表达水平的降低是由内源自身启动子影响所致。     

拟南芥psc1突变体降低蔗糖诱导的花青素积累

以拟南芥野生型和psc1突变体为材料,研究蔗糖(30、60、90、120、150 mmol/L)诱导花青素的积累.结果表明:蔗糖浓度高于60 mmol/L时,拟南芥psc1突变体中花青素的积累比野生型明显降低,花青素生物合成关键基因DFR的表达量减少.在无蔗糖和有蔗糖(90 mmol/L)条件下,添加表油菜素内酯进一步...     

不同糖对拟南芥种子萌发和sscd1突变体细胞死亡的影响

[目的]比较不同糖对拟南芥种子萌发以及sscd1突变体细胞死亡的影响。[方法]以拟南芥Col-0野生型和sscd1突变体为材料,在培养基中外源添加蔗糖、葡萄糖、果糖和麦芽糖,比较不同糖对拟南芥种子萌发和sscd1突变体细胞死亡的影响。[结果]在120 mmol/L浓度范围内,蔗糖、葡萄糖和果糖对拟南芥种子的萌发无显著影响,而麦芽糖对种子萌发有延迟作用,且糖浓度越高延迟作用越显著。120 mmol/L不同糖对sscd1突变体细胞死亡的抑制效果有显著差异,抑制效果由高到低依次为麦芽糖、蔗糖、葡萄糖和果糖。[结论]该研究为深入研究糖代谢途径调控酪氨酸降解途径的机理提供理论依据。     

辣椒绿茎突变体gh1转录组及候选基因表达分析

以EMS诱变的辣椒绿茎突变体gh1和紫茎野生型樟树港辣椒(ST–8)为材料，测定茎中花青素含量；采用转录组测序技术(RNA–seq)和实时荧光定量PCR(qRT–PCR)分析与辣椒茎中花青素生物合成相关基因的表达水平。结果表明：突变体gh1茎中的花青素含量极显著低于ST–8茎中的花青素含量；与ST–8相比，gh1共获得1794个差异表达基因，包括1003个上调表达基因，791个下调表达基因；与花青素生物合成途径相关的基因包括9个结构基因(DFR、UF3GT、F3H、ANS、CHI、CHS、C4H、PAL、4CL)和3个转录因子(TT8、AN1、TTG1)；对与花青素合成相关的差异表达基因进行转录组表达量分析和qRT–PCR分析，筛选出4个结构基因(CHS、CHI、DFR、UF3GT)和1个转录因子(AN1)，推测这5个基因可能在辣椒茎中花青素生物合成途径中起重要作用。     

生长素参与三十烷醇诱导的拟南芥侧根发育

[目的]本文旨在研究植物生长调节剂三十烷醇对拟南芥侧根发育的影响,揭示其调控侧根发育的机制,为生产上的使用提供理论依据。[方法]以野生型拟南芥、生长素不敏感型突变体为试验材料,外源三十烷醇处理生长5 d的幼苗,分析侧根数目、侧根密度、侧根原基数量、侧根原基密度、细胞周期调控的关键基因的表达、根部内源IAA含量、生长素合成关键基因表达等指标。[结果]外源三十烷醇处理拟南芥的幼苗,能够诱导侧根的产生,0.2、0.5和1μmol·L-1三十烷醇处理8 d,侧根密度分别增加了59.0%、97.9%和54.2%;0.5μmol·L-1三十烷醇处理后A阶段的侧根原基密度增加了67.8%。外源三十烷醇处理增加根部吲哚乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)的含量,上调参与生长素合成的关键酶基因表达,增强根尖和不同发育阶段侧根生长素响应报告基因DR5:β-glucuronidase(GUS)和IAA2:GUS的表达。生长素运输抑制剂三碘苯甲酸(2,3,5-triiodobenzoic acid,TIBA)及萘基邻氨甲酰苯甲酸(1-naphthylphthalamic acid,NPA)和作用抑制剂p-chlorophenoxy isobutyric acid(PCIB)的添加抑制了三十烷醇诱导的侧根发育;生长素不敏感型突变体tir1-1和axr1-3对三十烷醇缺乏响应,而aux1-7和eir1-1对三十烷醇的响应弱于野生型。[结论]三十烷醇能够通过促进侧根原基的从头形成来增加侧根的密度,其诱导侧根发育依赖生长素的途径。     

拟南芥AtBT4对灰葡萄孢的抗性机制分析

【目的】揭示AtBT4在拟南芥抗灰葡萄孢中与SA、JA信号途经的相互关系。【方法】利用RT-PCR技术,检测用SA、SA类似物BTH、JA、ACC及灰葡萄孢处理拟南芥野生型Col-0后其AtBT4的表达情况;检测经SA和JA处理后拟南芥SA、JA途径相关突变体AtBT4的表达情况;并检测接种灰葡萄孢后拟南芥野生型Col-0、bt4突变体和回复突变体抗病相关基因的表达情况。【结果】JA处理和接种灰葡萄孢后,拟南芥野生型Col-0中AtBT4的表达明显增强。但经JA处理后,JA不敏感突变体jar1的AtBT4表达变化趋势与野生型明显不同,AtBT4的表达水平不受JA诱导。SA信号途径相关突变体eds5、sid2和npr1中AtBT4的表达明显低于野生型,但变化趋势与野生型基本一致。bt4突变体中抗病相关基因PR1、PR4、PDF1.2和BIK1的表达明显低于野生型和回复突变体。【结论】AtBT4的表达受JA和灰葡萄孢的诱导,AtBT4突变影响抗病相关基因PR1、PR4、PDF1.2和BIK1的表达,AtBT4可能通过SA、JA信号途径影响拟南芥对灰葡萄孢的抗性。     

粘液繁殖体植物抱茎独行菜TTG1基因转化拟南芥的表型研究

[目的]将过量表达典型粘液繁殖体植物抱茎独行菜TTG1基因(LpTTG1)的转基因拟南芥株系表型与野生型和突变体进行比较,为深入研究LpTTG1基因的功能提供参考依据.[方法]在体视显微镜下,通过对拟南芥野生型、ttg1突变体及LpTTG1基因过表达转基因株系的植株表型,幼苗叶表皮毛、下胚轴和根毛以及种子形态进行观察比较.[结果]拟南芥ttg1突变体与野生型和LpTTG1过表达转基因型的幼苗在下胚轴的颜色、根毛着生方式、真叶表皮毛等方面有显著差异,但后两者表型间无显著差异.[结论]缺失TTG1基因可导致拟南芥幼苗形态发生显著变化,但此基因过量表达不一定对拟南芥形态产生影响.     

拟南芥SOAR1基因响应ABA与渗透胁迫的表达分析

拟南芥PPR蛋白SOAR1是ABA信号转导的关键调节因子。为阐明SOAR1基因表达对ABA和渗透胁迫的响应,以及其对不同时期幼苗生长响应ABA的调控,通过拟南芥基因调控信息网站(AGRIS)分析了SOAR1基因上游可能的转录因子结合位点(顺式作用元件),并进行了不同时期幼苗受ABA诱导的生长抑制试验以及ABA处理、渗透胁迫条件下SOAR1基因的表达分析。结果表明,SOAR1启动子序列中存在多个潜在的应答ABA和逆境胁迫信号的顺式作用元件。SOAR1调控不同时期幼苗生长对ABA的敏感性,SOAR1表达调低的突变体soar1-2显著促进植物对ABA的敏感反应,而SOAR1过表达株系OE1则对ABA显著不敏感。基因表达分析结果显示,SOAR1表达量在低浓度ABA处理6 h后小幅度上调,高浓度ABA处理6 h后变化程度较低;而在低浓度ABA处理后萌发24 h的种子和生长7 d的幼苗中,SOAR1表达随ABA浓度增长而上调。在甘露醇和PEG-6000诱导的渗透胁迫处理后,SOAR1表达受到一定抑制。     

生长素参与三十烷醇诱导的拟南芥侧根发育

[目的]本文旨在研究植物生长调节剂三十烷醇对拟南芥侧根发育的影响,揭示其调控侧根发育的机制,为生产上的使用提供理论依据。[方法]以野生型拟南芥、生长素不敏感型突变体为试验材料,外源三十烷醇处理生长5 d的幼苗,分析侧根数目、侧根密度、侧根原基数量、侧根原基密度、细胞周期调控的关键基因的表达、根部内源吲哚乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)含量、生长素合成关键基因表达等指标。[结果]外源三十烷醇处理拟南芥的幼苗,能够诱导侧根的产生,0.20、0.50和1.00μmol·L~(-1)三十烷醇处理8d,侧根密度分别增加了59.0%、97.9%和54.2%;0.5μmol·L~(-1)三十烷醇处理后阶段A的侧根(此时包含3层细胞)原基密度增加了67.8%。外源三十烷醇处理增加根部IAA的含量,上调参与生长素合成的关键酶基因表达,增强根尖和不同发育阶段侧根生长素响应报告基因DR5∶β-glucuronidase(GUS)和IAA2∶GUS的表达。生长素运输抑制剂三碘苯甲酸(2,3,5-triiodobenzoic acid,TIBA)及萘基邻氨甲酰苯甲酸(1-naphthylphthalamic acid,NPA)和作用抑制剂p-chlorophenoxy isobutyric acid(PCIB)的添加抑制了三十烷醇诱导的侧根发育;生长素不敏感型突变体tir1-1和axr1-3对三十烷醇缺乏响应,而aux1-7和eir1-1对三十烷醇的响应弱于野生型。[结论]三十烷醇能够通过促进侧根原基的从头形成来增加侧根的密度,其诱导侧根发育依赖生长素的途径。     

甘蓝型油菜BnWRKY41的理化性质分析及BnWRKY41-2 在花青素合成中的功能解析

甘蓝型油菜BnWRKY41-1通过负调控花青素合成相关基因的表达而显著抑制拟南芥叶片花青素的积累。为[JP2]深入了解同源拷贝BnWRKY41-2在花青素合成过程中的作用,对BnWRKY41-1和BnWRKY41-2进行生物信息学分析,并从甘蓝型油菜品种‘中双11’中成功克隆BnWRKY41-2 的全长编码序列,分别转化烟草和拟南芥 wrky41-2 突变体,对其亚细胞定位和在花青素合成中的调控作用进行分析。结果表明,BnWRKY41两个拷贝均具有典型WRKY结构域,N端不含跨膜结构和信号肽,二级结构主要由无规则卷曲组成,蛋白质修饰以磷酸化为主。BnWRKY41-2 定位在细胞核中,在拟南芥 wrky41-2 突变体背景下异源表达 BnWRKY41-2 基因使突变体叶片中的花青素含量恢复到野生型水平,而且可显著调控花青素积累相关基因的表达。这些结果表明BnWRKY41-2 与BnWRKY41-1在蛋白质结构及理化性质方面相似,并且在调控拟南芥叶片花青素积累方面发挥类似的生物学功能,起负调控作用。     

比较转录组分析揭示花生种皮花青素积累的分子调控机制

花青素作为一种抗氧化物质,具有多种保健功效。与其他颜色花生相比,黑种皮花生具有良好的感官品质,且花青素含量更高。为了揭示花生黑种皮花青素形成和调控的分子机理,本研究以黑种皮花生(YH29)和粉红种皮花生(WH10)为研究对象,通过RNA-seq技术比较其转录组的差异。结果表明,与粉红种皮花生相比,黑种皮花生中1 539个基因表达上调,1 275个基因表达下调。KEGG分析发现花青素生物合成、苯丙素生物合成、类黄酮生物合成等多个与色素积累相关的通路在黑色种皮花生中富集。在黑种皮花生中,苯丙氨酸解氨酶、查尔酮合成酶等5个与花青素合成相关的关键酶基因表达上调,而与花青素生物合成途径竞争同一底物的一些关键酶基因,如柚皮素和甘草素基因,则表达下调,这使得有更多的底物流向花青素合成途径,这些基因的协同表达可能是黑种皮花青素高水平积累的关键。另外,两个R2R3-MYB转录因子在黑种皮花生中也表达上调,可能是引起花青素合成关键基因表达差异的关键因素。我们的研究结果为深入研究花生种皮花青素合成的分子机理及培育高花青素含量的花生新品种提供了参考。     

UV-A和UV-B提高甘蓝幼苗花青素含量以及调控基因表达分析

为甘蓝作物中花青素的合成代谢研究提供理论基础,以"早红"(紫甘蓝)和"中甘11"(青甘蓝)为试验材料,利用UV-A和UV-B不同的时间组合照射生长4周的甘蓝幼苗,测定甘蓝中花青素的含量和代谢相关的主要的结构基因和转录因子在不同处理中的表达。试验表明:紫甘蓝和青甘蓝在经过UV-A和UV-B处理后,花青素含量均显著提高,并均在6h达到最大值;UV-B处理比UV-A处理提高甘蓝花青素的含量方面更有效,在紫甘蓝和青甘蓝中分别提高41%和45%。分析花青素生物合成与代谢相关的结构基因和转录因子的表达情况可知UV-A和UV-B促进花青素积累的调节机制不同,甘蓝中不同品种积累花青素的机制也不同,综合分析结果显示,DFR和LDOX这2个下游结构基因在UV-A和UV-B不同处理以及紫甘蓝和青甘蓝不同品种间表达量都提高了,说明紫外照射提高花青素生物合成的下游结构基因的表达与甘蓝花青素的含量提高具有非常密切的关系。     

花青素合成转录因子PAP2植物表达载体构建及其遗传转化

AtPAP2基因是拟南芥花青素生物合成途径中的重要调控基因,为了实现该基因在烟草中的高效表达,从拟南芥中分离克隆出了AtPAP2基因并构建了植物表达载体,利用农杆菌介导的侵染方法,将该基因成功转入到烟草受体材料中,并获得了紫色的转基因烟草植株,相对于野生型烟草,该烟草在根、茎、叶等组织上均表现出不同程度的紫色。进一步的qRT-PCR分析结果表明,在花青素生物合成途径中,AtPAP2基因的表达可以上调从4-香豆酰CoA到最终合成花青素过程中的相关基因,促进了合成反应的进行,对花青素的合成具有重要的作用。该研究对于揭示AtPAP2基因的作用以及烟草花青素合成途径相关基因的调节机理具有重要的意义。     

拟南芥LOF1基因在赤霉素调控开花过程中的功能

以拟南芥侧生器官融合基因LOF1的T-DNA插入突变体lof1-2和p35S:LOF1过表达转基因植株为研究材料,通过观察突变体和过表达转基因植株的表型及其对赤霉素的响应,探讨了该基因在赤霉素调控开花过程中的功能.结果表明,LOF1基因在拟南芥中的过表达导致转基因植物提前开花.突变体lof1-2对施加的外源赤霉素更加敏...     

硝酸还原酶介导的一氧化氮对植物铝胁迫耐受性的增强作用

以拟南芥野生型、一氧化氮(NO)产生途径相关突变体Atnoa1(NO合成酶缺失突变体)和nialnia2(硝酸还原酶缺失突变体)为材料,研究铝毒害对拟南芥野生型、Atnoa1和nialnia2的影响。试验结果显示,不同浓度(0~200μmol/L)Al Cl3处理抑制了拟南芥中根的生长,野生型和Atnoa1突变体表现出一致的抑制趋势,而nialnia2突变体中根生长的抑制程度更严重。进一步的结果显示,Al Cl3处理增加了拟南芥中丙二醛和活性氧(H2O2和O-2·)含量,野生型和Atnoa1突变体表现出一致的增加趋势,而nialnia2突变体中丙二醛和活性氧含量增加幅度更大;此外,Al Cl3处理显著增加了拟南芥中还原型抗坏血酸(As A)和谷胱甘肽(GSH)的含量,野生型和Atnoa1突变体表现出一致的增加趋势,而nialnia2突变体中As A和GH含量增加幅度最小。这些结果表明,硝酸还原酶途径介导的NO在增强植物抗铝毒害过程中起着重要的作用。     

水稻花青素合成调控转录因子 OsC1 和 OsPAC1的功能

从黑米品种黑帅中克隆水稻内源调控花青素合成的转录因子OsC1和OsPAC1,并导入到白米粳稻品种Chao 2-10和ZH11中超量表达,结果显示:在超量表达OsC1的Chao 2-10的抗性愈伤分化阶段、再生转基因植株的叶片、叶鞘、稃尖等部位观察到花青素的积累;其他转基因材料,如超量表达OsC1的ZH11、超量表达OsPAC1的Chao 2-10和ZH11均未观察到花青素的积累;利用高效液相色谱(HPLC)测定转基因水稻叶片中花青素含量,发现主要是矢车菊素-3-O-葡萄糖苷和芍药素-3-O-葡萄糖苷2种花青素。对转基因材料中花青素生物合成相关基因的表达量进行分析发现,Chao 2-10和ZH11超量表达OsC1后,花青素代谢途径上的大部分结构基因上调表达;Chao 2-10中超量表达OsPAC1后,OsCHS、OsCHI、OsANS、OsUFGT上调表达,而OsF3 H、OsF3’H表达基本没变;ZH11中超量表达OsPAC1后,OsCHS、OsANS、OsUFGT上调表达,而OsCHI、OsF3 H、OsF3’H的表达基本不变。