UV-B辐射对不同品种(品系)辣椒幼苗光合特性及UVR8表达的影响

为了解紫外线B(UV-B)辐射对辣椒(Capsicum annuum L.)光合特性及UV-B应答基因UVR8表达量的影响，以青海省主栽的9个辣椒品种(品系)为试验材料，紫外线处理剂量为28.56 kJ/(m²·d),设空白对照(无照射),测定幼苗叶片光合特性、形态指标等14个指标，同时利用实时荧光定量PCR技术检测UVR8基因在各试验材料中的相对表达量。结果表明，与对照相比，处理组辣椒的叶绿素、类胡萝卜素含量总体降低，光合指标总体下降，从而抑制叶片光合作用，总体上UV-B处理对华美105大多数光合指标的影响较大，对乐都长辣椒的影响较小。荧光定量PCR检测结果显示，UV-B处理后，UVR8在华美105中的相对表达量上升幅度最大且与对照间的差异达显著水平。综合分析可知，华美105的大多数指标显著受到抑制，光能利用率降低，因此华美105为UV-B敏感型品种，且UVR8在该品种中的表达水平较高，说明UVR8能够在不耐紫外辐射辣椒品种(品系)中积极响应UV-B胁迫。     

紫苏迷迭香酸合成酶基因片段克隆及表达

迷迭香酸合成酶(Rosmarinic acid synthase,RAS)是迷迭香酸生物合成途径中催化合成迷迭香酸重要前体物质2-氧-(4-香豆酰)-3-(4-羟基苯)乳酸的关键酶.利用同源序列扩增方法成功获得了紫苏RAS基因cDNA片段,命名为PerRA S-1,该片段长353 bp,编码117个氨基酸(GenBank登录号:JQ824060.1).通过氨基酸序列比对分析,发现其氨基酸序列与香蜂草、彩叶草和丹参RAS基因片段的相似度分别高达86.44％,83.05％和83.05％.RAS系统进化树分析表明PerRAS-1与唇形科植物的RAS亲缘关系较近.荧光实时定量PCR对目的基因的表达谱分析表明,PerRAS-1基因在紫苏根、茎和叶中均有表达,且在根中表达量最高.紫外线(UV-B)照射和过氧化氢(H2O2)处理紫苏叶片在一定程度上下调PerRAS-1基因在叶中的转录水平;茉莉酸甲酯(MeJA)在一定程度上上调PerRA S-1基因在叶中的转录水平.     

UV-B辐射胁迫下桃蚜差异基因表达的分子生态初步研究

【目的】研究紫外线UV-B对蚜虫种下分化的影响,筛选、鉴别UV-B诱导条件下差异表达的基因,阐明蚜虫对UV的耐受和反应机理以及分子变异机制,为蚜虫UV-B胁迫条件下的分子生态遗传与进化研究提供理论依据。【方法】以UV-B胁迫桃蚜种群cDNA为试验方(Tester),以正常条件下桃蚜种群cDNA为驱动方(Driver),应用抑制差减杂交(SSH)技术,研究了UV-B胁迫下桃蚜特异基因的表达,并随机选取100个EST克隆测序,分析差异基因的功能。【结果】蚜虫体内参与紫外胁迫的相关基因有6类,其中胁迫诱导相关基因占总基因的10.64%,核酸、脂肪酸代谢相关基因占14.89%,转录相关基因占9.57%,结构蛋白和蛋白合成相关基因占9.57%,共生菌相关基因占8.51%,未知功能基因占19.15%,未知基因占27.66%。半定量RT-PCR扩增结果显示,热休克蛋白70、辅酶NADH、氧化还原酶、表皮蛋白在处理和对照之间的差异均达极显著水平(P0.01),而看家基因在对照和处理间无显著差异。【结论】蚜虫种群对紫外线胁迫的反应不仅依赖于抗氧化作用,还是一个多种抗性途径和多基因协同作用的复杂体系。     

控制辣椒辣味基因Pun1的克隆及表达

[目的]对控制辣椒辣味基因punl的克隆及表达进行研究. [方法]以益都红(Capsicum annuum L)为材料,获得Capun1基因cDNA序列,全长l 457 bp,编码440个氨基酸:研究了其瞬时表达、原核表达和实时荧光定量表达.[结果]系统进化分析显示,CAPUN1与同属C chinense辣椒PUN1遗传距离最近,为0.019 3.构建植物表达载体pCAM-Punl-GFP转化烟草瞬时表达,发现融合基因Punl::GFP编码的蛋F白定位在细胞膜上.构建原核表达载体,通过SDS-PAGE和Western Blot检测,得到了一个分子量为63 ku的诱导蛋白.实时荧光定量表达发现Punl基因在花后30 d表达量最高,而后开始下降,花后40和45 d基本不表达.[结论]该研究为研究辣椒辣味基因Pun1的调控分子机制提供了信息和参考.     

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。     

辣椒‘9704A’雄性不育特异基因hsf的克隆及表达分析

对辣椒细胞质雄性不育系‘9704A’和其同核保持系‘9704B’早期花蕾转录组的Solexa测序结果进行分析,发现1个差异性表达基因,其在不育系中的表达比在保持系中的表达高10倍,该基因与番茄、葡萄、拟南芥中的hsf基因同源性分别为87%、73%和70%,推测该基因为辣椒的hsf基因。根据该基因序列设计引物,从辣椒‘9704A’中克隆该基因的全长及核心cDNA序列,克隆到的hsf全长与核心序列与转录组测序获得的序列一致,进一步分析表明,该基因属于hsf基因家族成员。用定量PCR分析hsf基因在‘9704A’和‘9704B’2种辣椒的根、茎、叶和晚期花蕾中的表达情况,结果表明,该基因在不育系叶组织的表达量为其在保持系叶组织表达量的13.7倍,在不育系晚期花蕾中的表达量也为其在保持系晚期花蕾的3倍,而在2种辣椒系的茎中的表达量都很低,在2种辣椒系的根中的表达量均较高。     

辣椒疫霉作用下叶绿素a/b结合蛋白的表达

从基于cDNA-AFLP分析的辣椒应答疫霉侵染的表达谱中找到1个特异表达基因的序列;利用这个序列设计引物,采用基于PCR技术的96孔文库筛选方法,从疫霉处理的辣椒cDNA文库中筛选出这个应答辣椒疫霉侵染的候选基因的全长cDNA;经生物信息学分析,推测这个长度为1022 bp的候选基因为辣椒叶绿素a/b结合蛋白(chlorophyll a/b binding protein,cab)基因;并利用荧光定量PCR法检测cab在疫霉侵染下的表达情况。     

辣椒CaMAPK7的全长cDNA克隆及其表达分析

以辣椒均一化cDNA文库为模板,通过特异性引物的PCR扩增,获得CaMAPK7全长cDNA序列,该序列含有1个370个氨基酸序列的开放阅读框,与拟南芥等其他植物具有84%-97%的氨基酸同源性。实时荧光定量PCR分析表明,该基因在辣椒的根、茎和叶中均有不同程度的组成型表达,在根部的表达最高,在叶片中该基因的表达受到青枯菌侵染、高温等逆境及水杨酸、茉莉酸甲酯和乙烯等外源激素处理的诱导,但脱落酸处理使其表达下调。这些结果表明CaMAPK7可能在辣椒应答青枯病和高温等逆境胁迫中起着重要的作用。     

疫霉侵染的辣椒cDNA文库的构建及非特异性脂转移蛋白cDNA的筛选

建立了辣椒疫霉侵染的辣椒幼苗cDNA文库,该原始文库含有1.5×106个独立克隆,插入片段约为0.5-2 kb.采用基于PCR技术的96孔文库筛选方法,从该cDNA文库中筛选出了1个应答辣椒疫霉侵染的候选基因的全长cDNA.经生物信息学分析,推测这个候选基因为非特异性脂转移蛋白(non-specific lipid-transfer protein,nsLTP)基因.     

南方根结线虫诱导辣椒基因CaRKNIF2的克隆与分析

 【目的】明确辣椒(Capsicum annuum L. HDA149)中与南方根结线虫(Meloidogyne incognita)不亲和互作过程中抗性相关WRKY转录因子的基因结构及其表达模式。【方法】采用RACE结合RT-PCR方法克隆cDNA序列,并根据cDNA序列设计特异引物扩增DNA序列,Southern杂交确定基因拷贝数,实时荧光定量PCR方法分析该基因在线虫侵染后辣椒的不同组织和不同时间点的表达。【结果】从辣椒中克隆到一个WRKY转录因子基因CaRKNIF2(GenBank登录号：GQ253367),该基因编码区全长1 662 bp,编码553个推定的氨基酸,为单拷贝基因。CaRKNIF2基因编码区全长DNA序列2 530 bp,包含5个内含子和6个外显子。在线虫接种诱导处理时,该基因表达具有组织特异性,根尖组织中的表达量最高;接种3 h后在根尖组织中的表达量开始升高,12 h最高,此时相对表达量约为3.1倍。【结论】CaRKNIF2在线虫接种处理后的表达上调,表明该基因参与了抗性基因Me3介导的辣椒与根结线虫的不亲和互作,可能在此过程中具有重要功能。     

紫外线照射辣椒叶片cDNA文库构建及部分防御信号基因cDNA的检测

对抗病的朝天椒地方品种,以紫外线(UV)处理叶片并提取叶片总RNA,采用SMARTTMcDNA文库构建试剂盒构建了一个cDNA文库.该文库含有2.6×106个独立的噬菌斑克隆,扩增后滴度达到1.5×109pfu.μL-1,随机挑取的噬菌斑PCR检测发现重组率达90.0%.在搜索、拼接与植物WRKY、bZIP、AP2和E2等重要调节基因同源的辣椒表达序列标签(ESTs),获得重叠群的基础上,分别设计上述基因ESTs重叠群特异性引物,以cDNA文库为模板进行PCR扩增.结果表明,部分上述基因cDNA存在于文库中.因此,本研究所构建的文库可用于进一步分离响应UV的重要调节基因cDNA的分离.     

大豆两个MYB 转录因子基因的克隆及表达分析

 【目的】克隆新的植物MYB转录因子基因，进行序列分析，并对其功能进行初步鉴定。【方法】RT-PCR法结合RACE-PCR法分离克隆MYB基因cDNA全长序列；酵母系统检测其转录激活活性；半定量RT-PCR检测目的基因在植物体中的表达情况，及对类黄酮代谢途径中生物合成酶的影响。【结果】根据植物中MYB基因DNA结合域保守区设计简并引物，以大豆品种中豆27的叶片为材料，RT-PCR扩增出两个MYB基因同源片段；据此设计基因特异引物，通过RACE-PCR分离克隆出两个新的MYB基因GmMYBZ1、GmMYBZ2。酵母系统检测表明，GmMYBZ2具有转录激活功能，β－半乳糖苷酶活性为10.35 U；半定量RT-PCR在中豆27的茎和叶中检测到GmMYBZ1的表达，而GmMYBZ2在植物的根、茎、叶及未成熟种子中均有表达；对转基因烟草的RT-PCR检测结果显示，GmMYBZ2的表达可抑制类黄酮代谢途径中PAL、C4H、4CL、CHS、CHI、F4H及FLS等生物合成酶基因的表达。【结论】从大豆栽培品种中豆27中克隆出了两个新的MYB基因GmMYBZ1、GmMYBZ2；功能研究表明，GmMYBZ2可能参与植物类黄酮合成调控。     

UV-B增强对南极小球藻光合活性和抗氧化酶的影响

[目的]研究极地生物适应环境的生理机制。[方法]人工模拟南极UV-B辐射环境,对南极小球藻进行UV-B适应性锻炼,并以未经UV-B适应性锻炼的南极小球藻为对照,分别测定其叶绿素荧光、光合放氧速率和抗氧化酶活性。[结果]随着UV-B辐射时间的延长,南极小球藻光合放氧速率和叶绿素荧光迅速下降,且锻炼南极小球藻的下降速率小于未锻炼南极小球藻。经UV-B胁迫后,南极小球藻的SOD、POD、CAT活性均随辐射时间的延长先上升后降低,锻炼南极小球藻的上升速率大于未锻炼南极小球藻,而下降速率显著小于未锻炼南极小球藻。[结论]经过UV-B适应性锻炼的南极小球藻可通过调整一系列生理活性指标对UV-B增强产生积极响应,以增强其自身对强辐射环境的适应性。     

南瓜基因CmNAC的克隆与序列分析(英文)

[目的]克隆南瓜基因CmNAC并进行序列分析。[方法]以南瓜叶片为材料,根据甘蓝型油菜NAC1、番茄NAC和辣椒NAC保守结构域设计一对简并引物,采用RT-PCR方法扩增得出长度约为440bp大小的DNA片段,将其克隆至pMDl9-T载体上,对重组克隆进行测序,用BLAST和DNAMAN软件对核酸及氨基酸序列进行分析。[结果]所获得的南瓜NAC基因片段由442个碱基组成,编码147个氨基酸,命名为CmNAC;该基因片段具有其它植物NAC基因中存在的保守区,并且属于NAC家族中ATAF1/2亚家族。[结论]实验拟在南瓜中获得和抗逆性相关的NAC基因,为进一步研究该基因的生物学功能和植物基因工程奠定理论基础。     

紫外线-B辐射引起拟南芥内源H2O2增加及细胞死亡

研究了UV-B辐射对拟南芥内源H2O2及细胞死亡的影响,结果表明紫外线-B辐射可引起拟南芥内源H2O2及细胞死亡的增加,且C型拟南芥幼苗比C24型表现较强的耐受紫外伤害的能力,推测在拟南芥响应紫外胁迫的反应中,H2O2起到了一种信号分子的作用引发下游的一系列反应.     

黄灯笼椒辣椒素合成途径pal基因克隆及表达分析（英文）

该研究对黄灯笼椒pal基因进行了PCR扩增、测序及生物信息学分析,在此基础上构建原核表达载体（pET-32a-pal）进行原核表达,分析外施茉莉酸条件下基因表达模式和辣椒素积累情况。生物信息学分析表明黄灯笼椒pal基因编码的蛋白质由683个氨基酸残基组成,蛋白质的分子量为74.28 kD,等电点为6.97。将原核表达载体在大肠杆菌E.coli BL21中进行诱导表达,SDS-PAGE分析表明,诱导后表达目的蛋白质相对标准分子质量约为74 kD,与DNAMAN软件预测的（74.2 kD）基本一致。蛋白质序列比对和进化树分析表明,黄灯笼椒Capal蛋白与朝天椒Capal蛋白一致性较高,进化距离最近。Real-time PCR分析表明,外源茉莉酸处理对pal基因表达有上调作用;高效液相色谱（HPLC）分析茉莉酸处理后辣椒素含量发现,外源茉莉酸可以促进辣椒素的合成。该研究将为pal基因转录调控和功能研究提供参考。     

短时间不同剂量UV-B辐射处理对冬小麦幼苗生理指标的影响

[目的]研究短时间不同剂量UV-B辐射对冬小麦幼苗叶片生理指标的影响，为进一步研究植物应答短时间紫外线照射的机理提供参考。[方法]以冬小麦为试验材料，采用15和30μW／cm^2。的UV—B照射强度对冬小麦幼苗进行短时间照射处理。测定指标包括：①反射光谱值。用Unispec光谱仪测定反射光谱，并计算所得参数，评价UV—B处理前后叶片叶绿素、花色素苷、类胡萝卜素含量、水分含量以及光合强度的变化，每处理测定10片叶；②可溶性蛋白含量。采用考马斯亮蓝G-250法测定叶片的可溶性蛋白含量，牛血清蛋白作为对照；③荧光参数（Fn／Fm）：将待测叶片暗反应20min后，用OS-30P荧光仪测定部位同叶色，每处理测定5片叶；④相对电导率。采用Martineau等的方法测定；⑤丙二醛（MDA）：采用邹琦的方法测定。测定项目②～⑤均重复5次。[结果】UV—B处理导致叶绿素、可溶性蛋白含量以及含水量都降低，且存在剂量效应，30μW／cm。的降幅大于15μW／cm^2；UV—B辐射导致花色素苷和类黄酮含量下降，尤其是处理后2h下降幅度最大，2种剂量的UV—B处理间差异不大。随着处理时间的延长，花色素苷含量呈逐渐上升趋势，其中，30μW／cm。处理的略高于15μW／cm。处理。UV—B辐射处理对类胡萝卜素含量的影响与花青素相同，均表现为先下降后上升的趋势，2种剂量间差异不大；2种剂量的UV—B处理均抑制了PSⅡ的电子传递，尤其是处理2h的抑制作用最大，4、6和8h的抑制有所缓解，且存在剂量效应；2种剂量的UV-B辐射均抑制了叶片的光合速率，随着照射时间的延长抑制效应加大；MDA和相对电导率在照射2h后明显增加，说明高剂量的UV—B处理对膜系统的损伤较大，低剂量的UV—B处理结果不明显。[结论]短时间的UV—B辐射处理对冬小麦幼苗叶片的影响具有剂量效应，高剂量比低剂量的作用效果大。且随着处理时间的延长，受害程度有所减轻，该结果与长时间UV—B照射的结果不同。     

短时间不同剂量UV-B辐射处理对冬小麦幼苗生理指标的影响

[目的]研究短时间不同剂量UV—B辐射对冬小麦幼苗叶片生理指标的影响，为进一步研究植物应答短时间紫外线照射机理提供参考。[方法]以冬小麦为试验材料，采用15和30μW／cm^2的uV—B照射强度对冬小麦幼苗进行短时间照射处理，并测定色素含量、光合速率等生理指标。[结果]UV—B处理导致叶绿素、可溶性蛋白含量以及含水量都降低，且存在剂量效应，30μW／cm^2处理的降幅大于15μW／cm^2；UV—B辐射处理对类胡萝卜紊含量的影响与花青素相同，均表现为先下降后上升的趋势，2种剂量间差异不大；2种剂量的UV—B处理均抑制了PSⅡ的电子传递，尤其是处理2h的抑制作用最大，4、6和8h的抑制作用有所缓解，且存在剂量效应；2种剂量的UV-B辐射均抑制了叶片的光合速率。随着照射时间的延长抑制效应加大；高剂量UV—B处理对膜系统的损伤较大，低剂量UV—B处理结果不明显。[结论]短时间UV—B辐射处理对冬小麦幼苗叶片的影响具有剂量效应，高剂量比低剂量的作用效果大。且随着处理时间的延长，受害程度有所减轻，该结果与长时间UV—B照射的结果不同。     

UV-B增加对几种不同作物影响程度的种间比较

采用大田群体试验方法,研究了UV-B增加对小麦、大豆、棉花及玉米生长和产量的影响。结果表明,UV-B强度增加1.00W·m-2,不同作物对紫外线UV-B增加的敏感性存在很大的差异。作物的产量和反应指数均表明,作物对紫外线增加的敏感性为棉花>大豆>小麦>玉米。初步分析了不同作物对紫外线敏感差异的区别。