葡萄糖和茉莉酸甲酯对芥蓝芽菜芥子油苷积累及其抗氧化特性的影响

以中国特产蔬菜芥蓝的芽苗为材料,使用0.03 g/m L葡萄糖和5μmol/L茉莉酸甲酯进行外源处理,探究葡萄糖和茉莉酸甲酯对芥蓝芽菜中芥子油苷的积累,维生素C、花青素和多酚等抗氧化物的含量,以及总抗氧化能力的影响。结果表明:茉莉酸甲酯单独处理可以有效提高2-羟基-3-丁烯基芥子油苷、烯丙基芥子油苷、3-丁烯基芥子油苷、4-甲基硫丁基芥子油苷和2-羟基-4-戊烯基芥子油苷等脂肪类芥子油苷,以及所有吲哚类芥子油苷的含量;葡萄糖与茉莉酸甲酯共同添加则可以显著增加包括3-甲基硫氧丙基芥子油苷和4-甲基硫氧丁基芥子油苷在内的所有脂肪类芥子油苷的积累,并进一步增强茉莉酸甲酯对4-甲氧基-吲哚-3-甲基芥子油苷合成的促进效应;此外,葡萄糖与茉莉酸甲酯共同处理可以显著提升芥蓝芽菜中花青素的含量。综上所述,0.03 g/m L葡萄糖与5μmol/L茉莉酸甲酯共同处理可以增加芥蓝芽菜中有益于健康的植物化学物质的含量,是一种有效的改良芥蓝芽菜品质的化学调控手段。     

NaCl胁迫对拟南芥莲座叶中芥子油苷含量的影响

分析了4种不同浓度NaCl胁迫条件下拟南芥莲座叶中12种芥子油苷(包括8种脂肪族芥子油苷和4种吲哚族芥子油苷)的含量变化。结果表明,莲座叶中12种芥子油苷含量不同,其中脂肪族的4-甲基亚磺酰丁基芥子油苷(4MSOB)的含量最高,占总芥子油苷含量的45%。NaCl胁迫显著提高了拟南芥莲座叶中总芥子油苷和多数种类芥子油苷的含量,并且50 mmo.lL-1NaCl处理后莲座叶中总芥子油苷含量最高,是对照的1.8倍。不同种类芥子油苷的含量响应NaCl胁迫的变化存在差异。     

拟南芥莲座叶芥子油苷对聚乙二醇模拟干旱的响应

[目的]研究拟南芥莲座叶芥子油苷对聚乙二醇模拟干旱的响应。[方法]以PEG-6000模拟干旱胁迫,设置对照组和干旱处理组分别培养拟南芥Columbia生态型种子,并在处理后的第0、4、5、6、7d分别取2组拟南芥莲座叶进行生理指标和芥子油苷含量的测定。[结果]干旱胁迫处理后营养生长时期的拟南芥幼苗莲座叶叶片的相对含水量下降,相对电导率（表征膜透性）及丙二醛浓度增加,受损害程度随处理时间的增加而增强。拟南芥莲座叶芥子油苷总量、脂肪族芥子油苷含量及吲哚族芥子油苷含量均在处理后第5天达到最大值,在处理后第6天迅速下降并低于对照组。各种芥子油苷含量变化存在差异,其中含量最高的4MSOB与芥子油苷总量变化趋势一致且差异显著,脂肪族芥子油苷响应干旱胁迫较吲哚族芥子油苷强烈。4MSOB等部分芥子油苷占芥子油苷总量的比例在干旱处理后发生变化并且与其本身含量变化相关。[结论]干旱胁迫确实对拟南芥莲座叶中芥子油苷总量、脂肪族芥子油苷及吲哚族芥子油苷的含量产生影响,使芥子油苷参与到植物对外界干旱胁迫的防御反应中,但长期的干旱胁迫不利于叶片中芥子油苷的积累。     

拟南芥莲座叶芥子油苷对聚乙二醇模拟干旱的响应（摘要）（英文）

[目的]研究拟南芥莲座叶芥子油苷对聚乙二醇模拟干旱的响应。[方法]以PEG-6000模拟干旱胁迫,设置对照组和干旱处理组分别培养拟南芥Columbia生态型种子,并在处理后的第0、4、5、6、7天分别取2组拟南芥莲座叶进行生理指标和芥子油苷含量的测定。叶片相对含水量测定采用烘干称重法（水分占叶片鲜重的百分比）;叶片相对电导率和丙二醛（MDA）浓度测定参照李合生的方法;采用高效液相色谱-质谱联用（HPLC-MS）系统进行芥子油苷的测定。[结果]干旱胁迫处理后营养生长时期的拟南芥幼苗莲座叶叶片的相对含水量下降,相对电导率（表征膜透性）及丙二醛浓度增加,受损害程度随处理时间的增加而增强。拟南芥莲座叶芥子油苷总量、脂肪族芥子油苷含量及吲哚族芥子油苷含量均在处理后第5天达到最大值,在处理后第6天迅速下降并低于对照组。各种芥子油苷含量变化存在差异,其中含量最高的4MSOB与芥子油苷总量变化趋势一致且差异显著,脂肪族芥子油苷响应干旱胁迫较吲哚族芥子油苷强烈。4MSOB等部分芥子油苷占芥子油苷总量的比例在干旱处理后发生变化并且与其本身含量变化相关。[结论]干旱胁迫确实对拟南芥莲座叶中芥子油苷总量、脂肪族芥子油苷及吲哚族芥子油苷的含量产生影响,使芥子油苷参与到植物对外界干旱胁迫的防御反应中,但长期的干旱胁迫不利于叶片中芥子油苷的积累。     

水稻茉莉酸响应基因的分析

茉莉酸是植物体内天然的调节剂,在植物生长发育过程及响应外界环境胁迫方面具有重要的作用。为了分析水稻中茉莉酸的响应基因,设计了Os PDF1.2,Os VSP2,Os JAZ8的定量PCR引物,利用100μmol/L茉莉酸和100μmol/L菲尼酮(内源茉莉酸合成抑制剂)处理的叶片为材料,分析了Os JAZ8,Os PDF1.2,Os VSP2等3个基因对茉莉酸的响应情况。结果表明,Os JAZ8,Os PDF1.2随着茉莉酸处理时间的延长,表达量逐渐升高,随着菲尼酮处理时间的延长,表达量逐渐降低,而Os VSP2则与之相反;Os JAZ8对于茉莉酸的响应较Os PDF1.2,Os VSP2这2个基因更加敏感。据此结果认为,Os JAZ8的表达量可以作为水稻叶片中茉莉酸相对含量的指标。     

拟南芥莲座叶芥子油苷组成和含量对缺硫胁迫的响应

[目的]探讨缺硫胁迫下拟南芥(Arabidopsis thaliana)生长到12片莲座叶时芥子油苷组成和含量的变化规律。[方法]以模式植物拟南芥为原材料,通过水培方法进行缺硫胁迫处理,采用高效液相色谱-质谱联用(HLPC-MS)法分析芥子油苷的组成和含量。[结果]缺硫胁迫处理48 h,拟南芥莲座叶中检测出7种脂肪族芥子油苷、4种吲哚族芥子油苷。缺硫胁迫对吲哚族芥子油苷含量影响不显著,对脂肪族芥子油苷含量影响显著。[结论]试验结果为探索缺硫胁迫下芥子油苷的代谢途径提供了理论依据。     

拟南芥PPRs基因与莲座叶衰老之间的关系

研究了拟南芥中一个PPR(称PPRs)基因与莲座叶片衰老之间的关系.实时定量PCR分析发现这个基因在生长7周的拟南芥各种组织中几乎都有表达,在莲座叶、花序和角果中的表达较高,在莲座叶中的表达随植株的生长和衰老进程呈不断下降的趋势.体外衰老相关因素处理试验结果显示,在4周的莲座叶中因进行离体处理,叶片衰老的程序提前启动,PPRs基因的表达降至6周时叶片中的水平,而茉莉酸,冷、热和干旱处理则延缓了PPRs表达水平的降低.通过鉴定获得PPRs的超表达和反义抑制转基因植株,并对植株的莲座叶衰老表型进行观察,发现超表达和反义抑制植株叶片的衰老进程与野生型相比并无太大差别,但在茉莉酸处理后PPRs超表达植株表现出延迟衰老的表型.在超表达植株中检测一些与叶片衰老相关基因的表达,发现与野生型相比有些基因的表达出现明显变化.以上结果表明这个PPRs基因在拟南芥中可能在某种程度上参与了一些外源因素诱导下加速生长期拟南芥莲座叶片衰老进程的负调节.     

茉莉酸甲酯对药用植物石斛生物活性成分的影响

研究利用茉莉酸甲酯持续处理石斛组培幼苗,分析石斛苗生长发育和生物活性物质含量变化。与对照相比,茉莉酸甲酯处理的石斛苗生物量和生物活性物质,如石斛多糖、石斛碱和胡萝卜素,含量明显升高,证实茉莉酸甲酯处理对石斛苗生长发育和次生代谢生物合成具有重要调控作用。     

木薯CKX基因的序列分析及其乙烯和茉莉酸甲酯诱导表达特性

木薯是一种重要的能源和淀粉作物,具有较强的抗逆性。为阐明逆境信号调控细胞分裂素代谢关键基因CKX的分子机制,对乙烯利和茉莉酸甲酯处理后的木薯品种华南八号叶片数字基因表达谱中两个表达差异显著的Me CKX基因进行了序列分析,发现两者具有乙烯响应元件,但没有茉莉酸响应元件。以华南八号悬浮培养细胞为材料,利用qRT-PCR检测了木薯Me CKX1和Me CKX2基因在乙烯利和茉莉酸甲酯处理后的表达特性。结果显示:茉莉酸信号可使这两个基因显著上调;乙烯信号可使Me CKX1表达量缓慢上调,使Me CKX2表达量缓慢下调。说明这两个Me CKX基因可被乙烯和茉莉酸信号调控,并推测一方面其基因启动子区相应的特异响应元件参与了调控,另一方面两种逆境信号物质分别通过影响其他调控途径,间接造成这两个基因的不同表达,以进一步影响细胞分裂素的代谢。     

木薯PHOR1基因的序列分析及其乙烯和茉莉酸甲酯诱导表达特性

为研究木薯中PHOR1基因如何被逆境信号调控,根据杨树2个PHOR1同源基因搜索木薯基因组数据库,得到2个高度同源的木薯PHOR1基因,即Me PHOR1_1和Me PHOR1_2。序列分析表明,它们都具有E3泛素连接酶家族成员特征:含有U-box和armadillo重复序列。此外其启动子区具有乙烯响应元件和茉莉酸响应元件。以木薯品种华南八号悬浮培养细胞为材料,利用qRT-PCR检测Me PHOR1_1和Me PHOR1_2基因在乙烯利和茉莉酸甲酯处理后的表达特性。结果显示:在乙烯和茉莉酸甲酯分别处理后的细胞悬浮液中,2个PHOR1基因的表达变化呈现相似趋势,即乙烯处理后,2个基因的表达均出现先下降后缓慢上升的趋势;而对茉莉酸信号则呈现先上升后下降又上升再下降的波动性趋势,故推测2个PHOR1基因可被乙烯和茉莉酸信号调控,并可在后续的根生长和淀粉积累等一系列生理生化过程中发挥作用。     

甘蓝型油菜MAPK1在损伤和病原菌胁迫下的表达模式分析

【目的】分析BnMAPK1组织特异性表达特征,探究其在损伤和病原菌胁迫下的特征及参加的信号途径。【方法】在电子克隆的基础上,克隆BnMAPK1的启动子序列。利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）检测BnMAPK1的诱导表达特征。【结果】从甘蓝型油菜中克隆了MAPK1的启动子序列,发现它含有多个激素响应元件和逆境胁迫响应元件。还发现植物激素茉莉酸甲酯（MeJA）、水杨酸（SA）、脱落酸（ABA）和过氧化氢（H2O2）,及损伤（wound）和核盘菌（sclerotinia sclerotiorum）均能在转录水平上激活BnMAPK1。甘蓝型油菜在损伤和接种核菌盘后,JA信号途径标志基因PDF1.2的表达量被诱导上升,而SA信号途径标志基因PR-1被抑制,推测甘蓝型油菜可能是通过茉莉酸（jasmonic acid,JA）信号途径响应损伤和病原菌入侵。【结论】甘蓝型油菜MAPK1受多种植物激素和胁迫的诱导,并且其启动子中含有多个激素响应元件和逆境胁迫响应元件,可能MAPK1在植物体抵抗外界多种胁迫中起重要作用,并且甘蓝型油菜可能是通过JA信号途径对损伤和病原菌入侵做出响应。     

植物吲哚族芥子油苷的代谢调控网络

十字花科植物中吲哚族芥子油苷(indole glucosinolates,IGS)是一类色氨酸来源的重要次生代谢产物。目前,吲哚族芥子油苷的生物合成和修饰已经阐明,代谢网络中既有不同类型转录调控因子的参与,又受到水杨酸、茉莉酸、乙烯等植物激素调控和外界环境因子的影响。吲哚族芥子油苷的降解存在典型的芥子油苷—黑芥子酶系统和非典型的黑芥子酶代谢途径。文章主要对吲哚族芥子油苷代谢途径、调控网络以及代谢产物进行综述。     

茉莉酸在植物衰老中的作用

首先介绍了茉莉酸生物合成途径及合成过程中各种酶在衰老过程中的表达情况,然后综述了茉莉酸与衰老激素乙烯和脱落酸在信号转导途径中的关系,以及茉莉酸抑制植物光合作用促进叶片衰老,茉莉酸激活衰老基因SAGs等方面的研究进展。     

茉莉酸在玉米地上部与地下部系统性诱导防御反应中的作用

 【目的】研究外源茉莉酸处理玉米地上部（或地下部）是否会系统性地影响到地下部（或地上部）的防御作用,探讨对玉米防御反应的影响是否与玉米的茉莉酸信号途径相关。【方法】以“高油115”玉米为材料,采用化学物质分析和基因表达分析方法,通过茉莉酸合成途径抑制剂水杨苷异羟肟酸（salicylhydroxamic acid, SHAM）预处理的对比实验,研究茉莉酸在玉米地上部与地下部诱导防御反应中的作用。【结果】外源茉莉酸处理玉米地上部能系统地影响到地下部防御物质的含量及防御相关基因的表达,处理地下部也能系统性地影响地上部。茉莉酸处理地上部以及茉莉酸处理地下部对玉米叶片防御反应的诱导均强于根系,而茉莉酸处理地上部对玉米同一部位的诱导作用强于茉莉酸处理地下部。茉莉酸处理地上部是通过激活茉莉酸自身合成来诱导叶片Bx1、Bx9、PAL、PR-1、MPI、FPS和TPS基因的表达、增加叶片丁布含量及降低咖啡酸含量的,同时系统诱导根系Bx6、Bx9、PAL和PR-2a基因表达、增加香豆酸和咖啡酸含量以及降低丁香酸含量则与激活地上部茉莉酸自身合成相关。茉莉酸处理玉米地下部对根系Bx6、PR-2a和MPI基因表达的诱导以及总酚含量的降低也是通过激活茉莉酸自身合成来实现的,对地上部（叶片）防御相关基因Bx6、Bx9、PAL、FPS和TPS表达的间接诱导作用以及丁布、香豆酸、咖啡酸和丁香酸的增加作用则与激活地下部茉莉酸自身合成相关。【结论】外源茉莉酸处理地上部能系统影响到地下部的防御反应,反之亦然;茉莉酸对玉米的诱导防御以叶片为主;茉莉酸处理地上部对玉米的诱导作用强于地下部处理;茉莉酸处理玉米的地上部或地下部,对处理部位防御作用的影响主要是通过激活玉米体内茉莉酸自身合成起作用的;茉莉酸处理玉米对非处理部位防御作用的影响则与激活处理部位茉莉酸自身合成相关。     

茉莉酸介导的番茄韧皮部表达谱对根结线虫侵染的响应

为了研究茉莉酸介导的基因对根结线虫侵染的响应,以番茄野生型和茉莉酸缺失突变体为试材,采用数字表达谱技术检测分析根结线虫侵染后主茎韧皮部中的差异表达基因。结果表明,茉莉酸缺失突变体中有2 427个基因差异表达,其中1 390个差异基因可富集到112个KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)通路。18个差异基因涉及茉莉酸合成前体α-亚麻酸代谢,100个差异基因参与植物和病原体的相互作用。     

金针菇JA/SA信号通路基因鉴定及其对外源JA/SA应答

本研究鉴定了金针菇茉莉酸(JA)信号通路的4个关键基因:COI1、PDF1.2、MYC2-1、MYC2-2与水杨酸(SA)信号通路的4个关键基因:PR1-1、PR1-2、NPR1-1、NPR1-2。NBT染色法和荧光定量结果表明,金针菇JA/SA信号通路可应答外源JA/SA,50μmol·L~(-1)外源JA和500μmol·L~(-1)外源SA处理金针菇菌丝12h可显著提高JA/SA信号通路基因的转录水平,基因PDF1.2响应JA诱导最明显,可作为JA信号通路标记基因;JA/SA信号转导途径间存在协同或拮抗作用:SA信号转导通路中NPR1蛋白对JA信号转导通路中PDF1.2基因表达有抑制作用,外源JA/SA的相对浓度决定其作用的强弱。     

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。     

巴西橡胶树HbUBC14基因克隆、生物信息学及表达分析

从巴西橡胶树中鉴定出一个泛素结合酶(UBC)基因,该基因长653 bp,最长开放阅读框504 bp,预测编码蛋白包含167个氨基酸;序列比对分析发现,该基因编码的蛋白具有一段保守的UBC结构域,与拟南芥E2成员UBC14(At3g55380)具有较高的相似性,故将该基因命名为HbUBC14。半定量RT-PCR分析结果表明,HbUBC14在巴西橡胶树胶乳中表达最高,在花药中表达最低。与健康橡胶树相比,死皮树胶乳中HbUBC14表达量明显下降。HbUBC14表达还受乙烯和茉莉酸调控。以上结果表明,HbUBC14可能在巴西橡胶树死皮、乙烯和茉莉酸反应中发挥作用。     

巴西橡胶树HbUBC5基因克隆、生物信息学及表达分析

为研究巴西橡胶树泛素结合酶(UBC)基因功能,采用PCR技术从巴西橡胶树中克隆了一个UBC基因,用半定量RTPCR分析基因表达模式,同时对基因编码蛋白进行生物信息学分析。结果表明,基因长681 bp,最长开放阅读框555 bp,预测编码蛋白包含184个氨基酸;序列比对分析发现,该基因编码的蛋白具有一段保守的UBC结构域,与拟南芥E2成员UBC5(At1g63800)具有较高的相似性,故将该基因命名为HbUBC5。半定量RT-PCR分析结果表明,HbUBC5在巴西橡胶树胶乳中表达最高,在树皮中表达最低。HbUBC5在叶片不同发育时期表达模式存在变化,在古铜期最低,在稳定期最高。与健康橡胶树相比,死皮树胶乳中HbUBC5表达量明显下降。HbUBC5表达还受乙烯和茉莉酸调控。以上结果表明,HbUBC5可能在巴西橡胶树死皮、产排胶、乙烯和茉莉酸反应中发挥作用。