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。     

两个红梨品种花色苷合成相关基因及转录因子MYB10表达模式分析

为研究不同红色梨品种着色差异的原因,以西洋梨品种红星和砂梨品种满天红为试材,通过荧光定量PCR方法,分析果皮中花色苷合成基因PAL、CHS、CHI、F3H、DFR、ANS、F3GT和转录因子MYB10基因在果实不同发育期的转录特性。结果表明,在红星中除PAL外,花色苷合成基因表达量与果皮花色苷含量变化一致,先升高后降低;在满天红中,PAL和F3GT在果实转色期表达量最高,其他基因表达量随果实发育而下降。转录因子MYB10在红星整个果实发育期表达水平都很低,在满天红转色期呈现峰值,且表达量是红星的50倍以上。红星着色程度可能由多个基因协同作用,而满天红着色可能受关键基因F3GT的影响,MYB10可能通过调控F3GT的表达从而调控满天红的着色。     

基于转录组测序的铁皮石斛黄酮代谢途径及相关基因解析

【目的】分析铁皮石斛Dendrobium officinale黄酮类化合物的生物合成途径及相关基因,为铁皮石斛黄酮类化合物代谢调控、药用价值的开发研究提供参考。【方法】利用Illumina HiSeq 4000测序平台对铁皮石斛2个生长阶段茎、叶进行高通量转录组测序,对组装获得的unigenes进行功能注释和黄酮类化合物的生物合成相关基因解析。【结果】铁皮石斛黄酮类化合物代谢相关Unigenes 48个,涉及14个酶。5个CHS相关Unigenes具有CHSlike保守结构域,活性位点氨基酸残基(Cys-His-Asn)高度保守,丙二酰辅酶A结合位点和产物结合位点的部分氨基酸残基发生变异。CHI(Unigene0013781)属于类型I查尔酮异构酶,异构化6′-羟基查尔酮为5-羟基黄烷酮。表达分析表明,2个生长时期的茎和叶,CHS(Unigene0008250)、 CHI(Unigene0013781)和F3H的表达量都高于CHS(Unigene0012884)和C3′H。【结论】通过对转录组数据分析,共获得铁皮石斛黄酮类化合物代谢相关Unigenes48个,涉及14个酶;5个CHS相关Unigenes中,2个编码查尔酮合酶,3个编码联苄合酶;CHI(Unigene0013781)属于类型I查尔酮异构酶。     

烤烟成熟期烟叶木质素代谢和保水性变化及其相关分析

【目的】分析不同烤烟品种成熟过程中木质素及保水性变化,为揭示烤烟品种特性提供理论支撑。【方法】以秦烟96、K326和中烟100中部烟叶为材料,测定了打顶后不同成熟时间烟叶的木质素含量与其相关代谢酶(苯丙氨酸转氨酶(PAL)、肉桂酸4-羟化酶(C4H)、4-香豆酰CoA连接酶(4CL)、香豆酸3-羟化酶(C3H)和肉桂醇脱氢酶(CAD))活性以及烟叶的保水力和相对含水量变化。【结果】不同品种烤烟烟叶在打顶后成熟过程中保水力及相对含水量各时期均表现为K326最高,秦烟96次之,中烟100最低;不同品种烤烟烟叶在打顶后成熟过程中的木质素含量存在明显差异,基本表现为K326含量最高,秦烟96次之,中烟100最低;不同品种烤烟烟叶在打顶后成熟过程中的PAL活性呈先缓慢升高后降低的变化趋势,C4H、4CL和CAD活性呈先降低后缓慢升高而后再降低的变化趋势,C3H活性呈先降低后升高的变化趋势;烟叶木质素含量与保水力和相对含水量呈显著正相关;PAL、C4H和CAD活性与木质素含量呈显著正相关,4CL和C3H活性与木质素含量相关性不显著。【结论】较高的PAL和CAD活性是木质素含量增加的酶学基础,烟叶木质素含量高低可以作为衡量烤烟品种烟叶保水能力强弱的一个指标。     

海岛棉与陆地棉不同纤维发育时期苯丙烷代谢相关基因表达差异比较

[目的]比较研究在海岛棉与陆地棉纤维发育过程中苯丙烷代谢相关基因(PAL和4CL)表达模式的差异.[方法]利用荧光定量PCR,检测不同品种来源纤维在不同发育时期目的基因表达量.[结果]发现PAL1及4CL1基因的表达量随纤维发育天数的增加而增加,在陆地棉军棉1号中,基因表达量在15 DPA达到最高,而在海岛棉新海20号中PAL1及4CL1基因的表达高峰期则为20DPA.[结论]发现PAL1基因与4CL1基因的表达模式在海岛棉与陆地棉纤维发育过程中出现差异,海岛棉中两个基因的表达高峰期均晚于陆地棉,为逐步揭示海岛棉和陆地棉纤维品质差异的分子机理奠定了一定实验基础.     

烟草不同叶位多酚含量及相关酶活性变化的研究

为分析烟叶在生长过程中的次生代谢物质动态变化特征、相关酶的活性变化规律,以3个烤烟种植试验点的烤烟为研究对象,研究不同叶位烟草叶片多酚类物质含量、抗氧化活性和表达量。结果表明,同一个采样点中,不同叶位烟叶多酚类物质含量表现为上叶位中叶位下叶位。不同叶位烟草叶片PAL、PPO、C4H和4CL活性以上叶位最高。通过多酚体外抗氧化测定,表明不同叶位多酚对DPPH和羟基自由基有一定的清除能力。荧光定量PCR检测发现,PAL基因和PPO基因在上叶位中的表达显著高于其他叶位。烤烟生长过程中的次生代谢物质动态变化,相关酶的活性变化及基因表达水平与烟叶成熟度存在一定的关联。     

槐米槐叶中黄酮类物质合成相关酶基因研究

[目的]槐米(Sophora japonica)是我国一种传统的中药材,广泛应用于医药,食品和工业染料领域。由于黄酮类化合物是槐米中的主要成分,但其在基因水平上的积累规律研究较为薄弱。本研究通过前期槐米不同采收期(7月和9月)及不同组织部位(槐米和槐叶、槐枝)的转录组数据库进行分析,[方法]从中找到13个与黄酮类化合物生物合成相关的酶基因,并利用实时荧光定量PCR技术(RT-qPCR)对这13个酶基因进行分析。[结果]1)与槐米相比,除基因FLS、PAL、4CL和IFS在槐叶中的表达量高外,其余9个酶基因(Naringenin 3-dioxygenase、ANR、HCT、CHS、LDOX、LAR、F3′H、CCoAOMT和IFS)mRNA的表达量在槐米中均高于槐叶;(2)在比较不同采收期槐米中与黄酮类物质生物合成相关的酶基因表达水平时发现,除F3′H外,其余基因在7月采收槐米中的表达量均高于9月。[结论]本研究通过RT-qPCR分析不同采收期槐米与槐叶中与黄酮类物质生物合成相关的mRNA表达量,明确了槐米的最佳采收期为7月,并为后续通过基因工程进行米槐种质遗传改良奠定基础。     

红麻查尔酮合成酶及其异构酶基因的克隆与表达分析

[目的]克隆红麻查尔酮合成酶(CHS)及其异构酶(CHI)基因并构建CH基因的植物表达载体,为进一步研究其在红麻育性及抗逆性中的作用奠定基础.[方法]提取红麻不育系(P3A)、保持系(P3B)花药RNA和DNA,以红麻花药转录组高通量测序数据为基础,利用同源克隆技术获得CHS和CHI基因,并利用载体重组技术构建CHS基因植物表达载体.[结果]红麻CHS基因cDNA全长序列为1236 bp,包含一个1170bp开放阅读框,编码389个氨基酸;其DNA序列全长为1329bp,包含2个外显子和1个内含子.CHI基因cDNA序列为724 bp,最大开放阅读框为630bp,编码209个氨基酸;其DNA序列全长为1087 bp,包含4个外显子和3个内含子.[结论]成功克隆获得红麻CHS和CHI基因的序列,构建的CHS基因植物表达载体pBI121-CHS可用于该基因功能的研究.     

ALA对苹果幼果黄酮含量及CHS和CHI基因表达的影响

【目的】分析5-氨基乙酰丙酸(ALA)处理对苹果幼果黄酮含量及查尔酮合成酶基因(CHS)、查尔酮异构酶基因(CHI)表达量的影响,以确定适宜的ALA处理质量浓度和处理时间。【方法】在苹果疏果期前,用0(对照),100,200,300和400mg/L ALA处理苹果幼果,采用紫外分光光度法测定ALA处理后3,6,9,12d幼果中的黄酮含量,同时利用荧光定量法测定幼果中CHS和CHI基因的相对表达量。【结果】在ALA质量浓度为0~300mg/L时,随着ALA质量浓度的升高,苹果黄酮含量与CHS、CHI基因表达量均相应升高;在ALA质量浓度升至400mg/L时,各项指标均表现出下降趋势。用不同质量浓度ALA处理苹果幼果后,幼果的黄酮含量和CHS、CHI基因表达量均较对照明显提高,其中黄酮含量在处理后12d达到最高,而CHS和CHI基因相对表达量在处理9d时达到最高,12d后开始下降。【结论】为提高苹果疏除果中的黄酮含量,宜选择300mg/L的ALA在疏果前6~9d对苹果幼果进行喷洒。     

水分胁迫对赤霞珠葡萄果实花色苷生物合成的影响

为研究不同水分胁迫对葡萄果实花色苷生物合成相关基因表达与总花色苷质量分数之间的关系。以3 a生‘赤霞珠’为试材,在果实转色前1周进行水分胁迫处理,测定了采收期葡萄果实百粒质量、可溶性固形物质量分数、可滴定酸质量浓度、总酚和单宁质量分数,用pH示差法和qRT-PCR技术分别检测果实总花色苷质量分数和花色苷合成相关基因的表达量。结果表明:轻度和中度胁迫降低了采收期果实百粒质量和可滴定酸质量浓度,增加了可溶性固形物质量分数、单宁和总酚质量分数。同时,轻度和中度胁迫也提高了果实成熟过程中总花色苷质量分数,在花后110 d达到最大,分别为0.241%和0.228%;轻度和中度胁迫上调了PAL、 CHS1、DFR、 F3′H、 F3′5′H、UFGT和 MybA1基因的表达量,其中花后90 d, CHS1、 F3′H、 F3′5′H和 MybA1基因的表达量最高;花后100 d,PAL和DFR基因的表达量最高;花后110 d,UFGT基因的表达量最高。重度水分胁迫会降低果实成熟后期 CHS1、 F3′H、 F3′5′H和UFGT表达量。相关性分析表明,中度水分胁迫 CHS1表达量与总花色苷质量分数呈显著正相关,重度水分胁迫PAL和 MybA1基因表达量与总花色苷质量分数呈显著正相关。轻度和中度水分胁迫促进葡萄花色苷生物合成中相关基因的表达,从而提高葡萄果实总花色苷质量分数。     

不同典型浓香型产区烟叶化学成分差异分析

对我国8个典型浓香型烟叶产区(安徽皖南、广东南雄、河南许昌、河南漯河、河南南阳、湖南浏阳、湖南郴州、山东潍坊)X2F、C3F和B2F等级的烟叶,共计72个烤烟样品主要化学成分及其派生值进行分析和评价。结果表明,不同地区烟叶化学成分的差异主要表现在总糖、还原糖、钾、糖碱比和钾氯比几个方面,安徽皖南、广东南雄、湖南郴州和湖南浏阳4个南方浓香型烟区总糖、还原糖和钾含量较高,糖碱比与钾氯比较大,河南许昌、河南漯河、河南南阳和山东潍坊4个黄淮烟区与之相反;安徽皖南、广东南雄、湖南郴州、湖南浏阳产区钾氯比适宜,河南许昌、河南漯河、河南南阳、山东潍坊产区糖碱比较适宜。     

呈色机制不同的桃叶片花色素苷积累及合成相关基因表达的季节性差异

[目的]红叶桃叶片夏季呈现高温"返青"现象,而早熟桃夏季果实采收后叶片逐渐变红,2种桃叶片呈色规律相反。测定其花色素苷生物合成相关结构基因和转录因子表达特性,分析与叶片呈色之间的关系。[方法]以红叶桃品种‘筑波5号’和‘洛格红叶’、早熟桃品种‘早美’和‘春蕾’以及绿叶桃品种‘京蜜’为试材,分别在春、夏、秋3个季节测定其叶片花色素苷含量、叶片色差以及与叶片花色素苷生物合成相关的结构基因(CHS、CHI、F3H、F3'H、DFR、LDOX、UFGT)和调节基因(MYB10、b HLH3、WD40、MYBPA1、MYB15、MYB16、MYB111、MYB123)的时空表达。[结果]2个红叶桃品种花色素苷含量在夏季下降,秋季回升;2个早熟桃品种夏季叶片逐渐变红,花色素苷含量一直增加;而绿叶桃叶片一直处于绿色,花色素苷含量基本保持稳定。结构基因中CHS、CHI、F3'H、DFR、LDOX、UFGT和调节基因中MYB10、MYBPA1、MYB16、MYB111、WD40、b HLH3的表达水平与桃叶片中花色素苷含量呈正相关;而MYB15和MYB123基因的表达水平与桃叶片中花色素苷含量呈负相关。[结论]6个结构基因和6个调节基因表达水平与红叶桃、早熟桃花色素苷积累关系密切,表明其在调控桃叶片着色过程中起重要作用。     

云南省烟草局科技项目（08A08）资助。

以烤烟K326为试验材料,分别种植在河南平顶山和云南玉溪,研究2生态区烤烟叶片发育过程中色素、降解产物含量变化规律和色素合成途径中关键酶基因表达变化规律。结果表明,在叶片发育前期,河南烤烟中类胡萝卜素和叶绿素的含量接近甚至高于云南烤烟的水平,在发育后期,河南烤烟中类胡萝卜素和叶绿素含量明显减少,远远低于云南烤烟水平;云南烟叶色素降解多于河南烟叶的降解。质体色素合成关键酶基因随叶片发育表达量呈现总体降低趋势,云南烤烟中诸基因的表达强度均高于河南烤烟的相应时期,尤其是在发育后期,河南烤烟色素合成相关基因的表达呈陡降趋势。     

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。     

白茶萎凋过程中儿茶素合成关键酶基因表达分析

[目的]研究白茶萎凋过程中茶多酚、儿茶素组分含量变化与其合成途径中关键酶基因的动态表达,为优化白茶的萎凋工艺提供参考依据.[方法]以不同萎凋阶段的白茶为原料,分别采用福林酚(Folin-Ciocalten)比色法和高效液相色谱法(HPLC)测定茶多酚、儿茶素组分含量的变化,并以实时荧光定量PCR检测白茶萎凋过程中与儿茶素物质代谢合成相关基因(PAL、C4H、CHS、CHI、F3'5'H、FYH、F3H、DFR、LAR、ANS、ANR和UGGT)的相对表达量.[结果]白茶萎凋过程中茶多酚含量呈逐渐降低趋势,儿茶素组分中表儿茶素(EC)、没食子儿茶素(GC)、表没食子儿茶素(EGC)、表儿茶素没食子酸酯(ECG)含量整体上呈先上升后下降的变化趋势,且均在萎凋历时32h出现最大值.实时荧光定量PCR检测结果表明,儿茶素生物合成途径关键酶基因PAL、C4H、CHI、F3H、F3'H、F35'H、DFR、LAR、ANR和UGG丁均在萎凋历时32 b呈上调表达,CH基因则随萎凋历时的增加呈下调表达趋势,ANS基因表达在整个萎凋过程中呈先上升后下降的变化趋势,在萎凋历时16 h达最大值.白茶萎凋过程中儿茶素合成途径关键基因表达水平具有调控儿茶素生物合成的作用.[结论]在白茶萎凋过程中,儿茶素生物合成途径关键酶基因PAL、C4H、F3H、FYH、DFR、LAR、ANR的表达与儿茶素组分单体EC、GC、EGC的积累规律基本一致,其最大值均出现在萎凋历时32 h,因此在制茶时可适当缩短萎凋时长,以提高白茶品质.     

不同肥料配比对黄芪有效成分合成关键酶基因表达的影响

为了探究不同肥料配比对黄芪有效成分合成途径的关键基因表达量的影响,以1年生黄芪为试材,选取3种诱导子(水杨酸、萘乙酸、硝普钠)以及固氮菌T16、T21和黄芪绿肥配制成肥料,按照正交试验设计4因素3水平的9个组合,利用实时荧光定量PCR对PAL、CHS和SS基因在不同配比施肥条件下黄芪根、茎部位的表达量进行测定分析。结果表明,不同肥料配比差异性地影响PAL、CHS、SS基因的表达量。因而,推断其可能会影响黄芪药效成分在根茎部位的合成与积累。     

环境光照改变马铃薯苯丙烷代谢途径相关酶和转录因子基因对低温胁迫的应答模式（英文）

[目的]通过实时荧光定量PCR分析不同环境温度和光照强度处理下,马铃薯苯丙烷类代谢途径关键酶基因,转录调节因子St R2R3-MYB和TGA基因表达情况。[方法]运用多因子及其互作逐步回归法建立光照强度、温度和处理时间影响基因表达的模式,逐步回归分析法研究St R2R3-MYB和TGA转录因子对苯丙烷类代谢途径关键酶基因的影响力。[结果 ]环境温度与St PAL、St DFR和St R2R3-MYB基因的表达量负相关,St TGA表达与温度正相关;环境光照强度与St CHS、St DFR和St R2R3-MYB表达正相关。环境光照强度和温度对St PAL和St DFR基因表达存在显著交互作用。[结论]环境光照强度影响马铃薯苯丙烷代谢途径关键酶St PAL和St DFR基因对温度的响应模式。马铃薯St R2R3-MYB转录调节因子对St CHS基因表达具有明显正向影响,而马铃薯St TGA转录调节因子对St DFR表达具有明显反向作用。     

引种红梨花青苷合成及相关因子变化

【目的】为探明引种云南红梨果实着色、花青苷生物合成及相关因子变化之间的关系。【方法】采用蒽酮比色及Na OH中和滴定等方法对早白蜜、中熟32及云红梨1号3个红梨品种不同成熟期果实的糖酸含量、花青苷的积累、生物合成酶(PAL、CHI)与抗氧化酶(CAT、POD、SOD)活性进行测定。【结果】3个品种可溶性糖的积累在果实成熟期达最大值,而此时可滴定酸降至最低;早白蜜花青苷积累趋势与CHI酶活性变化趋势一致,随着果实的生长发育进程推进呈逐渐下降的趋势;中熟32和云红梨1号PAL和CHI只在幼果期的酶活性较高,随着生长发育进程的推进呈逐渐下降趋势,但其花青苷的合成却随着果实的发育逐渐升高,在成熟期达最大值,分别为11和10.9 U/g FW;POD和SOD在3个品种中的活性变化与花青苷积累趋势基本一致,早白蜜的抗氧化活性较强,其POD和SOD也表现出较高的酶活性。【结论】花青苷生物合成酶在不同的红梨品种中作用不尽相同,CHI是早白蜜花青苷合成的关键酶,而对于中晚熟品种中熟32和云红梨1号PAL与CHI只参与花青苷的合成启动;抗氧化酶POD、SOD活性变化在3个品种中与花青苷的积累均呈现一定的相关性,且POD和SOD在早白蜜中还参与了其氧化抑制;果实中可溶性糖的积累对于花青苷的生物合成有一定的促进作用。     

芒果C4H基因的克隆及其表达分析

肉桂酸-4-羟基化酶(C4H)是植物苯丙烷合成途径的关键酶之一,其蛋白质活性和转录丰度直接影响植物中黄酮类化合物和芳香族化合物的生物合成量。根据已经报道的C4H基因的序列设计兼并引物,采用3'RACE、5'RACE方法,克隆得到芒果果实C4H基因的全长cDNA序列为1 680 bp。该基因开放阅读框为1 518 bp,编码505个氨基酸,分子量为58.08 ku。蛋白等电点为9.52,分析发现该基因主要定位在线粒体中。通过软件预测得到3种三级蛋白结构图;通过系统发育分析发现,该基因编码的蛋白与橄榄、可可等植物具有较近的亲缘关系。对不同着色的芒果品种的C4H基因表达进行分析发现,红色的贵妃品种中表达量最高,而绿色的桂七品种中表达量最低。     

采后硅酸钠处理及损伤接种对厚皮甜瓜CHS基因的诱导表达

以厚皮甜瓜品种"银帝"为试材,根据黄瓜查儿酮合成酶(CHS)基因设计引物,运用半定量RT-PCR技术,研究了采后100mmol·L-1硅酸钠浸泡处理对甜瓜果实CHS基因表达的影响.结果表明:PCR扩增所得片段(494bp)与黄瓜CHS基因同源,相似性为94%,可用于半定量RT-PCR分析;CHS基因在处理和对照中的表达丰度极低,无法检测;损伤接种T.roseum后第4d,CHS基因大量表达,且硅酸钠处理+损伤接种与对照+损伤接种差异达到最大,前者高出后者12%.