天山雪莲sikP基因提高番茄类黄酮含量的研究

【目的】将克隆得到的天山雪莲sikP基因转入番茄中,以提高番茄类黄酮的含量。【方法】利用农杆菌介导的叶盘法,把天山雪莲MYB转录因子sikP基因的植物过表达载体pBI121-35S-sikP转入番茄,利用PCR和RT-PCR技术检测目的基因是否整合到番茄中并表达,将获得的转基因番茄和对照番茄生根后移栽至花盆中,分别对其类黄酮含量进行检测。【结果】在获得5株转基因番茄中,测得转基因番茄总黄酮质量分数明显提高,是对照组番茄总黄酮质量分数的5.4倍。【结论】天山雪莲Myb转录调控因子sikP基因对番茄次生代谢具有重要的调控作用,能够有效地提高番茄类黄酮的含量。     

草莓花青苷分子调控机理的初步研究

为了初步阐明草莓花青苷合成调控的分子机理,文章从章姬、红颊、丰香、红花、越丽、越珠和10-26-77等草莓品种(系)中扩增了与调控草莓花青苷合成相关的MYB10和MYB1基因的c DNA和DNA全长以及MYB10基因的启动子序列。利用荧光定量PCR分析了章姬和10-26-77不同果实发育阶段的基因表达模式,利用高效液相色谱法(HPLC)分析了这2个草莓品种(系)在不同发育时期的花青苷含量。结果表明,不同草莓品种(系)的MYB10和MYB1基因在c DNA序列上没有差别,但DNA序列上存在SSR位点。MYB10在调节草莓果实花青苷合成代谢中起着决定性的作用,花青苷含量的变化与MYB10基因的表达变化趋势一致。不同草莓品种在MYB10转录因子基因启动子序列上的差异是导致基因转录调控不同的根本原因,从而调控草莓花青苷合成基因的转录表达水平,使得草莓花青苷含量有差异,呈现出颜色上的深浅。     

银杏雄株叶片和花粉主要类黄酮成分含量分析

【目的】研究江苏省46个银杏实生雄株(系)叶片和花粉类黄酮化合物主要成分及其含量,为合理开发利用银杏雄株种质资源提供理论依据。【方法】运用HPLC技术分析不同株系叶片和花粉甲醇(乙醇)-盐酸水解溶液中主要黄酮苷元的含量,并采用三因子法计算总黄酮苷含量。【结果】不同银杏雄株叶片和花粉的黄酮含量存在较大差异,通过设定黄酮苷元和总黄酮含量的选择域值,发现扬州有4个品系(扬州03、04、10、20)、泰州有2个品系(泰州08、13)、徐州有2个品系(徐州04、09)符合叶用标准,扬州有10个品系(扬州02、03、04、08、09、10、12、15、18、20)符合花粉用标准。银杏雄株叶片和花粉均含有槲皮素、山奈酚和异鼠李素3种黄酮苷元,但含量不同,叶片中三者差别不大,而花粉中以山萘酚为主,花粉总黄酮平均含量约为叶片的1.42倍。【结论】通过黄酮苷元和总黄酮含量的分析,根据设定的选择指标,可以得到优良的叶用或花粉用单株供生产利用,为银杏雄株资源的综合利用提供了参考。     

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。     

新疆红肉苹果杂种一代4个株系类黄酮含量及其合成相关基因表达分析

【目的】研究新疆红肉苹果(Malus sieversii f.neidzwetzkyana(Dieck)Langenf.)与‘富士’(M.domestica cv.Fuji)等苹果品种杂交后代株系间果实类黄酮合成差异的分子机理,为进一步完善功能型苹果育种的理论与技术体系提供科学依据。【方法】以紫红2号及红脆1、2、4号等红肉程度存在明显差异的4个苹果株系发育后期的果实为试材,进行MYB10启动子基因型鉴定,并测定类黄酮组分和含量,分析类黄酮合成相关基因的表达。【结果】红脆1、2、4号MYB10启动子基因型均是R6R1型,而紫红2号启动子类型为R6R6型。红脆1号和紫红2号果实成熟期类黄酮含量分别为3.0 mg·g~(-1)和3.1 mg·g~(-1);紫红2号花青苷含量(23.9 U·g~(-1) FW)是红脆1号(12.2 U·g~(-1) FW)的2倍,其他类黄酮组分含量(1 635.3 mg·kg~(-1))仅是红脆1号的69%。紫红2号MYB10和UFGT等转录因子及花青苷合成基因在果实发育后期(花后110—125 d)均具有较高的表达量;红脆4号的MYB10虽然在果实发育后期(花后110—125 d)表达量较高,但b HLH3、TTG1、ANS和UFGT表达量较低。红脆1、2、4号类黄酮组分含量分别为2 355.0、1 247.5和1 337.5 mg·kg~(-1),差异显著;红脆1号MYB12转录因子及FLS、LAR和ANR等类黄酮生物合成相关结构基因表达量较高,而MYB16和MYB111表达量较低;红脆2、4号MYB12转录因子及FLS、LAR和ANR等类黄酮生物合成相关结构基因表达量较低,而MYB16和MYB111转录因子表达量较高。【结论】MYB10、b HLH3和TTG1等转录因子及ANS和UFGT等花青苷生物合成结构基因在果实发育后期高水平表达,可能是导致紫红2号成熟期果肉花青苷含量高的主要原因,而MYB12、MYB16和MYB111等转录因子及DFR、FLS、LAR和ANR类黄酮生物合成相关结构基因的差异表达,可能是导致红脆1、2、4号等3个株系类黄酮组分及含量差异的主要原因。     

基于RNA-seq的绿芦笋嫩茎冷藏期间茉莉酸信号变化研究

【目的】为探讨茉莉酸（JA）对绿芦笋采后品质变化进程的影响及其分子机制，对绿芦笋采后冷藏过程中JA含量与品质变化之间的关系以及不同冷藏时期转录组数据进行挖掘分析。【方法】测定绿芦笋冷藏期间品质变化相关指标以及JA含量的变化，采用RNA-seq技术分析绿芦笋5个冷藏时期嫩茎顶部组织的转录组变化，筛选富集于JA生物合成及信号转导途径的差异表达基因（DEGs），并通过实时荧光定量PCR技术对其中4个基因的表达模式进行验证。【结果】随着贮藏时间延长，绿芦笋的感官评分分值显著下降，失重率显著上升，顶部组织的硬度不断下降，基部组织的硬度呈先升后降；贮藏当天呼吸速率极高，但随着贮藏期的延长呈现先降后升的变化模式。JA含量在贮藏前几个小时含量急剧增加，贮藏期间则呈现先降后升的变化模式，且顶部组织JA含量极显著高于基部；5个时期嫩茎顶部组织中富集于茉莉酸生物合成及信号转导途径的差异基因分别有32个和11个，而其中最关键的基因分别有16个和9个。茉莉酸生物合成途径中，上调表达的差异基因主要涉及JA合成前体物质的产生以及下游调控步骤。JA信号转导途径转录调控非常活跃，以JA活化以及识别蛋白COI1的诱导表达...     

芦笋不同采收模式下产量、皂苷含量及皂苷合成基因HMGS,FPPS和SS表达研究

为研究不同采收模式对芦笋产量、皂苷量及其皂合成基因表达的影响,通过对弥勒三年生芦笋(泽西骑士),进行白芦笋、光头绿芦笋、留母茎绿芦笋3种芦笋采收方式的小区试验,测定小区产量并收集芦笋样品;测定样品中总皂苷及薯蓣皂苷元的含量;设计引物,RT-PCR克隆皂苷合成中的羟甲基戊二酰辅酶A合酶(Ao HMGS)、发尼烯合酶(Ao FPPS)和沙烯合酶(Ao SS)全长编码序列,并检测这些基因在不同采收模式和不同部位的表达。结果表明:相对于白芦笋,光头采绿芦笋与留母茎采绿芦笋获得较高产量,后者采收芦笋含有最高总皂苷与薯蓣皂苷元。q-RT-PCR分析表明:不同采收模式芦笋Ao HMGS、Ao FPPS和Ao SS的表达与总皂苷及薯蓣皂苷元的含量呈明显负相关,而同一模式、同一嫩茎不同部位间并不存在相关关系,其可能与留母茎采收过程中,母茎中合成薯蓣皂苷元及总皂苷能部分转运至商品笋中有关。该研究确定留母茎芦笋采收具有较好的皂苷含量,是值得推广的生产模式。     

茶树MYB7转录因子功能的研究

MYB转录因子是一类类黄酮代谢途径的重要调控因子,但是茶树中相关研究依然很少。克隆1条第7亚族R2R3-MYB基因,其开放阅读框为994 bp,编码328个氨基酸。荧光定量分析表明,Cs MYB7-1在茶树各个组织中均有表达,其中在花中表达最高而在根中表达最低;Cs MYB7-1的表达受到甘露醇处理的诱导。过表达Cs MYB7-1的烟草花色和花的形态并没有表现出特殊的症状,但是LC-3Q/MS分析表明过表达Cs MYB7-1基因的烟草花中咖啡奎宁酸和芸香苷含量升高,而山奈酚-3-O-芸香苷的含量降低;荧光定量分析表明,转基因烟草中类黄酮代谢途径中的一些关键基因相对表达发生了变化。     

观赏海棠叶片McmiR159a克隆及功能验证

【目的】为了验证观赏海棠叶片McmiR159a对花色苷代谢的调控作用。【方法】以观赏海棠红叶品种‘王族’为试验材料,确定McmiR159a前体基因序列并对其靶基因进行预测,构建McmiR159a过表达载体并瞬时转入‘王族’组培苗。其次通过高效液相色谱和qRT-PCR分析瞬时侵染植株中花色苷的含量及其合成途径中结构基因的表达量。【结果】结果表明,McmiR159a在观赏海棠中过表达下调其靶基因表达,上调花色苷代谢途径关键基因的表达,进而增加花色苷的含量。【结论】研究结果表明,观赏海棠中McmiR159a对花色苷的合成具有正调控作用。     

观赏海棠中McmiR160a的克隆及调控红叶着色的功能分析

【目的】为了验证观赏海棠叶片McmiR160a对花色素苷代谢的调控作用。【方法】以观赏海棠常色红叶品种‘王族’为试验材料,确定miR160a的前体基因序列并对其靶基因进行预测,克隆McmiR160a前体序列并构建过表达载体并瞬时转入‘王族’组培苗。通过高效液相色谱和qRT-PCR分析瞬时侵染植株中花色素苷的含量及其合成途径中结构基因的表达量。【结果】结果表明,在观赏海棠中过表达McmiR160a可以降低花色素苷的含量,同时降低其靶基因和花色素苷代谢途径关键基因表达水平。【结论】研究结果表明,观赏海棠中McmiR160a对花色素苷的合成具有负调控作用。     

观赏海棠中McmiR160a的克隆及调控红叶着色的功能分析

【目的】为了验证观赏海棠叶片McmiR160a对花色素苷代谢的调控作用。【方法】以观赏海棠常色红叶品种‘王族’为试验材料,确定miR160a的前体基因序列并对其靶基因进行预测,克隆McmiR160a前体序列并构建过表达载体并瞬时转入‘王族’组培苗。通过高效液相色谱和qRT-PCR分析瞬时侵染植株中花色素苷的含量及其合成途径中结构基因的表达量。【结果】结果表明,在观赏海棠中过表达McmiR160a可以降低花色素苷的含量,同时降低其靶基因和花色素苷代谢途径关键基因表达水平。【结论】研究结果表明,观赏海棠中McmiR160a对花色素苷的合成具有负调控作用。     

观赏海棠中McmiR160a的克隆及调控红叶着色的功能分析

【目的】为了验证观赏海棠叶片McmiR160a对花色素苷代谢的调控作用。【方法】以观赏海棠常色红叶品种‘王族’为试验材料，确定miR160a的前体基因序列并对其靶基因进行预测，克隆McmiR160a前体序列并构建过表达载体并瞬时转入‘王族’组培苗。通过高效液相色谱和qRT-PCR分析瞬时侵染植株中花色素苷的含量及其合成途径中结构基因的表达量。【结果】结果表明，在观赏海棠中过表达McmiR160a可以降低花色素苷的含量，同时降低其靶基因和花色素苷代谢途径关键基因表达水平。【结论】研究结果表明,观赏海棠中McmiR160a对花色素苷的合成具有负调控作用。     

红肉苹果分裂素响应基因MdMYB308的克隆与表达分析

【目的】细胞分裂素是调控植物花青苷合成的重要激素,从新疆红肉苹果杂种一代优系‘紫红3号’中克隆得到分裂素响应基因Md MYB308,研究其在细胞分裂素调控苹果花青苷合成中的作用,为进一步完善红肉苹果育种的理论与技术体系提供参考。【方法】以红肉苹果‘紫红3号’(新疆红肉苹果与‘富士’杂交1代)的红色幼嫩叶片为外植体诱导的红色愈伤组织为试材,设计引物利用PCR克隆Md MYB308,对其进行生物信息学分析;并用不同浓度细胞分裂素处理,采用荧光定量PCR分析Md MYB308及花青苷合成相关基因的表达;通过酵母双杂交试验、荧光双分子互补试验验证Md MYB308与Mdb HLH3的互作关系。【结果】在‘紫红3号’中克隆获得Md MYB308全长,其包含768 bp完整的开放阅读框,编码255个氨基酸,预测其编码蛋白质分子量为28.37 kD,等电点为8.94;系统进化树分析表明,Md MYB308与At MYB4、Fa MYB1、At MYBL2在同一个进化枝上,氨基酸序列比对发现,Md MYB308蛋白存在EAR抑制序列;提高6-BA浓度有利于苹果愈伤组织花青苷的累积,与无细胞分裂素处理相比,1 mg·L~(-1) 6-BA处理愈伤花青苷合成结构基因Md CHS、Md DFR、Md UFGT与转录基因Md MYB10、Mdb HLH3的表达量升高,而Md MYB308表达被抑制;酵母双杂交与荧光双分子互补试验表明,Md MYB308与Mdb HLH3能相互作用。【结论】细胞分裂素(6-BA)可能通过抑制Md MYB308的表达影响Md MYB308与Mdb HLH3的结合从而促进花青苷的累积。     

三七绿紫地上茎bHLH、MYB和WD40转录水平的纵向变化及其与花色苷含量的关系

【目的】探究三七绿紫地上茎中三七碱性螺旋-环-螺旋蛋白基因(basic helix-loop-helix gene, bHLH)、v-myb骨髓母细胞增多症病毒癌基因同源物基因(v-myb myeloblastosis viral oncogene homolog,MYB)和WD40蛋白基因(WD40 gene, WD40)转录水平的纵向变化及其与总花色苷含量(total anthocyanin content,TAC)的相关性。【方法】将平均高度约为18 cm的一年生三七绿紫地上茎植株的地上茎均分为18个茎段,分别用实时荧光定量PCR (qRT-PCR)和分光光度法检测各茎段中bHLH、MYB和WD40的转录水平以及TAC。【结果】从三七绿紫茎的顶部到基部,三七bHLH、MYB和WD40转录水平的纵向变化大致分别表现为1条"多峰"、"W"形和"W+倒V"形曲线,其最高转录水平分别出现在茎段7、10和7,且三者转录水平在不同茎段间的差异分别到达了显著(P0.05)、极显著(P0.01)和极显著(P0.01)水平;TAC的纵向变化则粗略表现为1条"单峰"曲线,最高TAC出现在茎段8,且TAC在不同茎段间的差异达到了极显著水平;bHLH、MYB和WD40转录水平与TAC之间均呈正相关,其Pearson相关系数规律为MYBbHLHWD40。【结论】对于一年生三七绿紫茎花色苷合成而言,3个转录因子基因的差异性贡献为MYBbHLHWD40。本研究结果可为三七地上茎花色苷合成转录调控的探究提供参考。     

茄萼花色苷合成相关基因DFR和MYB克隆及表达分析

【目的】花色苷是一类通过类黄酮途径合成的水溶性次生代谢产物,既能使植物的不同器官呈现红、紫、蓝等颜色,还有利于人体健康。紫茄富含花色苷,但是有关茄萼花色苷生物合成的分子机制还不是很清楚。本研究旨在通过克隆茄萼花色苷合成相关基因DFR和MYB,测定其在不同发育时期不同颜色茄萼中的表达量,探究DFR和MYB在茄萼花色苷合成中的作用。【方法】选用绿萼和紫萼长茄(Solanum melongena L.)果萼为试材,测定不同p H条件下茄萼花色苷含量;通过RACE方法分离克隆DFR和MYB cDNA全长序列,分析DFR和MYB的保守结构域及序列特征;分别对DFR和MYB及其同源蛋白序列进行系统进化分析,构建系统进化树来进一步分析鉴定基因;使用Ex PASy网站提供的在线分析软件SOPMA预测蛋白质二级结构;利用实时荧光定量PCR方法检测目的基因在不同发育阶段果萼中的表达情况。【结果】从绿萼和紫萼长茄果萼中克隆了DFR和MYB片段,分别命名为ouSmDFR、dongSmDFR和ouSmMYB、dongSmMYB,Gen Bank登录号分别为:KX224250、KX224251和KX224253、KX224254。ouSmDFR和dongSmDFR全长分别为1 285 bp和1 249 bp,开放阅读框为858 bp和864 bp,分别编码285个和287个氨基酸;ouSmMYB和dongSmMYB全长分别为969 bp和959 bp,开放阅读框均为462 bp,编码153个氨基酸。蛋白质二级结构分析表明α-螺旋和无规则卷曲均为两个DFR蛋白和两个MYB蛋白的主要二级结构元件。序列比对表明DFR蛋白具有NADPH结构域(NADPH binding domain)和底物特异性结合结构域(Substrate specific binding domain),属于NADB-Rossmann超基因家族;MYB蛋白属于R2R3-MYB转录因子,具有R2、R3两个MYB结构域和b HLH结合域。ouSmDFR和dongSmDFR与St DFR和Sl DFR具有相对较高的同源性;ouSmMYB和dongSmMYB与Es MYB同源性较高。花色苷含量测定显示,紫萼果茄萼花色苷含量较高且随着果实的发育成熟而逐渐增加;而绿萼茄萼几乎检测不到花色苷。荧光实时定量PCR分析表明,DFR和MYB在紫萼长茄果萼中表达量均远高于绿萼长茄;从初蕾期到盛花期,紫萼长茄果萼中DFR和MYB表达量逐渐升高,而绿萼长茄则几乎没有变化,与两个品种茄萼颜色变化相一致。【结论】ouSmDFR和dongSmDFR属于NADB-Rossmann超基因家族,ouSmMYB和dongSmMYB为典型R2R3-MYB转录因子,DFR和MYB在紫萼长茄果萼中表达明显高于绿萼长茄。推测DFR和MYB在茄萼呈色中发挥作用,并且参与花色苷生物合成。     

红肉桃两类花色素苷积累模式与相关基因表达差异

【目的】分析中国主要红肉桃种质呈色类型及分子机理,为红肉桃种质优异基因发掘和分子标记辅助选择育种奠定理论基础。【方法】选择8份红肉桃种质和1份白肉桃种质为试材,分别在花后一个月开始采集样品,以后每隔10 d左右采集一次,至果实成熟期为止;用2%甲酸甲醇提取不同种质果肉的花色素苷,分别测定其在510 nm和700 nm的吸光值;利用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)方法,测定与花色素苷合成相关的13个关键结构基因和调节基因的表达水平。【结果】根据果实发育中后期花色素苷含量的变化趋势可将8份红肉桃种质分为2类,一类种质的花色素苷合成高峰出现在果实成熟期(成熟期积累型),如‘郑引82-9’‘大红袍’‘黑布袋’‘红桃’和‘天津水蜜’;另一类种质的花色素苷合成高峰出现在果实发育中期,在成熟期花色素苷含量有所下降(发育中期积累型),如‘哈露红’‘大果黑桃’和‘乌黑鸡肉桃’。在与花色素苷合成相关的结构基因中,Pp CHS和Pp UFGT的表达量与成熟期积累型种质的花色素苷含量的变化趋势一致;而发育中期积累型种质,果肉中花色素苷的大量积累与所有结构基因的表达趋势一致。在4个调控基因中,只有Pp MYB10.1的表达水平较高,且表达模式同红肉桃种质两类花色素苷积累模式相似。【结论】根据桃果肉着色规律和花色素苷积累模式,8份红肉桃可以分为成熟期积累型和发育中期积累型种质。Pp CHS和Pp UFGT是成熟期积累型种质的关键结构基因,而Pp MYB10.1在供试的所有红肉桃种质花色素苷合成中起关键作用。     

苦荞全生育期芦丁积累与其生物合成途径相关基因表达分析

【目的】探究苦荞全生育期芦丁含量变化与其合成途径关键酶基因和调控因子MYB基因表达量之间的相关性,以期进一步明确苦荞植株体内芦丁生物合成的分子机制。【方法】以九江苦荞为试验材料,整个生育期分别在萌发期、子叶期、真叶期、盛叶期、现蕾期、盛花期、灌浆期和籽粒成熟期共8个时期取材(S1—S8)。采用RT-PCR方法,克隆获得与黄酮类代谢相关的MYB类转录因子基因。采用T-coffee软件进行氨基酸同源序列比对及保守结构域分析。与拟南芥黄酮类代谢相关的MYB转录因子及荞麦同源MYB转录因子序列比对,基于邻近法构建系统进化树;实时荧光定量PCR技术分析芦丁合成途径中5个关键酶Ft CHS、Ft F3H、Ft4CL、Ft FLS-like和Ft UFGT及上述克隆到的MYB转录因子在不同组织中的表达模式。基于高效液相色谱法(HPLC)测定全生育期取材组织的芦丁含量。同时采用相关性分析方法分析不同组织中芦丁含量变化与基因表达模式的相关性。转换上述数据为矩阵,采用欧式距离法构建共表达层次聚类图谱。【结果】克隆到2个MYB类转录因子,即Ft MYB7和Ft MYB9,其核酸序列长度分别为876和912 bp,分别编码291和303个氨基酸残基。氨基酸序列同源性比对分析结果表明,二者均具有典型的R2R3保守结构域,为R2R3类型的MYB转录因子。结合Nr数据库中17个苦荞和3个拟南芥黄酮类代谢相关MYB转录因子同源氨基酸序列构建系统进化树,结果表明这22个基因分成6大类群,其中Ft MYB7属于第II类群,Ft MYB9属于第IV类群,二者分属于不同类群,暗示这2个MYB转录因子可能涉及调控植物生长发育过程中不同功能类型。荧光定量结果显示,Ft MYB7在S3(真叶期)和S5(现蕾期)基因相对表达量最高,达到501和867倍;Ft MYB9在S1(萌发期)和S2(子叶期)相对表达量最高,分别为34和72倍。上述基因表达量与芦丁含量变化模式相关性分析表明,8个生长时期中,Ft4CL、Ft CHS、Ft F3H、Ft UFGT和Ft MYB7相对表达模式与芦丁含量变化幅度呈正相关,其相关系数分别为0.748、0.683、0.704、0.890和0.862。而Ft FLS-like和Ft MYB9与芦丁含量的变化幅度呈负相关,其相关系数分别为-0.442和-0.501。【结论】Ft MYB7和Ft MYB9转录因子在整个生育时期中表达模式存在明显差异。其中Ft MYB7可能在苦荞芦丁积累的过程中起到正调控作用,而Ft MYB9则为负调控作用。     

葡萄中调控果皮颜色相关基因的研究进展

果皮颜色是影响葡萄及葡萄酒品质的重要指标之一,也是果实成熟过程中最明显的变化之一。类黄酮物质,特别是花色苷的合成对果实颜色具有至关重要的作用,它们的合成受到结构基因和调节基因的控制。从花色苷的生物合成途径展开,阐述了结构基因的种类、表达特性,调节基因的所属家族、调节特点等方面,特别介绍了MYB基因家族对结构基因的调控,以期为葡萄的颜色合成机理研究提供理论依据。     

芦笋育种研究的进展

芦笋育种均以培育全雄系和无性系杂交品种为目标。因为芦笋是雌雄异株植物,雄株开花时间比雌株早1个月左右,开花节位比较低,雄株寿命也比雌株长。雄株光合作用产生的同化物比雌株高27％,雄株拟叶比雌株平均重20％以上。雄株分枝比较密集,其芽数、幼茎数也比较多,所以雄株产量高。     

大豆类黄酮糖基转移酶基因UGT73C19的功能研究

【背景】 类黄酮是大豆中积累的一类重要的植物次生代谢产物,参与大豆的生长、发育和抗逆等诸多生理活动。由UDP-糖基转移酶（UGT）催化的糖基化修饰是类黄酮生物合成的关键步骤。【目的】 通过系统研究大豆UGT73C19编码重组酶的体外酶活特性和体内特性,完善大豆黄酮类化合物合成和积累的机制,为大豆品质的遗传改良提供基因资源和理论基础。【方法】 通过高效液相色谱（HPLC）的方法检测大豆核心种质资源叶片中类黄酮的种类和含量,通过qRT-PCR的方法检测了UGT的表达水平。以大豆Williams 82叶片cDNA为模板,克隆得到UGT73C19的编码区序列。使用MEGA5和DNAMAN软件进行多重序列比对,并构建进化树。通过原核表达系统获得UGT73C19的重组蛋白,分析UGT73C19重组蛋白对各种类黄酮苷元的糖基转移活性,并通过高效液相色谱-质谱（HPLC-MS）对产物进行鉴定,确定重组蛋白的糖基化位点。利用qRT-PCR技术对UGT73C19在大豆不同组织的表达水平进行分析。构建植物过量表达载体,通过花序浸染法转化拟南芥,获得UGT73C19表达量高的纯合株系,检测转基因株系叶片和种子中类黄酮的种类和含量。【结果】 通过HPLC分析大豆核心种质资源叶片类黄酮成分,发现不同品种中类黄酮的成分和含量存在明显差异。根据类黄酮成分的不同,将大豆核心种质分为12种不同的类型。大豆核心种质资源叶片中总黄酮的含量与UGT73C19的表达水平呈正相关关系。克隆得到UGT73C19的编码区序列,全长1 482 bp,编码493个氨基酸,UGT73C19蛋白在C-端有一个保守的PSPG结构域。体外酶活分析表明,重组的UGT73C19蛋白对6种类黄酮苷元（山奈酚、槲皮素、杨梅素、芹黄素、大豆苷元和染料木素）都具有糖基转移活性,其中对槲皮素的催化效率最高;糖基化位点分别位于类黄酮的5位和7位羟基上,重组UGT73C19蛋白的糖基化底物和位点具有多样性。过量表达UGT73C19的拟南芥叶片和种子中的类黄酮总量明显升高,其中叶片中总黄酮含量提高49%—70%,种子中总黄酮的含量提高34%—37%;尤其是种子中槲皮素3-O鼠李糖的含量显著增加。【结论】 UGT73C19蛋白是催化合成大豆中多个类黄酮糖苷的关键糖基转移酶,过量表达UGT73C19可以提高转基因植物中黄酮醇糖苷和类黄酮的含量。