紫心甘薯二氢黄酮醇4-还原酶基因表达及酶活性与花色苷积累的相关性

 【目的】以块根着色部位和程度不同的2个紫心甘薯品种（系）‘A5’和‘山川紫’,以及白心甘薯品种‘禺北白’为试材,研究了紫心甘薯二氢黄酮醇4-还原酶（DFR）基因表达及其酶活性与花色苷积累的相关性。【方法】对紫心甘薯在不同生长时期各器官（叶、茎、块根）的花色苷含量和DFR的活性进行了测定,对二者之间的变化趋势进行了相关性分析。此外,通过实时荧光定量PCR检测了‘A5’、‘山川紫’和‘禺北白’块根中IbDFR基因的表达量,以及不同发育时期的山川紫块根中IbDFR基因的表达量,并测定了相应的花色苷含量变化。【结果】（1）在同一生长时期的各品种（系）甘薯中,着色程度深的器官,其花色苷的含量较高,DFR活性也较高,不同器官的DFR活性与相应的花色苷含量呈显著线性正相关;（2）在不同的生长时期,3个品种（系）甘薯各器官的花色苷含量与DFR活性的变化趋势相一致,并且呈显著线性正相关;（3）3个品种（系）甘薯中,着色程度深的块根,其花色苷的含量较高,IbDFR基因的表达量也较高;（4）在山川紫块根的3个发育阶段,随着根的膨大,花色苷含量逐渐升高,IbDFR基因的表达量也逐渐增大。【结论】在不同生长时期的甘薯各器官中DFR活性与花色苷含量均呈线性正相关,且紫心甘薯块根中IbDFR基因表达量的变化与其花色苷含量的变化趋势相一致,说明：DFR是紫心甘薯花色苷合成代谢过程中的关键酶;紫心甘薯花色苷是原位合成的。     

甘薯花青素合成酶(ANS)基因的克隆及其组织表达模式分析

从NCBI数据库中检索得到甘薯ANS序列,利用同源比对在前期转录组数据库中筛选获得同源序列,通过PCR反应克隆出甘薯ANS基因(IbANS)的c DNA全长序列,进而预测和分析IbANS基因的蛋白质序列,同时对其在不同甘薯品种的不同组织进行了实时定量PCR分析。结果表明,该c DNA具有最大开放阅读框(ORF),共1 086个碱基,编码362个氨基酸残基;ANS蛋白为亲水性蛋白质,不存在信号肽;保守结构域预测分析表明,该基因编码的蛋白具有典型的ANS蛋白功能结构域,属于2OG-Fe II_Oxy双加氧酶超家族;系统进化树分析显示,甘薯ANS与三浅裂野牵牛亲缘关系最近;荧光定量PCR结果表明,IbANS在紫心甘薯块根中高表达。研究结果可为进一步阐明IbANS基因在紫心甘薯块根中的形成及累积机制提供理论基础。     

甘薯贮藏蛋白A基因5''端序列的克隆与分析

甘薯贮藏蛋白A（Sporamin A，spo A）是甘薯块根的主要贮藏蛋白质，占块根可溶性蛋白质总量的60％～80％，位于块根液泡的泡囊中。而在其地上部分的茎中只是微量存在，在叶和叶柄中几乎没有。Ohta等将Spo A基因5’上游的1kb区域与GUS融合，通过农杆菌介导转到烟草中，成功实现了GUS的高活性表达，同时通过SpoA启动子序列截短试验还证明获得GUS基因表达活性的最小长度为305bp。     

甘薯IbbZIP22基因克隆与表达分析

本研究以济薯25为材料，克隆得到IbbZIP22基因。该基因编码区全长1 368 bp,编码455个氨基酸。序列和结构分析发现该基因编码的蛋白上有bZIP＿plant＿RF2保守结构域，推测其属于RF2类bZIP转录因子；对IbbZIP22蛋白进行亚细胞定位预测，推测该蛋白位于细胞核中；系统发育分析表明，IbbZIP22蛋白与三裂叶薯中的ItRF2a-like蛋白亲缘关系最近。采用实时定量PCR技术对济薯25和徐紫薯8号不同部位的IbbZIP22基因表达模式进行分析，发现IbbZIP22基因均在两个品种块根中表达量最高，且济薯25块根中的表达量显著高于徐紫薯8号，推测该基因参与淀粉调控。利用同源克隆技术，从济薯25基因组DNA中克隆IbbZIP22基因的启动子序列，该序列中除包含CAAT-box、TATA-box等核心启动子元件外，还存在多个参与光响应、抗逆和激素应答等元件。本研究结果为探究甘薯抗逆和淀粉调控机制提供了理论依据。     

茶树CsH1基因结构及其内含子信息分析

利用cDNA-AFLP方法对低温胁迫下茶树基因表达差异进行了分析,获得1个低温特异表达的cDNA片段。为了获取该片段所代表基因的结构信息,在成功克隆其基因全长cDNA序列(GenBank登录号:EU716314)的基础上,设计引物,从茶树品种‘龙井43’的叶片中克隆获得了该基因全长DNA序列,命名为茶树CsH1基因(JF836005)。基因结构分析表明:CsH1基因包含2个外显子和1个内含子,外显子和内含子的剪接符合GT-AG原则,其中2个外显子的碱基序列长度分别为236 bp和608 bp,内含子为388 bp。经序列分析发现该内含子具有启动子及激素调控元件,可能对CsH1基因的特异性表达有调控作用。茶树CsH1基因的结构及其内含子信息为茶树低温特异基因的表达和抗寒途径分子调控提供了序列信息。     

甘薯可食用部位绿原酸合成及相关基因表达特征分析

为了探讨甘薯绿原酸合成与其相关基因表达特征之间的关系,试验分析6种不同甘薯品种可食用部位的绿原酸含量及合成相关基因的组织表达模式。结果表明:(1)相比储藏根,甘薯茎尖富含更多绿原酸;(2)不同甘薯品种之间绿原酸含量差异显著,供试品种中,‘苏薯16号’茎尖和‘宁紫薯4号’储藏根中绿原酸含量分别最高;(3)甘薯绿原酸含量与合成相关基因的组织表达模式相关,相关酶基因越集中于茎尖表达的品种,绿原酸也更易在其茎尖积累。本研究结果为高绿原酸含量甘薯品种的选育提供理论基础。     

胡萝卜MADS-box基因的克隆及表达分析

植物MADS-box基因家族基因编码高度保守的转录因子,参与包括花发育在内的多种发育进程。为进一步研究胡萝卜花器官的发育,根据MADS-box基因保守区序列,设计简并引物,并利用3’-RACE法从胡萝卜(Daucus carrot)中克隆两个MADS-box基因家族的cDNA片段,根据克隆出的片段设计引物进行5’-RACE扩增以获得cDNA全长序列。序列分析和系统进化分析表明,这两个基因分别与金鱼草的DEFH49和拟南芥的AGL6序列有很高同源性。从而将两个基因分别命名为DcSEP1和DcAGL6。序列比对分析表明这些基因编码的蛋白质都包含高度保守的MADS结构域、I结构域和K结构域,同时每个基因均有其比较保守的C-末端功能域。基因表达分析结果显示,DcSEP1和DcAGL6在营养器官根、茎、叶和萼片中均无表达,而在心皮和雄蕊中有微量表达。     

紫色番茄SlWD40-like基因克隆与表达分析

WD-重复蛋白(WD-repeat protein)是一类含有WD40基序的蛋白,在植物响应非生物逆境胁迫的过程中具有重要调控作用。为揭示紫色番茄中WD40重复蛋白的功能,从富含花青素紫色番茄品种‘砚紫1号’中克隆 SlWD40-like基因,并对该基因在不同组织部位和不同胁迫条件下的表达模式进行分析。结果表明, SlWD40-like基因编码1个含有460个氨基酸的蛋白质。蛋白序列分析显示,SlWD40-like蛋白含有6个WD40基序,是典型的WD40重复蛋白。预测分析发现,该蛋白为亲水性蛋白,其二级结构以无规则卷曲为主;该蛋白序列在物种间具有高度的保守性,系统发生进化树分析表明紫番茄SlWD40-like氨基酸序列与潘那利番茄蛋白亲缘关系最近,其次是胡萝卜。应用qRT-PCR分析 SlWD40-like基因组织特异表达发现,该基因在叶和紫色果实中表达量最高。qRT-PCR分析表明, SlWD40-like基因受到盐胁迫、干旱胁迫脱落酸(ABA)和茉莉酸甲酯(MeJA)诱导表达,推测该基因可能参与紫色番茄逆境胁迫应答。该研究为后续进一步分析紫色番茄 SlWD40-like基因功能奠定了基础。     

贮藏条件对不同类型甘薯品种外观和品质性状的影响

为了探讨不同贮藏条件下鲜食型和淀粉型甘薯品种外观和品质性状变化差异,以鲜食型甘薯品种‘泰薯14’和淀粉型甘薯品种‘泰薯15’为试验材料,测定冷库贮藏[(12±0.5)℃,(85%±5%) RH]和室温贮藏[(18±1)℃,(30%±5%) RH]条件下不同贮藏期块根外观及品质性状变化。结果表明,室温贮藏90 d后,‘泰薯14’较‘泰薯15’薯肉色明显加深,冷库贮藏条件下薯皮色和薯肉色变化较小;室温贮藏30 d后,甘薯块根失重率迅速增大,干率显著增加,‘泰薯15’失重率小于‘泰薯14’,冷库贮藏失重率和干率变化较室温贮藏相对较小;室温贮藏60 d后,块根腐烂率明显增大,‘泰薯14’腐烂率明显大于‘泰薯15’,冷库贮藏腐烂率明显小于室温贮藏;可溶性糖含量在贮藏60 d达到峰值,冷库贮藏大于室温贮藏,淀粉含量在室温贮藏条件下微弱上升,冷库贮藏条件下保持相对稳定。综上所述,室温贮藏60 d后块根品质明显下降,且鲜食型甘薯较淀粉型甘薯块根品质下降更明显,冷库贮藏有利于甘薯块根的优质安全贮藏。     

60Co-γ射线辐射紫色甘薯块根的研究（英文）

[目的]研究紫色甘薯块根适宜的60Co-γ射线辐射剂量。[方法]以徐紫L-7和越南紫两个紫色甘薯品种块根为材料,用不同剂量60Co-γ射线(0、25、50、75、100、125和150Gy)辐射甘薯块根,调查块根的出苗率、出苗数和单苗鲜重。[结果]不同剂量辐照处理均推迟了两品种块根的出苗期,降低了两品种块根的出苗率、单个块根出苗数和单苗鲜重,品种间、辐照剂量间差异均达到显著水平。25Gy以上辐照导致两品种块根出苗期与对照相比分别推迟了2、3、5、6和12d。[结论]徐紫L-7半致死剂量(LD50)为66.73Gy,越南紫半致死剂量(LD50)为74.96Gy。