茶树DHAR酶基因的克隆与非生物胁迫响应分析

利用RT-PCR技术从茶树‘龙井43’cDNA中克隆得到1个编码茶树脱氢抗坏血酸还原酶基因CsDHAR，该基因全长639 bp，编码212个氨基酸，属于谷胱甘肽转移酶（GST）超级家族成员，具较高保守性。系统进化分析结果表明CsDHAR蛋白与拟南芥DHAR1、DHAR2进化关系近，在不同物种间，与毛果杨、胡杨等植物亲缘关系较近；理化性质分析表明CsDHAR属于亲水性蛋白；结构分析表明CsDHAR蛋白具典型功能结构域，三级结构主要由α–螺旋和不规则卷曲构成。荧光定量PCR分析显示，CsDHAR在茶树叶片不同发育阶段表达量差异不显著；对‘龙井43’与‘安吉白茶’中CsDHAR进行荧光定量PCR分析，‘龙井43’在低温、高温处理4 h表达量最高、干旱和高盐处理24 h表达量最高；‘安吉白茶’在高温、高盐处理4 h表达量最高，干旱处理2 h表达量最高。不同逆境胁迫下CsDHAR均被诱导表达，表明该基因参与茶树响应逆境胁迫调节过程。     

基于全基因组的茶树PAL家族基因鉴定及其在生物与非生物胁迫下的表达分析

苯丙氨酸解氨酶(Phenylalanine ammonia-lyase,PAL)在植物物质代谢和抗逆过程中发挥重要作用。利用生物信息技术在茶树阿萨姆变种‘云抗10号’和茶变种‘龙井43’基因组中分别预测获得5条和6条PAL家族基因。系统发育树显示,拟南芥、杨树和茶树PAL亲缘关系较远,茶树阿萨姆变种和茶变种存在进化差异。对茶树转录组数据分析发现:盐胁迫和茉莉酸甲酯处理可显著诱导PAL家族基因表达,其对冷胁迫和干旱胁迫响应不显著,在茶树老叶中的表达较低,而在幼嫩组织和根中的表达均较高,其中PALa、PALc、PALe在花中表达最高。q RT-PCR结果表明,茶树炭疽菌(Colletotrichum camelliae)、拟盘多毛孢菌(Pseudopestalotiopsis camelliae-sinensis)和茶尺蠖(Ectropis oblique)接种处理茶变种‘龙井43’和新品系‘2807’24 h后,6个PAL家族基因均显著上调表达。以上结果表明,茶树PAL家族基因在应对不同逆境胁迫时发挥重要功能。     

烯效唑对番茄幼苗嫁接愈合的促进作用及其机理研究

烯效唑(Uniconazole,S3307)作为赤霉素抑制剂，常用于调控植物生长发育，但是否影响嫁接愈合，目前尚不清楚。以番茄‘硬粉8号’为接穗材料，以‘砧爱1号’为砧木材料，于播种后15和21 d分两次叶面喷施0.25 mg·L^-1烯效唑，结果发现烯效唑处理抑制了接穗和砧木幼苗生长，至播种后27 d嫁接时，株高分别较去离子水处理的对照降低了20.58%和12.75%；嫁接后12～72 h，烯效唑处理降低了嫁接接合部GA15和GA8含量，促进了GA3、IAA、MEIAA、ICAld、TRP和iP7G积累；增加了接合部上方与下方IAA1相对表达量的差异，上调了接合部上方GA20ox1、IAA1和ARR17的相对表达量，下调了接合部下方GA20ox1和ARR17相对表达量。嫁接后6～168 h，烯效唑处理提高了嫁接接合部TMO6和CyclinB1;2的相对表达量，以及接合部上方WIND1、WOX4和VND7的表达量；使嫁接接合部上方与下方IAA1、ARR17、WIND1、TMO6、WOX4和VND7的表达更早趋于一致，木质部和韧皮部连接提前。另外，烯效唑处理的幼苗嫁接...     

RNAi沉默CsHB1降低茶树叶片愈伤组织咖啡碱积累

以‘英红9号’茶树叶片为材料，克隆HD-Zip转录因子基因CsHB1，原核表达CsHB1重组蛋白，利用本氏烟草进行CsHB1表达蛋白的亚细胞定位；构建CsHB1的RNAi转基因载体，经农杆菌介导转化‘英红9号’茶树叶片愈伤组织，并对沉默CsHB1愈伤组织系进行基因表达分析和咖啡碱含量测定。结果表明，克隆基因与NCBI登记的‘龙井43’茶树CsHB1（MF033534）有6个碱基差异，但编码相同的氨基酸序列；原核诱导表达获得CsHB1的49 kD不可溶蛋白；将CsHB1蛋白亚细胞定位于细胞核和细胞质。在沉默表达CsHB1愈伤组织中，CsHB1表达显著下降，催化茶叶咖啡碱合成的N–甲基转移酶基因yhNMT1表达下调，愈伤组织中咖啡碱含量显著降低。推测转录因子基因CsHB1的沉默抑制了靶基因yhNMT1的表达，进而降低‘英红9号’愈伤组织中咖啡碱的合成积累。     

甜橙CsKT1的钾转运功能鉴定及其互作蛋白分析

植物K~+的跨膜运输过程是由细胞膜上的钾转运蛋白介导的。分析甜橙基因组序列信息发现,甜橙CsKT1与拟南芥Shaker家族成员中的AKT1同源性最高,具有典型的Shaker钾通道特征。互补钾吸收缺陷酵母的试验结果显示,表达CsKT1的钾吸收缺陷酵母能在K~+浓度为10、1和0.1 mmol·L~(-1)的培养条件下生长。以‘冰糖橙’(Citrus sinensis L. Osbeck‘Bingtangcheng’)为试验材料,利用qRT-PCR方法检测到CsKT1在植株根部的表达量比冠部高,并且低钾(0.1mmol·L~(-1)K~+)胁迫处理24h时植株中CsKT1的转录水平无明显变化。亚细胞定位检测结果显示,CsKT1能定位到细胞质膜上。利用酵母双杂交试验发现,CsKT1蛋白C端能与拟南芥CIPK23互作,还能与甜橙CsCIPK7蛋白(与拟南芥CIPK23同源性最高)互作,同时甜橙CsCIPK7蛋白能与拟南芥CBL1蛋白互作;进一步的蛋白序列相似性分析结果显示,柑橘CBL家族有8个成员,其中CsCBL1与拟南芥CBL1、CBL9的同源性最高。这些结果说明,CsKT1是柑橘中的类AKT1钾转运蛋白。     

芹菜NAC转录因子基因AgNAC1的克隆及其对非生物胁迫的响应

通过RT-PCR方法,从芹菜‘六合黄心芹’和‘文图拉’中分别克隆获得编码NAC转录因子的基因AgNAC1。利用生物信息学方法分析其编码氨基酸序列组成、蛋白质理化性质、亲缘关系、空间结构等,采用荧光定量PCR技术检测基因在不同非生物胁迫下的表达水平。结果表明：‘六合黄心芹’和‘文图拉’AgNAC1开放阅读框长度均为957 bp,编码318个氨基酸,其蛋白质相对分子量分别为36.89和36.77 kD,理论等电点分别为5.94和5.78。AgNAC1蛋白与不同植物中NAC家族成员同源性比对和进化树分析表明,其与胡萝卜DcNAC属于同一个分支,进化距离最近。蛋白功能域预测显示,AgNAC1有多个α螺旋和β转角二级结构单元。荧光定量PCR结果表明,AgNAC1在芹菜叶中表达量最高,具有组织特异性,同时对高温、低温、干旱和盐胁迫均有响应。‘六合黄心芹’中AgNAC1的表达水平在高温处理24 h达到最高。‘文图拉’中AgNAC1的表达水平在高温、低温及盐处理后2 h和8 h高于对照,呈现先下降后上升的趋势,在干旱处理4 h时表达水平最高。     

东方百合‘索邦’GA20ox的克隆及表达分析

以东方百合‘索邦’为材料,利用cDNA末端快速扩增技术(RACE)获得编码活性GAs合成过程中双加氧酶的基因GA20ox,对其进行生物信息学分析和表达分析。结果表明,GA20ox全长1 502bp,包括1个1167bp的开放阅读框(ORF),编码388个氨基酸。GA20ox编码的蛋白存在多个糖基化位点、磷酸化位点和酰化位点。‘索邦’GA20ox和其他物种的GA20ox蛋白有很高的相似性,均含有保守的PLN02276结构域。‘索邦’GA20ox与姬蝴蝶兰、铁皮石斛、海枣、油棕和椰子等单子叶植物的GA20ox蛋白具有较高的同源性。实时荧光定量PCR分析表明,GA20ox具有时空表达特异性,在萌芽期之后的茎生根、现蕾期的茎、萌芽期和展叶期的叶片、萌芽期的顶芽等快速发育的组织中有较高的表达。在萌芽期对植株进行高浓度(200和400 mg·L~(-1))GA3处理对其生长的影响最大,其中200 mg·L~(-1) GA3处理最有利于株高的增加,400 mg·L~(-1) GA3处理最有利于地下部分干质量的增加。对萌芽期‘索邦’百合进行200 mg·L~(-1) GA3处理,显著抑制其GA20ox在除鳞片外其他部位的表达,表达量均在处理后12 h降至最低,其中在茎和基生根中降幅最大,分别下降了96.79%和94.65%。推测GA20ox的表达受活性GAs的反馈调节,在调控体内活性GAs稳态中发挥重要的作用。     

芹菜AgHAT4的克隆与表达模式分析

以两个芹菜品种‘六合黄心芹’和‘文图拉’为试验材料，分别克隆获得HAT4转录因子基因AgHAT4。应用生物信息学方法分别从氨基酸组成、蛋白结构与理化性质、以及系统进化树等方面对该基因进行分析。结果表明，AgHAT4含有1个长为900 bp的开放阅读框（ORF），编码299个氨基酸。‘六合黄心芹’和‘文图拉’中的AgHAT4基因有1个核苷酸位点的差异，编码的氨基酸有1个位点的差异，其蛋白质相对分子质量分别为33.71和33.68 kD，等电点均为9.12。进化树分析表明芹菜AgHAT4与胡萝卜的HAT4属于同一分支。蛋白结构预测显示，该蛋白主要由3个α螺旋和一些无规则卷曲构成，且未定位到信号肽。荧光定量PCR结果表明，AgHAT4在芹菜叶柄中的表达量最高，根中次之，叶片中表达量最低。多种非生物胁迫导致芹菜AgHAT4的表达量发生变化。与未胁迫对照相比，高温胁迫处理后‘六合黄心芹’中AgHAT4的表达量在24 h明显上调，在盐胁迫条件下‘文图拉’和‘六合黄心芹’中AgHAT4的表达有着相似的变化趋势，均先上升后下降且在处理2 h后表达量达到峰值。‘文图拉’中AgHAT4的表达量在高温处理4 h后表达量最高，而在低温条件下在处理2 h后表达量最高。     

苹果‘长富2号’开花调控转录因子基因MdIDD7的克隆及表达分析

以‘长富2号’苹果为试验材料,采用RT-PCR的方法,从其芽中克隆得到INDETERMINATE DOMAIN(IDD)转录因子基因MdIDD7,其开放阅读框长度为1 626 bp,编码541个氨基酸。序列比对和结构域分析表明,该转录因子含有1个核定位信号和4个高度保守的锌指蛋白结构域。系统进化树分析表明,MdIDD7与白梨(Pyrus×bretschneideri,XP_009364602.1)、桃(Prunus persica,XP_007225628.1)和梅(Prunus mume,XP_008220893.1)聚在一起。实时荧光定量PCR表明,MdIDD7在‘长富2号’不同组织(茎、叶、花、果和芽)中均有表达,其中芽的表达量最高。花后40~60 d,MdIDD7在易成花品种‘烟富6号’芽中表达量显著高于难成花品种‘长富2号’。"小年"树顶芽组织中MdIDD7的表达量显著高于"大年"树。在花芽诱导前期,外源GA处理诱导MdIDD7下调表达,而蔗糖处理诱导其上调表达,说明MdIDD7响应激素和糖信号,促进苹果成花。     

茶树CsIDM的鉴定、表达分析及互作验证

以不同茶树（Camellia sinensis）基因组为参考，通过序列同源性分析，在‘龙井43’中鉴定并克隆到3个CsIDM基因。CsIDM1属于组蛋白乙酰转移酶家族，具有典型的HAT保守结构域，定位于细胞核中。CsIDM2、CsIDM3均属于热激蛋白家族，具有典型的ACD保守结构域，均定位于细胞核、细胞膜及细胞质中。CsIDM启动子区域含有多种响应环境信号的顺式作用元件，主要为光响应、植物激素响应、胁迫响应和植物生长发育相关。CsIDM在花蕾、腋芽、茎中表达量较高，在盛花组织中较低。在干旱、高温及生物胁迫下，CsIDM均出现不同程度的差异表达。茶树越冬芽休眠形成与解除过程中，CsIDM1的表达丰度在休眠形成、深休眠和休眠解除3个阶段存在高—低—高的表达模式。通过双分子荧光互补试验证实，CsIDM2和CsIDM3之间可形成异源二聚体；CsIDM2与Cs MBD5、CsIDM3与CsMBD16存在相互作用。综上所述，CsIDM在茶树的胁迫应答和芽休眠解除中发挥作用，可能通过形成蛋白复合体参与甲基化调控。     

赤霉素对露地栽培月季‘卡罗拉’生长发育的影响

通过喷施不同浓度的GA_3(以喷水为对照),记录初花和谢花日期,于盛花期时调查花枝长、花柄长、株高及叶片长宽比等生长指标,研究赤霉素处理对露地栽培切花月季‘卡罗拉’生长发育的影响。结果表明,不同浓度GA_3处理对其株高、花枝长、花柄长均具有不同程度的促进作用。300 mg·L~(-1) GA_3处理,平均花枝最长,叶片长宽比值最大;300和400 mg·L~(-1) GA_3处理,平均花柄最长;500 mg·L~(-1) GA_3处理,平均株高最高。对300 mg·L~(-1) GA_3处理的植株材料进行扫描电镜观察及RT-PCR分析结果发现,RhGA2ox、RhGA20ox、RhGA_3ox及RhGID1基因表达上调,表明促进了体内GA_3的积累,诱导了生长素合成相关基因的表达,导致植物细胞伸长、细胞体积增大,因而促进植株增高、叶片变长;开花相关基因RhAP1、RhKSN和RhSOC1的表达先上升后下降;RhAP1、RhFT和RhSOC1的表达,尤其是开花素基因RhFT在21 d时的高水平表达可能造成比对照提早开花;而RhKSN基因高水平表达抑制了开花基因表达导致开花期延长。     

GA3、IBA以及变温处理对东方百合鳞片扦插繁殖及淀粉降解的影响

以东方百合‘Sorbonne’为试材,研究了GA3、IBA以及温度处理对鳞片扦插繁殖以及碳水化合物代谢的影响。结果表明：GA3处理可在较短时间内促进小鳞茎膨大,IBA处理使小鳞茎形成的时间延后,但可提高繁殖系数和整齐度。GA3、IBA分别结合5 ℃预处理可使小鳞茎质量显著增加,在较短时间内促进小鳞茎膨大;其中IBA 100 mg · L-1,1 h结合5 ℃预处理的鳞片繁殖系数和小鳞茎整齐度依次高于25 ℃与15 ℃变温培养及25 ℃恒温培养;GA3 100 mg · L-1,2 h结合5 ℃预处理获得的小鳞茎品质最佳。鳞片繁殖过程中,GA3、IBA结合各温度处理鳞片淀粉及总可溶性糖含量均呈下降趋势,尤其鳞片下部在25 ℃培养初期（20 d）下降幅度最大;IBA促进淀粉降解,结合低温处理的母鳞片较无低温处理的总可溶性糖含量低,为小鳞茎的诱导和形成提供了营养;5 ℃低温预处理促进GA3处理母鳞片淀粉的降解。     

茶树脂肪酸去饱和酶家族基因的克隆与表达分析

以茶树品种‘铁观音’为试材，利用RT-PCR技术克隆得到5个脂肪酸去饱和酶（fatty acid desaturase，FAD）家族基因的cDNA序列，分别命名为CsFAD2-2、CsFAD3、Δ7-CsFAD、Δ8-CsFAD和CsFAB2，其编码序列长度1 137 ~ 1 320 bp。系统发育与基序分析结果表明，茶树FAD成员来自4个亚家族，即ω3/ω6-FAD亚家族、Δ7/Δ9-FAD亚家族、Front end FAD亚家族和FAB亚家族。同一亚家族成员的保守基序一致，而不同亚家族的保守基序存在较大不同。荧光定量PCR结果表明，5个CsFAD家族基因都显著响应低温诱导，Δ8-CsFAD对低温胁迫响应最强烈，表达水平上调千倍；外源ABA处理后，除CsFAD3外，其他4个CsFAD基因的表达均上调2倍以上；干旱胁迫下，5个CsFAD中CsFAD2-2、Δ7-CsFAD和Δ8-CsFAD表达水平都上调1.5倍以上，其中Δ8-CsFAD的表达上调最大，达5.5倍，而CsFAD3和CsFAB2的表达受到干旱处理抑制显著下调。克隆并分析Δ8-CsFAD启动子，发现存在多种与逆境胁迫响应相关的顺式元件。烟草亚细胞定位观察表明Δ8-CsFAD定位于细胞膜。根据上述结果推测5个CsFAD可能参与茶树抗逆响应，尤其是Δ8-CsFAD，可能通过调控茶树细胞膜不饱和脂肪酸的合成进而影响茶树的抗逆性。     

蝴蝶兰AP2/ERF家族基因的克隆及在低温下表达特性分析

用RT-PCR方法从‘大辣椒’蝴蝶兰叶片中克隆得到4个AP2/ERF家族基因，命名为PhAP2/ERF1 ~ PhAP2/ERF4。蛋白结构域和序列比对发现PhAP2/ERF1 ~ PhAP2/ERF4均含有1个AP2结构域， PhAP2/ERF2还含有1个B3结构域。进化树分析表明4个蛋白与兰科AP2/ERF家族成员亲缘关系最近，PhAP2/ERF1属于AP2/ERF家族DREB亚家族中的A1类，PhAP2/ERF2属于RAV亚家族，PhAP2/ERF3属于ERF亚家族的B4类，PhAP2/ERF4属于DREB亚家族中的A2类。用实时荧光定量PCR方法检测低温驯化和低温胁迫条件下PhAP2/ERF1 ~ PhAP2/ERF4在‘大辣椒’和‘富乐夕阳’蝴蝶兰叶片中的表达特性，结果表明：4个基因在‘大辣椒’叶片中的表达趋势一致，表达量在低温胁迫早期达到最高，在胁迫中晚期有所下降；而4个基因在‘富乐夕阳’叶片中的表达趋势有较大差异，PhAP2/ERF1和PhAP2/ERF2的表达在低温处理整个过程中没有被诱导或仅有较小幅度增加，PhAP2/ERF3对低温的响应时间显著晚于‘大辣椒’，PhAP2/ERF4的表达趋势与‘大辣椒’差异较小。蝴蝶兰AP2/ERF在抗冷品种‘大辣椒’和不抗冷品种‘富乐夕阳’叶片中的表达差异暗示AP2/ERF基因家族在蝴蝶兰低温胁迫响应中起重要调控作用。