上海交大发现番茄响应紫外光UV-B新机制

番茄是低剂量紫外光的UV-B作为一种环境信号被植物光受体UVR8蛋白感知,通过光信号转导,调控植物的生长发育、次生代谢和对环境逆境的适应性;而强UV-B能够破坏植物细胞内的蛋白质和DNA等生物大分子,引起逆境胁迫反应.光受体U V R8介导的光信号通路对于植物适应环境具有重要的作用,U V R8通过调控大量基因转录表达...     

洋葱光周期途径转录因子基因AcCOL7的克隆及功能鉴定

以洋葱品系‘SA2’为材料,克隆到1个光周期途径重要转录因子CONSTANS-like基因,命名为AcCOL7,其cDNA序列全长1 101 bp,编码366个氨基酸。多序列比对和结构域分析表明,AcCOL7蛋白包含1个B-box型锌指结构和1个CCT结构域;系统发育分析结果显示它与水稻OsCOL13亲缘关系较近;实时荧光定量PCR分析显示,AcCOL7的表达量在抽薹前幼叶中最高,幼嫩花茎次之。为了解AcCOL7的功能,构建了其过表达载体,转化拟南芥co突变体。与突变体植株相比,转化株表现为早花,且突变体的其他变异性状也得到了一定程度的恢复,表明AcCOL7与拟南芥的AtCOL5具有相似的功能,即在光周期诱导开花途径中具有显著的促进开花作用。     

苹果bZIP转录因子基因MdAREB2功能的初步研究

对‘嘎拉’苹果中的1个bZIP转录因子基因MdAREB2(序列号:MDP0000248567)进行功能初步研究。蛋白进化树分析表明,苹果MdAREB2与拟南芥AtAREB2具有很高的同源性。利用PlantCare数据库进行启动子顺式作用元件的预测分析,MdAREB2启动子序列中存在脱落酸响应元件ABRE。实时定量PCR检测表明,MdAREB2明显受ABA诱导。拟南芥种子萌发阶段经过0.5和2μmol·L~(-1)ABA处理后发现突变体abi5中过量表达MdAREB2能够恢复对ABA的敏感性。拟南芥幼苗生长阶段,经过20μmol·L~(-1) ABA处理后发现,突变体abi5中过量表达MdAREB2能够部分恢复对ABA的敏感性。     

欧洲葡萄VvJAZ9基因互作蛋白的筛选与验证

【目的】探究葡萄JAZ家族基因特点及在低温胁迫下的表达情况，以期筛选出与低温胁迫相关的家族成员，并进一步筛选其互作蛋白，为后续葡萄抗寒机制研究提供理论依据。【方法】以拟南芥和葡萄基因组数据为基础，获得葡萄JAZ家族成员基因并进行同源克隆、染色体定位、理化性质以及蛋白家族聚类等分析，利用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)技术分析VvJAZ家族成员基因在低温胁迫下的表达情况，应用酵母双杂交技术进行互作蛋白筛选和验证，并通过双分子荧光互补试验验证候选互作蛋白与VvJAZ9蛋白的互作关系。【结果】葡萄中有11个JAZ家族基因，随机分布于7条染色体上，都具有JAZ家族蛋白中特有且高度保守的TIFY和Jas结构域，均属于碱性不稳定亲水蛋白；聚类分析表明，葡萄JAZ家族蛋白可分为3个亚族，其中VvJAZ9与拟南芥AtJAZ1和AtJAZ2的亲缘关系最近，VvJAZ1与VvJAZ11、VvJAZ5与VvJAZ6同源关系最近。qRT-PCR结果表明，VvJAZ9是葡萄JAZ家族成员基因中受低温诱导表达最为明显的1个基因。通过酵母双杂交试验筛选获得2...     

矮牵牛B-box型锌指蛋白基因PhBBX8的克隆与表达分析

利用矮牵牛（Petunia hybrida）基因表达谱芯片筛选出应答低温胁迫的相关基因,从中发现1个B-box型锌指蛋白基因PhBBX8。通过RT-PCR克隆得到该基因的编码区序列（CDS）,为1 242 bp,预测其编码氨基酸413 aa,N端含有2个B-box盒,C端含有1个CCT结构域。系统进化树分析发现,PhBBX8与拟南芥AtBBX8等聚类为一支。利用半定量RT-PCR检测其在根、茎、叶和花中的表达特性,结果表明该基因在花中表达量较高,其次为根,而在茎和叶中表达较弱;利用实时定量PCR检测了在低温、干旱、ABA、MeJA、高盐和高渗胁迫处理下矮牵牛叶片中PhBBX8的诱导表达情况,结果表明,PhBBX8表现出不同程度的上调,其中除干旱胁迫外,其他胁迫下上调倍数都较高,初步推测该基因与矮牵牛应答低温等非生物逆境相关。     

龙眼ELF4同源基因的克隆与功能研究

以‘红核子’龙眼（Dimocarpus longan）叶芽为材料,克隆了ELF4同源基因DlELF4-1和DlELF4-2的cDNA全长序列,对序列进行了生物信息学分析,并通过转化拟南芥以及实时荧光定量PCR研究基因功能。蛋白序列比对结果表明,DlELF4-2与AtELF4-L1有较高相似度,而DlELF4-1与AtELF4相似度更高;构建两个基因的植物表达载体转化拟南芥,转基因植株都表现出延迟开花以及不定根生长的现象,表明DlELF4-1和DlELF4-2可能有抑制开花和促进生长素合成功能;DlELF4-1和DlELF4-2在龙眼花芽分化过程的表达模式不同,推测其在龙眼花芽分化过程中有不同的功能。     

西瓜bHLH转录因子家族基因的鉴定及其在非生物胁迫下的表达分析

利用生物信息学方法,在西瓜测序基因组97103中共鉴定出96个bHLH家族成员,其中有94个可以被定位到西瓜的11条染色体上。通过基因结构和结构域序列保守性的预测,发现这些基因的序列长度和内含子数量变化很大,但bHLH结构域序列比较保守。用拟南芥中39条已知的bHLH蛋白序列和西瓜的96条bHLH蛋白序列构建系统发育树,结果显示西瓜的bHLH家族可以进一步被分为11个亚族。运用荧光定量实时PCR技术,分析了该家族中21个基因在西瓜响应非生物胁迫时的表达水平,结果表明,8个基因受低温胁迫诱导表达,13个基因受ABA胁迫诱导表达,14个基因受盐胁迫诱导表达。ClabHLH41在3种胁迫下表达量均显著增加,说明其在低温、ABA和盐胁迫应答中可能发挥着重要作用。     

基于家族基因分析的甘蓝MLPK互作PUB蛋白的筛选

MLPK(M–位点受体激酶)是芸薹属自交不亲和正向调控关键元件,其参与自交不亲和信号传导的分子机制尚不明确,同时自交不亲和下游信号元件也有待于进一步分离。为了探索分离MLPK互作蛋白的思路和方法,构建了不含核定位信号的MLPK短截蛋白(MLPK-T),并利用酵母双杂交检测到MLPK与臂重复蛋白1(ARC1)作用,通过全基因组鉴定分别获得了96个甘蓝、101个白菜、70个琴叶拟南芥和62个拟南芥PUB蛋白,其中含有臂重复序列的PUB蛋白共为127个。通过系统进化分析,筛选到8个含臂重复序列的甘蓝BoPUB蛋白,其8个基因全部在柱头内表达,且成功利用酵母双杂交检测到MLPK与3个含臂重复序列的BoPUB蛋白Bol008579、Bol016165和Bol023511相互作用。     

黄瓜蜡质合成调控基因CsWIN1的克隆与功能初步分析

从黄瓜中同源克隆了拟南芥中具有调控蜡质合成与代谢功能的基因WIN1/SHINE1,命名为CsWIN1。荧光定量PCR结果表明:CsWIN1在黄瓜植株的叶片和幼果中高表达;通过在拟南芥中过表达CsWIN1,发现其与已报道的WIN1/SHINE1过表达株系表型相似。通过对CsWIN1转基因株系的基因表达分析发现,蜡质合成相关基因的表达受到了调控。根据以上研究结果,推测CsWIN1与拟南芥WIN1/SHINE1在表皮蜡质合成调控上的功能是保守的,通过调控下游蜡质合成相关基因的表达从而影响蜡质的合成与代谢。     

芜菁NAC转录因子BcNAC2基因的分离及其表达

 根据拟南芥NAC2的全长序列设计引物,从芜菁中成功分离了NAC转录因子BcNAC2基因,该基因最大开放阅读框为1 683 bp,编码560个氨基酸,共包含6个外显子和5个内含子。将BcNAC2与其他30个NACs蛋白进行序列比对以及重构系统进化树分析发现,BcNAC2与十字花科的拟南芥的同源性最高,芜菁BcNAC2与拟南芥NAC2蛋白功能结构域内的特征序列有显著的差异。半定量RT-PCR的结果表明,BcNAC2呈部分组成型表达特征,在授粉8 d的嫩角果中表达丰度最高,而且组织原位杂交结果显示,BcNAC2在胚囊中有较高的表达,由此推测,BcNAC2与芜菁的种子或胚的发育相关。     

利用siRNA高通量测序和RT-PCR技术鉴定引起茄子斑驳紫花病的病毒种类

为了明确引起茄子斑驳紫花病的病毒种类,利用小干扰RNA(si RNA)高通量测序技术,结合生物信息学方法寻找茄子样本中的病毒序列,发现存在烟草轻型绿花叶病毒(Tobacco mild green mosaic virus,TMGMV)和番茄斑驳花叶病毒(Tomato mottle mosaic virus,ToMMV)。为了验证该结果,对待测样品中TMGMV和ToMMV的外壳蛋白(coatprotein,CP)全长基因进行RT-PCR扩增和系统进化分析,分别得到500bp的TMGMV-CP和482bp的ToMMV-CP特异性条带,与GenBank中TMGMV和ToMMV序列相似性分别达到98%～100%和100%,说明待测样品中确实存在TMGMV和ToMMV。对采自山东、河南、辽宁、河北等地的23份疑似斑驳紫花病茄子样品,分别采用特异性引物524-F/R和ToMMV-F/R进行检测。结果显示,所有样品中均含有TMGMV,20份样品中含有ToMMV,复合侵染检出率为86.96%。对茄子、番茄和辣椒幼苗的致病性检测显示,接种后茄子花表现出与田间相同的症状,茄子、番茄和辣椒的叶片表现典型的病毒侵染症状,在接种发病组织中检测到病毒ToMMV和TMGMV。结果表明,茄子斑驳紫花病样中鉴定出TMGMV和ToMMV两种病毒。     

梨糖转运相关基因PbTMT4启动子克隆及功能分析

以‘砀山酥梨’(Pyrus bretschneideri‘Dangshan Suli’)为材料,利用梨基因组数据库,通过PCR获得了糖转运相关基因PbTMT4(Pbr032130.1)2 211 bp的CDS序列及其编码起始位点上游长度为1 220 bp的启动子序列。使用农杆菌介导法将PbTMT4导入拟南芥,与野生型对照植株相比,转基因拟南芥植株的生长速度更快,抽薹、开花时间更早,叶片糖积累量更高。生物信息学分析表明,该启动子中含有多个与逆境应答、激素信号和光信号相关的顺式作用元件。为进一步分析PbTMT4启动子功能,构建了该启动子与GUS基因融合的植物表达载体并转化拟南芥。对T_3代转基因拟南芥各组织进行GUS活性染色和半定量分析,发现GUS基因在根、茎、叶、花和果荚中均有表达,NaCl、干旱、GA_3、MeJA以及光照处理均能一定程度上提高转基因拟南芥中GUS基因的转录水平。逆境处理发现,PbTMT4转基因株系较野生型植株受到的伤害小。研究结果初步表明,PbTMT4可促进转基因拟南芥发育并提高糖积累量,可能在抗非生物胁迫中起重要的调控作用。     

山东地区茄子感染番茄褪绿病毒的分子鉴定

为明确山东地区番茄褪绿病毒(Tomato chlorosis virus,To CV)侵染茄子的情况,采用RT-PCR分子检测鉴定疑似感染To CV的茄子叶片样品及发病茄子植株上的烟粉虱(Bemisia tabaci)体内To CV的带毒情况。结果表明:10份茄子叶片样品中有6份扩增得到约463 bp的特异条带,经测序与Gen Bank中To CV序列相似性达到99.0%以上,To CV检出率为60%;系统进化分析显示,山东寿光地区To CV茄子分离物cp-1与北京番茄分离物BJ亲缘关系最近。温室内发病茄子植株上的烟粉虱体内携带To CV,带毒率为70%。     

温度对茄子单性结实子房（果实）发育过程中内源激素含量的影响

以茄子单性结实品系D-10、D-21 和非单性结实品系03-2 为试材，研究了自然低温对茄子子房（果实）发育过程中4 种内源激素，即生长素（IAA）、赤霉素（GA4）、玉米素核苷（ZR）和脱落酸（ABA）含量的影响及其与果实生长发育的关系。结果表明：不同温度下茄子果实发育过程中内源IAA、ZR 和ABA 含量的变化趋势基本相同，均是在开花初期逐渐上升，并达到一个峰值，之后急剧下降，且子房（果实）发育前期的IAA、ZR 和ABA 含量均明显高于果实发育后期的IAA、ZR 和ABA 含量。日平均最低温度为14.3 ℃显著降低了果实发育后期（开花6 d 后）茄子不同品系的IAA 水平，但对果实发育前期IAA 含量的影响因基因型不同而异，可明显降低03-2 开花初期IAA 的合成。不同基因型茄子果实发育过程中GA4 含量对温度的响应无明显规律。温度对ZR 和ABA 含量的影响主要表现在果实发育初期，日平均最低温度为14.3 ℃不利于开花时ZR 的合成，但显著提高了D-10 的ABA 含量。茄子果实发育初期较高的IAA 和ABA 水平有利于果实发育和单性结实，而GA4 和ZR 可能与单性结实关系不大。     

茄子株高性状鉴定与遗传分析

以长茄高代自交系125 和126 构建的茄子6 个不同世代的遗传群体〔P₁、P₂、F₁、F₂、 B₁（125×F₁）、B₂（126×F₁）〕 为试材，利用主基因+ 多基因混合数量性状遗传模型对茄子的株高性状进行多世代遗传联合分析。结果表明：供试亲本株高 性状差异显著，分离世代株高性状数值均呈单峰的偏正态分布，属于数量性状遗传。多世代遗传联合分析结果显示茄子株高 性状的最适遗传模型为C-0 模型，不存在主基因遗传效应，表现为多基因控制的加性- 显性- 上位性遗传模式。采用二阶 遗传参数进一步分析株高的多基因遗传效应，结果显示，茄子分离世代F₂、B₂ 的多基因遗传率分别为49.24%、22.77%，茄 子株高以多基因遗传为主。     

苹果MdMYB2基因对非生物胁迫的响应

为阐明苹果(Malus×domestica)R2R3-MYB转录因子基因MdMYB2在非生物胁迫条件下的生物学功能,对MdMYB2的启动子序列进行分析,发现其含有非生物胁迫相关顺式作用元件,且MdMYB2的表达量受外源ABA、聚乙二醇(PEG)和4℃低温的诱导。在不同处理对MdMYB2过表达拟南芥植株和MdMYB2过表达苹果愈伤组织的试验中发现,外源ABA处理抑制了MdMYB2转基因拟南芥种子的萌发,且转基因幼苗提高了对ABA的敏感性、耐旱性和抗冷性。同时,过表达MdMYB2的苹果愈伤组织也表现出对ABA敏感、耐旱和抗冷的表型。以上结果说明MdMYB2在植物的逆境胁迫响应中发挥重要作用。     

龙眼miR166家族的分子进化特性及时空表达分析

为了解miR166基因家族的分子进化特性及其在龙眼不同组织部位的表达规律,对龙眼miR166家族成员的成熟体和前体序列及其进化、前体二级结构预测、靶基因预测以及时空表达模式进行了分析。结果表明:龙眼miR166家族含有12条成熟体序列和7个前体序列(pre-miRNA)。Mfold预测显示pre-miR166家族7个成员的序列均能形成典型稳定的茎环二级结构,成熟序列的碱基保守性高,其他位置的则保守性减弱;它们的最小折叠自由能(ΔG)在–35.30~–83.30kal·mol~(-1)。系统发育进化树分析显示,龙眼pre-miR166家族与葡萄、碧桃的pre-miR166亲缘关系更为接近。靶基因预测显示,龙眼miR166基因家族靶基因包括同源异型域—亮氨酸拉链蛋白、三角状五肽重复结构蛋白、假定蛋白、DNA指导的RNA聚合酶Ⅲ亚单位RPC2、紫外线B受体等。实时荧光定量PCR显示,pre-miR166家族不同成员在龙眼生长发育进程中均有表达且表达模式不尽相同,提示其可能广泛参与龙眼各个器官的调控,且在功能上可能具有分工。     

‘元帅’苹果短枝变异逆转座子插入位点临近基因MdRDACO1的表达及功能分析

前期研究发现在‘元帅’苹果短枝突变体4号染色体约3 768 578 bp处存在一个2 190 bp的逆转座子Mdsolo-LTR1及其插入位点3'端约50 kb处有一乙烯合成限速酶基因ACO1。以‘元帅’及其短枝突变品种‘奥勒冈矮生’为试材，研究逆转座子Mdsolo-LTR1对其临近基因MdRDACO1表达活性的影响。荧光定量PCR结果表明，MdRDACO1的表达量在新梢发育至9节和12节时的顶芽和新梢半木质化前各阶段的茎段中均是‘元帅’显著高于‘奥勒冈矮生’。拟南芥异源转化结果显示，播种后7 d时，转MdRDACO1基因株系下胚轴长度和45 d时株高显著高于野生型和转空载株系；进一步分析发现，转MdRDACO1株系中古巴焦磷酸合成酶基因AtCPS1的表达量显著高于野生型和转空载株系。试验结果暗示‘奥勒冈矮生’等短枝突变体中，逆转座子Mdsolo-LTR1可能通过抑制其临近的乙烯合成限速酶基因MdRDACO1的表达活性，从而抑制受乙烯正调控的赤霉素合成关键基因MdCPS活性，进而导致短枝突变。     

番茄黄色柱头突变体ys的表型与遗传规律分析

通过EMS诱变获得了1个可稳定遗传的番茄黄色柱头突变体,命名为ys(yellow stigma)。色素含量测定发现:同野生型相比,突变体ys柱头中的叶绿素和类胡萝卜素含量没有明显变化,但对香豆酸和柚皮素查尔酮含量显著高于野生型,推测呈黄色的柚皮素查尔酮的大量积累可能在黄色柱头形成过程中起着重要作用。此外,分析发现,突变体和野生型在柱头表面结构、柱头可授性及花粉活力方面没有显著差异。对突变体ys与野生型构建的F_1、F_2、BC_1以及BC_2群体的遗传分析发现,F_1和BC_2均为绿色柱头植株,F_2和BC_1群体绿色柱头植株与黄色柱头植株的比例符合3∶1和1∶1的分离比(P0.05),表明黄色柱头突变受1对隐性基因控制,其遗传方式符合孟德尔遗传定律。     

番茄SELF-PRUNING基因家族及株形调控功能研究进展

番茄SP（SELF-PRUNING）基因调控植株的有限型生长习性，其与金鱼草CEN（CENRORADIALIS）基因和拟南芥TFL1（TERMINAL FLOWER 1）基因同源，属于调控植物生长习性和开花的同一类基因。目前已报道了番茄SP基因家族8个成员（SP、SP9D、SP2I、SP3D、SP5G、SP6A、SIGI和SPGB），该基因家族能直接或间接调控番茄植株的生长习性，影响其株形。对番茄SP家族基因结构特征、亲缘关系、表达特性以及株形调控功能等研究进展进行综述，以期为调控番茄生长习性，获得紧凑型株系、实现均一化和现代机械化采收提供有效的技术支撑。