香蕉果实MaGBSSI基因家族的克隆及表达分析

以"巴西"蕉(Musa acuminata L.AAA group cv.Brazilian)为试材,利用同源克隆法获得4个颗粒结合淀粉合成酶I(Granule-Bound Starch Synthase I,GBSSI)基因家族成员的cDNA全长,运用MEGA 5.05软件进行聚类分析,并通过quantitative real-time PCR(qPCR)技术检测MaGBSSI基因家族成员在香蕉果实不同发育时期及成熟阶段和不同组织中的表达情况。结果表明:香蕉4个MaGBSSI基因家族成员MaGBSSI-1、MaGBSSI-2、MaGBSSI-3、MaGBSSI-4的cDNA全长分别为1 851、1 851、675、1 845bp,登录号分别为KF512020、KF512021、KF512022、KF512023。聚类分析发现,香蕉MaGBSSI基因家族与其它植物GBSSI基因同源性达65%。qPCR分析发现,MaGBSSI-1、MaGBSSI-2、MaGBSSI-4在香蕉根、球茎、叶片和苞片等营养器官中明显上调表达,而MaGBSSI-3在花、果皮、果肉等生殖器官中表达量比较高,在根、球茎及叶片中几乎不表达。香蕉果实发育过程中,MaGBSSI-1、MaGBSSI-2、MaGBSSI-4在0~30d明显上调表达,而MaGBSSI-3在香蕉果实发育30~60d表达量比较高,在0~30d几乎不表达,且随着果实的成熟,MaGBSSI-3表达量逐渐下降。研究结果为阐明香蕉果实的直链淀粉生物合成及降解机制并对其进行表达调控奠定了基础。     

脂氧合酶基因家族成员与果实成熟衰老研究进展

综述了LOX在果实成熟衰老进程中的最新研究进展, 主要包括LOX与乙烯合成、果实软化、香气物质合成以及LOX基因家族成员的表达和功能研究。     

苹果果实成熟过程中ACC 合成酶基因作用机理研究进展

 苹果（Malus × domestica Borkh.）果实贮藏期的长短直接决定着其采后的经济价值,其与果实在室温下的软化率有直接的关系。乙烯能够调控苹果成熟和软化过程,因此,苹果果实软化和乙烯之间的关系得到了广泛的研究。ACC合成酶（1–氨基环丙烷–1–羧酸合成酶,ACS）是植物乙烯合成中的关键酶,通过检索苹果全基因组序列,共发现20个ACC合成酶（ACS）基因,其中MdACS1和MdACS3已经被证明与苹果果实成熟有着直接关系,并在不同的时空点调控果实成熟过程。对ACS基因调控苹果果实成熟过程的最新研究进展进行了综述,并提出了ACS基因调控苹果果实成熟和乙烯合成的分子模型,同时也对本领域今后的研究方向作了展望。     

番木瓜ERF家族与果实成熟相关成员的分析

通过比较分析番木瓜ERF家族成员的系统进化关系、基本理化性质、保守基序、启动子顺式元件,结合分析番木瓜在乙烯利和乙烯抑制剂1–甲基环丙烯(1-MCP)处理下以及不同成熟期果肉的RNA-seq数据,筛选出22个ERF家族成员进行表达差异分析,最终比较得出两个处理数据中显著差异表达基因有18个,推测这些基因可能在番木瓜果实成熟过程中起重要作用。     

生长素对油桃‘24-30’果实软化和乙烯生物合成的影响

【目的】研究‘24-30’油桃果实发育后期及采后萘乙酸处理下果实硬度和乙烯的变化。【方法】以‘24-30’油桃为试材,检验其果实的硬度和乙烯释放量,以及经采后萘乙酸处理下乙烯生物合成基因(ACS1、ACS4、ACO1)和果实软化关键基因(PG1)的表达量。【结果】‘24-30’采前采后过程中果实硬度和乙烯释放量变化均不明显;与对照果实相比,经NAA处理果实的硬度明显下降,乙烯释放量迅速增加,且处理浓度越高,效果越明显。实时定量表达分析表明,经NAA处理果实与对照相比,PG1和ACS1基因的表达明显增加,且处理浓度越高,基因上调表达越明显。NAA处理对ACS4和ACO1的表达没有明显作用。【结论】‘24-30’油桃采前和采后果实一直维持较高硬度是由于乙烯释放量较低。采用萘乙酸处理‘24-30’油桃果实,可以促进‘24-30’油桃ACS1基因的表达和乙烯的释放,进而导致重要细胞壁相关基因PG1表达上升,加速果实软化。     

香蕉淀粉磷酸化酶基因与果实成熟关系的研究

淀粉磷酸化酶在香蕉果实采后淀粉降解过程中起着重要作用。为了研究香蕉淀粉磷酸化酶基因(MaPho)与采后香蕉果实成熟过程的相互关系,对巴西蕉采后果实进行乙烯和1-甲基环丙烯(1-MCP)处理,利用荧光定量PCR(qRT-PCR)分析不同处理的MaPho表达情况。结果表明,不同处理的MaPho1和MaPho2表达趋势一致,但表达量有差异。乙烯催熟处理的MaPho1和MaPho2表达量逐渐上调,第4天达到高峰随后表达量下调;对照(自然成熟)香蕉果实在采后第1天出现表达高峰,1-MCP处理的MaPho1和MaPho2呈下调表达。     

正常成熟与不成熟西瓜果实中ACS、ACO基因表达及乙烯产生的动态比较

<正>目的与意义:乙烯对非呼吸跃变型果实的成熟调控机制尚不明确。西瓜果实属于非呼吸跃变型果实,据报道称,外源乙烯处理会导致西瓜果实软化加速和水脱。以呼吸跃变型果实番茄为对照,拟测定西瓜果实乙烯的释放量和组织乙烯(CIE)含量,分析乙烯合成酶基因ACS和ACO基因在不同类型西瓜果实成熟过程中表达量变化,希望能解     

甜樱桃果实NCED基因的克隆及其表达

为了进一步研究ABA在甜樱桃果实成熟过程中的作用,通过RT-PCR以及RACE-PCR方法从甜樱桃果实克隆得到了ABA合成关键酶NCED基因片段PacNCED1及其3′ 末端序列,从乙烯利处理果实中克隆得到了乙烯合成关键酶ACO基因片段PacACO1。推测的PacNCED1和PacACO1氨基酸序列与其它物种的NCEDs和ACOs氨基酸序列具有很高的同源性。通过半定量RT-PCR及定量RT-PCR方法分析了PacNCED1和PacACO1的表达模式,发现PacNCED1在甜樱桃果实发育的整个过程以及不同部位都有表达,在果肉和种子中的表达不断增加,在果实成熟之前达到最高峰,而在果柄中的表达则在果实完熟时达到最大。PacNCED1在未失水的叶片和根中有微弱表达,但在失水叶片中的表达急剧上升,表现出与失水的相关性。外源ABA和乙烯利能促进PacNCED1在果实中的表达,而NDGA和IAA对PacNCED1在果实中的表达没有显著影响。在甜樱桃果实发育过程中并没有检测到PacACO1的表达信号,但是外源乙烯利和ABA处理能诱导其在果实中的表达。     

香蕉GLP基因家族全基因组鉴定及表达分析

为揭示香蕉类萌发素蛋白（GLP）功能，对香蕉GLP基因家族（MaGLP）进行了全基因组鉴定，分析了基因结构、染色体分布和启动子顺式作用元件和转录因子结合位点（TFBS）分布情况以及编码蛋白的理化性质、保守基序、进化关系，同时基于转录组的结果研究它们在4 ℃和45 ℃处理的叶片、枯萎病菌FocTR4处理的根系以及自然成熟和乙烯催熟的不同成熟阶段的果实中的表达情况。结果显示：MaGLP家族共有44个成员，编码区CDS序列长度为567 ~ 2 103 bp，分布于除10号染色体外的所有染色体上。大部分GLP基因包含1 ~ 2个外显子，多数GLP具有信号肽且主要定位在胞外。进化树分析发现，MaGLP可分为8个亚家族，其中亚家族M为香蕉特有。顺式作用元件和TFBS预测结果显示，MaGLP启动子区存在多种植物激素和逆境胁迫相关响应元件以及7种TFBS。MaGLP成员在香蕉不同组织部位中的表达水平差异较大且受多种胁迫调控。其中MaGLP5-1和MaGLP9-8对各种处理均有响应，MaGLP1-2和MaGLP9-4受高温、低温胁迫抑制，而MaGLP9-6受高温、低温胁迫诱导，MaGLP5-4受高温和FocTR4调控，MaGLP4-4仅响应高温胁迫。研究结果表明MaGLP在香蕉抵御逆境过程中发挥重要作用。     

番木瓜半胱氨酸蛋白酶基因CpCP的分离及表达分析

采用cDNA-AFLP技术分离了一个与番木瓜果实成熟衰老相关的差异片段,经生物信息学分析证实该片段属于半胱氨酸蛋白酶（Cysteine Protease,CP）基因。将差异片段序列在NCBI中的番木瓜基因组序列中搜索,获得了半胱氨酸蛋白酶基因DNA序列。设计开放型阅读框上、下游引物,以木瓜果肉RNA逆转录的cDNA为模板扩增该基因全长cDNA序列,命名为CpCP（登录号：JN689334）。该基因属于C1肽酶家族中的C1A亚家族,编码471个氨基酸,含有家族特有的催化三联体：Cys166-His302-Asn322。Real-time PCR结果显示CpCP在果实中大量表达,是根、茎、叶、花中表达量的几十倍;CpCP受乙烯处理诱导,受1-MCP处理抑制,表达模式与番木瓜果实成熟衰老进程一致,说明CpCP参与了番木瓜果实成熟衰老进程。     

香蕉MaTIFY1转录因子特性及其在成熟过程中基因表达分析

从香蕉果实中分离获得1个TIFY亚族的转录因子基因,命名为MaTIFY1。该基因含有一个681 bp的ORF,编码一条长度为227 aa,分子量为24.97 kD,等电点为7.85的氨基酸多肽链。MaTIFY1定位于细胞核,并且具有转录激活活性。荧光定量PCR分析表明,MaTIFY1随着香蕉果实成熟进程表达明显增强,并且外源丙烯处理可诱导其表达。此外,MaTIFY1启动子活性受乙烯利诱导激活,进一步表明MaTIFY1可能参与香蕉果实成熟的调控。原核表达并纯化了MaTIFY1重组蛋白。     

乙烯信号转导与果实成熟衰老的研究进展

 乙烯参与植物的整个生命周期，其生物学效应通过乙烯信号转导途径发挥作用。本文综述了乙烯信号转导途径各级别元件及其编码基因在果实成熟衰老中的研究进展，主要包括相关基因家族成员及其表达调控、成熟衰老相关乙烯信号转导途径元件的鉴别与功能分析、乙烯信号转导在果实成熟衰老进程中的调控机制等，并提出了乙烯信号转导的研究重点与方向。     

香蕉中一个新的S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因的克隆及采后表达分析

利用抑制消减文库从香蕉中分离到一个cDNA片断,结合RACE技术获得该基因的全长序列。该全长cDNA共含1 285个碱基,通过Blastx同源性分析结果显示它与香蕉的一个S-adenosyl-L-methionine synthase(SAMS)基因(GenBank序列号为AF004317)具有82%的碱基同源性,编码的氨基酸顺序有93%同源性,但在cDNA的5’和3’非编码区同源性较低。设计特异引物对此基因进行RT-PCR分析表明,正常成熟的香蕉果实,采后当天表达量较高,随后略有降低,至采后12 d又达到一个相对较高值后迅速下降;高锰酸钾处理的果实,整个成熟期该基因均表现一个比较高的表达量;乙烯利处理的果实,采后表达量明显下降且处在一个比较稳定的水平。     

丙烯和1–甲基环丙烯处理对采后柿果实XTH基因表达的影响

 为了进一步探索木葡聚糖内糖基转移/水解酶（XTH）在柿（Diospyros kaki L.）采后软化中的分子调控机制,应用实时荧光定量PCR 技术检测常温下丙烯和1–甲基环丙烯（1-MCP）处理的‘富平尖柿’果实中XTH 基因表达量的变化。结果显示,丙烯处理能够促进柿果实成熟软化,增加乙烯释放并使高峰提前到来,而1-MCP 处理能够延缓果实软化,抑制乙烯释放。随着柿果实成熟软化推进,4 个XTH 基因呈现不同的表达方式,且丙烯处理促进了4 个XTH 基因的表达,而1-MCP 处理则抑制它们的表达。其中,DkXTH1 和DkXTH2 在柿果实成熟软化过程中表达量较高,且二者表达高峰分别在果实成熟的初期和中期,说明DkXTH1 和DkXTH2 分别与采后柿果实初期和中后期的软化关系密切。结合乙烯释放量结果分析显示,柿果实XTH 基因的表达受乙烯调控,对柿果实的成熟软化中具有一定的促进作用。     

柿采后丙烯和1–甲基环丙烯处理对两个扩展蛋白基因表达的影响

为进一步了解扩展蛋白（Expansin,EXP）在柿果实采后软化过程中的作用,以丙烯和1–甲基环丙烯（1-methylcyclopropene,1-MCP）处理‘富平尖柿’采后果实,采用实时荧光定量PCR技术检测果实中EXP基因表达量的变化。结果显示,丙烯促进柿果实成熟软化,使乙烯释放高峰升高并提前到来,提高ACC合成酶（ACS）、ACC氧化酶（ACO）活性;1-MCP减缓柿果实的成熟软化,推迟并降低乙烯释放高峰,抑制ACS和ACO活性。随着贮藏时间的延长,柿果实逐渐软化,对照果实DkEXP3和DkEXP4的相对表达量均表现为先上升后下降的趋势。丙烯处理促进了DkEXP3和DkEXP4的表达,使表达高峰升高且提早到来;1-MCP处理抑制了DkEXP3和DkEXP4的表达,推迟且降低了表达高峰。对照和1-MCP处理的果实的DkEXP3和DkEXP4的相对表达量高峰均较乙烯释放高峰早。DkEXP3和DkEXP4在果皮、果肉、果心中表达水平不同。本结果说明EXP可能在采后柿果实成熟软化前期起作用,其表达有组织特异性,且受到乙烯的调控。     

香蕉果实采后乙醇脱氢酶活性与乙烯代谢的关系

乙醇脱氢酶(ADH)在果实的生长发育以及果实成熟过程中起到一定的作用。以香蕉果实为材料,测定了乙烯、1-甲基环丙烯(1-MCP)处理对香蕉果实采后乙烯释放量和ADH活性的影响,以了解ADH活性与乙烯代谢的关系。结果表明,与正常后熟的香蕉相比,乙烯处理使香蕉果实的乙烯释放量提前11 d达到峰值,ADH活性提前11 d开始上升。1-MCP处理则显著抑制了香蕉的乙烯释放,没有出现乙烯峰,ADH活性也被抑制,活性变化不明显。推测在香蕉果实采后成熟过程中乙醇脱氢酶(ADH)活性与乙烯代谢成正相关,乙醇脱氢酶(ADH)活性可能受乙稀代谢调控。     

越橘FWL/PLAC8家族基因特征及表达分析

以高丛越橘(Vaccinium corymbosum)大果型品种‘奥尼尔’和小果型品种‘蓝雨’为试材,测定花芽膨大与果实发育期间生长曲线及成熟果实的部分生理指标;开展包含PLAC8保守结构域的FWL(fruit weight like)基因全基因组鉴定与序列分析,并应用实时荧光定量PCR法检测VcFWL/PLAC8基因亚家族成员在花芽膨大与果实发育进程中的相对表达水平。结果表明:‘奥尼尔’果实单果质量与横径自S2期起均显著高于‘蓝雨’,其成熟果实中心室数、单果种子数及种子质量也显著高于‘蓝雨’果实。越橘VcFWL/PLAC8家族包含11个成员,分布于10条染色体上,结构分析显示这些基因均包含2~3个外显子。大部分VcFWL/PLAC8基因包含高度保守的结构域,聚类分析可将其分为3个亚家族,其中B和C亚家族成员间高度保守。qPCR分析表明A与C亚家族基因的表达模式和越橘花芽与果实发育进程中细胞增殖趋势一致,B亚家族基因的表达丰度较低,推测VcFWL/PLAC8基因可能通过不同的机制和途径参与调控果实的生长发育。     

蔗糖合成酶PavSS1调控甜樱桃果实成熟的功能分析

【目的】明确甜樱桃PavSS基因家族在果实成熟过程中的功能。【方法】利用qRT-PCR技术分析了7个蔗糖合成酶基因PavSS1～7在果实发育过程中的表达情况,并分析了蔗糖对PavSS家族基因表达的影响,利用甜樱桃果实的VIGS技术分析了PavSS1与PavSS6基因影响果实成熟的功能。【结果】PavSS1和PavSS2基因在甜樱桃果实发育和成熟过程中均表达,且PavSS1基因表达量是PavSS2基因的10倍以上;PavSS1和PavSS2在果实发育前期表达量逐渐升高,后期表达量逐渐降低。PavSS3和PavSS5基因在整个果实发育期均低表达,且表达量差异不显著。PavSS4和PavSS7基因在果实发育前期表达量高,后期表达量低。PavSS6基因在果实发育初期低表达,随后表达量逐渐升高,并维持较高水平。外施蔗糖显著下调了PavSS1和PavSS6基因的表达,而PavSS2、PavSS3、PavSS4、PavSS5和PavSS7基因的表达变化不显著。沉默甜樱桃果实PavSS1基因抑制了甜樱桃果实成熟,包括果实硬度、ABA含量、花色苷含量和可溶性糖含量发生显著变化以及成熟相关基因的表达量显著下调;而沉默PavSS6基因的甜樱桃果实与空载对照相比,没有显著变化。【结论】PavSS1基因可能是控制甜樱桃果实蔗糖代谢的关键基因,参与了甜樱桃果实成熟过程的调控。     

猕猴桃PG基因在果实贮藏过程中的表达及其与硬度的关系

为鉴定猕猴桃果实贮藏过程中参与果胶降解的关键酶多聚半乳糖醛酸酶（PG）基因,以‘徐香’猕猴桃为试材,利用转录组测序（RNA-seq）和实时荧光定量（qRT-PCR）技术,研究了猕猴桃PG基因在不同成熟进程及外源乙烯诱导后果实中的表达变化。根据RNA-seq结果,可以将37个PG基因在采后不同时期的表达趋势分为4类,Achn325011、Achn240441、Achn071601和Achn100411,分别在采后2、4、6和8 d有表达高峰。鉴于果实硬度在常温贮藏6 d较4 d时急剧下降,因此利用qRT-PCR重点验证了其中的2类14个基因,发现4个基因在采后2 d和4 d明显上调,与果实硬度在6 d时的下降相关。进一步利用外源乙烯处理果实,发现其中1个基因Achn071601在处理与对照果实中的差异表达与同时期果实硬度的变化趋势一致,是猕猴桃关键的PG基因。     

热水处理对草莓果实的保鲜效应及其与乙烯相关基因表达的关系

 以七八成熟‘丰香’草莓果实为试材, 研究了45 ℃热水处理15 min对草莓果实的保鲜效应,并采用RT2PCR技术探讨了热水处理对草莓果实贮藏过程中乙烯合成相关基因及乙烯受体基因表达的影响。结果表明, 热水处理显著抑制贮藏期间果实花青素积累, 减小果实失重率、腐烂指数, 缓解可溶性固形物和可滴定酸含量下降, 提高可溶性蛋白质含量, 促进维生素C含量下降, 同时抑制果实呼吸速率和乙烯释放速率, 明显延长果实贮藏寿命。RT-PCR 分析结果表明, 热水处理明显抑制贮藏期间草莓果实ACS、ACO、乙烯受体( ETR1和ERS1) 基因的表达, 但对EIN1基因表达没有明显影响。以上结果说明, 热水处理延缓草莓果实衰老可能与其抑制乙烯合成及作用有关。