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。     

控制水稻金黄色颖壳与节间基因OsCAD2的图位克隆

【目的】水稻色素不仅对其自身生长发育有重要生理作用,而且在水稻育种、农副产品改良等方面运用比较广泛。对水稻色素相关基因进行表型分析和基因定位,为进一步研究色素代谢途径及调控机理奠定基础。【方法】利用EMS诱变粳稻长粒粳(CLJ),在突变体库内筛选到一个金黄色颖壳与节间突变体gh881;在成熟期,测定野生型与gh881的主要农艺性状;将gh881与野生型及中恢8015杂交,观察BC1F1及F1植株表型,并对BC1F2及F2表型分离进行卡方检验,对gh881进行遗传分析;利用F2群体和图位克隆的方法对gh881突变基因进行定位;采用q PCR检测颖壳颜色相关基因在gh881与野生型不同发育时期的幼穗、节间以及剑叶叶鞘的相对表达量。【结果】与野生型相比,突变体的颖壳与节间均呈金黄色;除单株有效穗数外,gh881突变体的株高、每穗总粒数及实粒数、结实率和千粒重等性状均极显著降低。遗传分析和基因定位结果表明,gh881的突变表型受1对隐性核基因控制,位于第2染色体短臂,并最终将该基因精细定位于标记FH-13和RH-25之间,物理距离约33.2 kb,该区域中包含4个开放阅读框(ORFs)。【结论】序列分析结果表明,发现其中一个编码肉桂醇脱氢酶(CAD)的基因OsC AD2(Os02g0187800)的3 563 bp处发生了1个单碱基突变(G转换为A),导致该基因编码区的第297位氨基酸由甘氨酸突变为天冬氨酸,由此认为该突变体为OsC AD2基因单碱基突变的新等位基因。q RT-PCR结果表明,突变体的节间中OsCAD2相对表达量极显著下调,而在剑叶叶鞘及穗部则基本都是极显著增加,其他相关基因也发生显著变化,证实OsCAD2是木质素代谢中的重要基因,且可能与其他相关基因存在反馈调节。     

烟草疫霉侵染后剑麻H.11648叶片细胞超微结构和防御酶活性研究

斑马纹病是剑麻的主要病害之一，本研究以剑麻斑马纹病高感品种H.11648为材料，分别在接种烟草疫霉0、24、36、48、72 h取样，用电镜观察H.11648叶片细胞超微结构变化，同时分析过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和超氧化物歧化酶(SOD)等防御酶活性变化情况。结果表明：H.11648在接种24 h，可见大量休止孢，叶绿体结构被破坏，植物组织开始降解，随着时间延长，附着孢出现，吸器形成，植物组织解体更严重，接种72 h，可见大量菌丝。在整个接种过程中，CAT、PAL和PPO活性显著增强，72 h达到最高，分别为501.44、25.73、1 742.67 U/(g.min)。SOD和APX活性显著下降，72 h达到最低，分别为2 888.62 U/g和841.96 μmol/(g.min)。POD活性先下降72 h又上升，但均显著低于接种前POD活性。本研究从细胞学和生理水平为探讨剑麻与烟草疫霉互作关系提供了理论基础。     

剑麻种质资源表型多样性分析与倍性鉴定

利用常规方法结合流式细胞仪对25份剑麻种质资源叶色、叶缘刺有无、叶缘刺类型、叶顶刺类型、叶长、叶宽、叶长/宽比、叶基厚度、顶刺长、顶刺基部宽等10个农艺性状以及倍性进行了分析和鉴定,结果表明:同一种质资源内叶长、叶宽、叶长/宽比、叶基厚度、顶刺基部宽和顶刺长等变异系数分别在0.9%~13.33%、1.69%~9.13%、1.77%~7.61%、3.99%~11.62%、7.82%~14.31%、9.08%~14.84%之间,不同种质资源间变异系数分别为21.60%、13.95%、15.9%、21.48%、36.59%和30.77%。同一种质资源内叶长、叶宽、叶长/宽比、叶基厚度、顶刺基部宽和顶刺长差异不明显,不同种质资源间存在极显著差异(α=0.05)。基于10个表型性状将25份剑麻种质资源聚为3类,第一类主要包括番麻、广西76416、南亚1号、东368、蓝剑麻、普通剑麻、粤西75等7份种质;第二类主要包括桂辐4号、H.11648、东74、东27、东26和东16等6份种质;第三类主要包括东18、东2、肯3等12份种质。多变量的主成分分析显示4个主成分的特征值总和为5.84,累计贡献率达97.29%。流式细胞仪分析表明,25份剑麻种质资源中,H.11648、东2等14份种质为二倍体,东16和广西76416两份种质为三倍体,粤西75、粤西114等5份种质为四倍体,肯3和普通剑麻2份种质为五倍体,东74为六倍体,番麻为五倍体和六倍体的混倍体。以上结果为剑麻种质资源的鉴定评价提供理论依据。     

提高梨果品质的花果管理措施

1 疏花 疏花适用于花枝超过总枝量的50 %,且具有授粉保证、花期气候正常的果园,花期前后经常出现晚霜、春寒、大风或阴雨等不良天气的地区则不宜采用.疏花应先疏花芽,再疏花序,最后疏花朵.     

我轨和重葛资源多样性及其园林应用

九重葛,我国近代引种的重要树种之一。本文介绍了我轨和重葛类种和品种资源的多样性,共引种四个种,两个杂交种,３６个品种。并提出建议,利用多样性资源,增加园林应用形式,服务于我国园林建设。     

转玉米PEPC基因水稻株系JAAS45的选育路径与技术

连续对转玉米磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 (PEPC)基因水稻植株PEPC活性进行测定,选取PEPC为1 200μmol/mg·h以上的稳定的转PEPC基因水稻H7 代种质(命名为HPTER)为父本,以水稻品种 (系 )9516为母本,通过杂交获得F1 杂种,对其进行花药培养,获得 189个再生植株,其中二倍体植株占总株数的 65 6%。测定了71个株系的PEPC活性,鉴定出 3个株系:H137、H45和H119,其光合效率较对照 9516增加 18 9% ~25 1%,单株产量较对照增加 7 1% ~29 8%。对H45进行剂量为150Gy、250Gy、300Gy和350Gy的γ射线辐照,选育出生育期与 9516相近,重穗、大粒的株系JAAS45。本研究结果证明,通过定向选育的高表达转PEPC基因水稻种质HPTER,采用杂交、花药培养及γ射线辐照等方法,可以将玉米PEPC基因快速转移到普通水稻品种中,培育出高光合效率和高产的水稻品系。     

温敏雄不育小麦花粉育性和结实率的观察

本文对温敏雄不育小麦Ｃ４９Ｓ的花粉育性和结实率做了观察,发现随着播期的延迟,Ｃ４９Ｓ花粉育性和结实率由低向高,早播不育,晚播可育,肯定Ｃ４９Ｓ为一优异温敏材料,同穗不同部位小穗的花粉育性和结实率不同,上部－中部－下部,并且Ｃ４９Ｓ同一小穗不同位次小花的花粉育性和结实率也有差异。     

一个水稻叶片白化转绿叶突变体的遗传分析和精细定位

 在水稻品种宜香B中发现了一个白化转绿叶突变体,经过多代自交获得了稳定的白化转绿叶色突变体。该突变体在4叶期前叶色为黄绿色,之后逐渐变绿,从苗龄4周到12周,突变体/野生型叶绿素含量比值从34.5%逐渐升高到99.4%。遗传分析表明该突变受1对隐性核基因控制,暂命名为gra。利用微卫星标记将gra初步定位于第10染色体标记RM596和RM5620之间,进一步利用极端个体定位法把gra精细定位于标记RM25522和RM25535之间。gra基因距RM25522和RM25535标记的遗传距离均为0.05 cM, 其物理距离约为136 kb。     

剑麻花粉发芽率研究

［目的］研究剑麻花粉发芽率,为杂交授粉提供参考。［方法］以剑麻品种、蔗糖、琼脂、硼酸为因素,以花粉发芽率为统计指标,每个因素设3个水平,采用L9（34）正交设计。［结果］各因素对剑麻花粉发芽率的影响由大到小依次为品种、蔗糖、硼酸、琼脂;其中品种和蔗糖对剑麻花粉发芽率的影响极显著。［结论］剑麻花粉发芽率的最佳组合为A3B2C2D1,即H.11648在培养基组分为20%蔗糖＋2.5%琼脂＋0.010%硼酸时花粉发芽率最高。