三明野生蕉基本生物学特性调查

本文介绍了福建省三明野生蕉(Musaspp.,‘AB’G roup)的分布、基本生物学特性,为开发利用三明野生蕉提供基础资料,并初步分析了三明野生蕉的利用价值。     

三明野生蕉β-1,3-葡聚糖酶Mugsp7基因克隆及其在低温处理下的表达分析

以三明野生蕉组培苗为材料,通过RT-PCR技术克隆获得β-1,3-葡聚糖酶基因Mugsp7（β-1,3-glucanase）的 cDNA 和 gDNA 序列,并对该基因进行生物信息学分析和不同低温下的实时荧光定量PCR表达分析,并进一步测定8 ℃处理1、2、3、4和5 d后三明野生蕉叶片β-1,3-葡聚糖酶活性。结果表明：Mugsp7的 gDNA 长 1132 bp,开放阅读框（ORF）长984 bp,具有一个148 bp的内含子,共编码 327 个氨基酸。cDNA、gDNA 的登录号分别为 KU363808和KU363809。生物信息学分析表明,Mugsp7 属于酸性、亲水、稳定性蛋白,不具有信号肽,与小果野蕉、大叶藻、玉米、大麦、水稻等位于同一分支,与小果野蕉亲缘关系较近分为一类。实时荧光定量PCR表明,不同低温处理和8 ℃低温不同时间处理下,Mugsp7 呈现不同表达模式,且三明野生蕉叶片β-1,3-葡聚糖酶活性的测定分析也进一步表明,Mugsp7 能进一步响应低温胁迫。因此,推测 Mugsp7 在三明野生蕉抗寒响应中发挥重要作用。     

石斛JmjC基因家族的鉴定及响应不同光周期的表达分析

利用生物信息学方法对石斛组蛋白去甲基化关键酶基因JmjC进行全基因组鉴定，通过qRT-PCR检测DoJMJ组织表达模式及对不同光周期的响应。结果表明，在铁皮石斛（Dendrobium officinale）基因组上共鉴定到17个JmjC，保守结构域分析结果显示，该家族蛋白划分为5个亚家族（JARID1、JHDM3、JHDM2、JMJD6和JmjC-only），各亚家族所含保守结构域数量不等；基因结构分析发现，各亚家族的外显子和内含子数量有所差异，同一亚家族具有相似的外显子/内含子结构；启动子顺式作用元件分析发现DoJMJ家族成员启动子区域有诸多Auxin、ABA、GA、MeJA、SA等激素响应元件及光、干旱、低温、防御和胁迫等环境信号响应元件；qRT-PCR数据表明，金钗石斛（Dendrobium nobile）中该家族10个成员在茎和叶片中表达量较高，少数成员在根中的表达较高，所有成员在果实中表达均较低，推测DoJMJ主要在茎和叶片发育过程发挥作用；此外，该家族成员在不同光周期下呈现不同的表达模式，11个成员在12 h（光照）/12 h（黑暗）下表达量较高，少数成员在4 h/20 h、8 h/16 h、24 h/0 h光周期下高表达。     

植物耐盐性：演化和盐基因组学

由于社会的发展需要使用盐地产出植物,因此植物耐盐性的研究变得日益重要。植物在长期演化中主要形成嗜盐植物和非嗜盐植物两类,在细胞乃至群体处理盐的机制方面发生了广泛和深度的遗传变异。鉴于发掘植物耐盐、使植物耐盐和改变植物盐环境的各领域都取得了重大进展,结合植物的演化扩展对植物耐盐的认识,从细胞机制、个体机制扩展到群体机制乃至多基因组参与的生态互作,进行以盐基因组学为视角的研究就显得非常重要。本文根据该领域的新近进展,对植物耐盐性进行演化和组学视角的回顾和分析,以期对今后的植物耐盐研究提供参考。     

龙眼胚性愈伤组织DlHOS1基因克隆与表达分析

以龙眼胚性愈伤组织为材料,采用RT-PCR和RACE-PCR技术对植物抗寒重要调控因子HOS1(DlHOS1)进行克隆,并进行密码子使用偏爱性、生物信息学和低温胁迫下表达等方面的分析。结果表明:DlHOS1基因序列全长3 577 bp,包含ORF 3 000 bp,编码999个氨基酸,5’UTR和3’UTR分别162 bp和415 bp(GenBank登录号:KY990404);密码子使用偏爱性分析表明,DlHOS1密码子的选择偏爱性较弱,偏爱以A/T结尾;生物信息学分析结果表明,DlHOS1编码的蛋白属于不稳定的疏水性跨膜蛋白,不含信号肽,定位于细胞质和细胞核,二级结构富含α螺旋,与柑橘的亲缘关系较近;qPCR结果发现,DlHOS1能够响应低温胁迫诱导,总体上低温下其表达水平上升。研究结果认为,DlHOS1参与龙眼抗寒和低温胁迫过程。      

龙眼胚性愈伤组织中ELF4家族基因克隆及其表达分析

ELF4家族是植物特有基因，能调节生物钟、调控开花时间、感受光周期和参与幼苗去黄化等。以龙眼松散型胚性愈伤组织为材料，采用RT-PCR结合RACE法克隆了ELF4家族3个成员cDNA全长，分别命名为DlELF4、DlELF4-LIKE 1和DlELF4-LIKE 4。DlELF4全长599 bp，编码140个氨基酸；DlELF4-LIKE 1全长762 bp，编码142个氨基酸；DlELF4-LIKE 4全长661 bp，编码114个氨基酸；DlELF4家族成员均为不稳定的亲水蛋白，无信号肽与跨膜结构，都含有DUF1313保守功能结构域。进化树分析表明，植物中ELF4家族可分成二个亚组，ELF4与ELF4-LIKE 1聚为一组，ELF4-LIKE 2、3、4聚为另一组。qPCR结果表明：在体胚发生过程中DlELF4、DlELF4-LIKE 1和DlELF4-LIKE 4表达模式相同，均在球形胚时期表达量极高，而在其它时期表达量很低；DlELF4家族对不同光质和不同处理时间的响应存在差异：DlELF4的表达经24 h处理时可能受绿光和红光诱导，经72 h处理时可能受红光、蓝光和白光诱导；DlELF4-LIKE 1的表达在24 h处理时可能受绿光诱导，经72 h处理时受红光和绿光抑制；DlELF4-LIKE 4的表达在24 h和72 h处理时可能受蓝光和白光诱导。水杨酸和茉莉酸甲酯能促进龙眼胚性愈伤组织中DlELF4家族成员的表达。以上结果表明，ELF4家族可能参与龙眼体胚发生过程中球形胚的形态建成与胁迫应答。     

龙眼胚性愈伤组织AGO10基因克隆及其表达分析

【目的】探究龙眼胚性愈伤组织Argonaute10(AGO10)基因的特性与龙眼生长发育、激素响应及非生物胁迫响应之间的关系。【方法】根据龙眼胚性愈伤组织转录组数据库Unigene序列,采用RT-PCR结合RACE技术,以‘红核子’龙眼胚性愈伤组织cDNA为模板,进行龙眼胚性愈伤组织DlAGO10基因的克隆和生物信息学分析,同时利用qRTPCR技术分析DlAGO10基因在龙眼体胚发生过程中、不同组织部位中、对不同激素的响应以及非生物胁迫响应的表达情况。【结果】获得龙眼DlAGO10基因的c DNA全长序列(GeneBank登录号为MH708535),全长共3 859 bp,其中包含完整开放阅读框(ORF)3 003 bp,编码999个氨基酸。生物信息学分析表明,DlAGO10的保守结构域具有AGO的经典结构域PiWi结构,与甜橙和克莱门柚AGO10蛋白同源性较高。qPCR分析结果表明,在龙眼体胚发生过程中,DlAGO10在龙眼非胚性愈伤组织时期和子叶胚时期的表达量较高,在‘红核子’龙眼合子胚S5阶段的相对表达量最高;不同组织部位的表达情况为,DlAGO10在‘红核子’龙眼雌花中表达量最高,雄花次之,其他组织部位表达量均较低。植物激素和非生物胁迫处理下的表达分析表明,一定浓度的2,4-D、KT和水杨酸(SA)均可诱导DlAGO10上调表达,而茉莉酸甲酯(MeJA)即可上调也可下调;盐、渗透、干旱和脱落酸(ABA)胁迫均可上调DlAGO10的表达。【结论】DlAGO10可能参与龙眼体胚发生早期和晚期的转录调控过程,且可能参与生长素、细胞分裂素、SA和ABA的逆境胁迫信号转导途径,调控龙眼多种非生物胁迫应答过程。     

龙眼生长素受体基因TIR1的克隆及表达分析

为进一步明确龙眼生长素受体基因TIR1的结构和功能,本试验采用RT-PCR和RACE-PCR对龙眼胚性愈伤组织2个TIR1基因(分别命名Dl TIR1-1和Dl TIR1-2)进行克隆,并进行生物信息学和表达分析。研究结果表明:Dl TIR1-1全长4 343 bp,包含ORF 1 755 bp,编码584个氨基酸(Gen Bank登录号:KR558759),而Dl TIR1-2全长2 821 bp,包含ORF 1 926 bp,编码641个氨基酸(Gen Bank登录号:KR558760)。生物信息学分析结果表明,Dl TIR1-1和Dl TIR1-2理化性质较为一致,均属于不稳定蛋白,不含信号肽,具有跨膜螺旋;亚细胞定位于细胞质中,分别含有31个和45个蛋白磷酸化位点;系统进化树分析显示,Dl TIR1-1与十字花科的亚麻荠和甜菜处于同一分支,而Dl TIR1-2与甜橙和胡杨等木本植物保持较近的遗传距离。q PCR结果表明,Dl TIR1-1和Dl TIR1-2在龙眼体胚发生过程中和不同组织器官中的表达模式较为一致,且在非胚性愈伤组织、根和花中表达量最高;此外,在一定的浓度范围内,IAA、ETH、ABA和GA3均能适当提高龙眼TIR1的表达量,而添加Me JA却明显抑制TIR1的转录。上述结果表明,Dl TIR1-1和Dl TIR1-2可能具有相似功能,且均参与龙眼非胚性愈伤组织形成、根系分化以及花器官发育,此外龙眼生长素信号转导途径可能受多种植物激素调控。     

不同光质对龙眼胚性愈伤组织类黄酮含量的影响

以龙眼胚性愈伤组织为材料,研究不同继代培养基、培养时间和光质对龙眼胚性愈伤组织生长和类黄酮含量的影响。参照前人的研究结果,龙眼胚性愈伤组织分别在含2,4-D和Ag NO3的继代培养基上交替继代培养,测定其在黑暗条件下15、20、25、30、35 d的类黄酮含量,分析其含量变化;在此基础上,分别于红光、蓝光、白光、黄光4种不同的光质下培养愈伤组织,研究不同光质对龙眼胚性愈伤组织类黄酮含量积累的影响。研究结果表明:在黑暗条件下,龙眼胚性愈伤组织在含Ag NO3培养基上培养25 d时类黄酮含量最高为1.857 0%;在不同光质处理下,光质影响类黄酮含量从高到低依次为:蓝光(8.802 3%)红光(4.659 4%)白光(4.272 4%)黄光(2.816 9%)黑暗(1.857 0%)。