‘纽荷尔’脐橙果实发育过程中几种柠檬酸代谢相关基因的表达特征分析

【目的】探讨‘纽荷尔’脐橙果实发育过程柠檬酸变化规律及其与相关基因表达的关系。【方法】以赣南脐橙‘纽荷尔’为材料,利用高效液相色谱法(HPLC)测定了脐橙果实中有机酸组分的变化规律并采用实时定量PCR(Q-PCR)分析了柠檬酸代谢相关基因的相对表达量。【结果】‘纽荷尔’脐橙果实有机酸以柠檬酸为主,奎尼酸次之,苹果酸最少。伴随着果实发育成熟,柠檬酸、奎尼酸和酒石酸含量则呈下降的趋势,总有机酸及可滴定酸的变化趋势与柠檬酸的变化趋势一致;Cit CS1的转录丰度呈现不规则的表达模式,而Cit CS2的转录丰度变化不大,中期略有下降,呈现相对稳定的表达模式;Cit Aco1呈前期低丰度表达,后期高丰度表达,而Cit Aco2从盛花后60 d到成熟呈平稳上升趋势,伴随果实发育,Cit Aco3相对表达量变化幅度较大,总体上呈现先升后降的趋势;果实中Cit IDH1和Cit IDH3的相对表达量呈平稳上升的态势,而Cit IDH2的相对表达量在整个发育阶段比较低;Cit GAD4呈高丰度表达的态势,且变化幅度比较大,在盛花后120 d相对表达量达到最大值,但果实中Cit GAD5的相对表达量一直较低,且伴随果实成熟呈下降趋势;脐橙果实中Cit GS2表达水平略低,在整个发育阶段呈现先平稳上升再平缓下降的趋势,变化幅度不大。【结论】随着‘纽荷尔’脐橙果实发育成熟,柠檬酸降解,总有机酸含量下降,这种变化与柠檬酸合成无直接关联,而对降解相关基因的表达有所影响,尤其是Cit Acos、Cit IDH1、Cit IDH3与Cit GAD4的表达水平随着柠檬酸的下降而不断升高,可能是影响‘纽荷尔’脐橙果实成熟过程有机酸含量不断下降的原因之一。     

水稻编码光系统Ⅱ相关捕光色素蛋白Lhcb2基因的克隆与表达分析

捕光复合物蛋白(LHCP)在植物光合作用过程中发挥重要的作用。基于水稻基因组信息,以亚洲栽培稻籼稻品种黄华占、长雄蕊野生稻及其杂种F_1为试验材料,克隆了水稻Lhcb2基因,并对其基因内含子信息、蛋白序列特征、进化树、蛋白结构、基因表达进行分析。结果表明:水稻Lhcb2基因全长880 bp,含有1个长98 bp的内含子。开放阅读框长度为792 bp,编码263个氨基酸;水稻LHCB2与13个其他植物的LHCB氨基酸序列一致性为68.78%。进化树分析显示,水稻LHCB2蛋白与同属禾本科的毛竹和麻竹亲缘关系最近,与低等植物团藻亲缘关系最远。水稻LHCB2蛋白属于亲水性蛋白,其理论分子量为28 495.40,理论等电点为5.62,具有2个无序化区域,无序化比例为30.04%;水稻LHCB2蛋白三级结构有2个β折叠和3个α螺旋组成。Lhcb2基因荧光定量分析结果显示,长雄蕊野生稻和杂交F_1代植株叶片中表达量分别为黄华占的1.22和1.96倍。长雄蕊野生稻中的叶绿素a和b、色素、类胡萝卜素等均高于黄华占及其杂交F_1代。长雄蕊野生稻叶绿素a的含量分别为另2份水稻材料的1.13和1.75倍,叶绿素b含量为1.10和1.60倍,色素含量则为1.13和1.72倍。     

獭兔毛皮性状相关基因的研究进展

正獭兔,学名力克斯兔,因其皮毛酷似珍贵毛皮兽—水獭,故被称之为獭兔。獭兔除有良好的产肉性能外,皮板轻柔,被毛品质具有"短、绒、密、平、美、牢"等特点,是在国际裘皮市场上具有较大发展潜力的一种优质、经济的裘皮原料,广泛应用于服装业,发展前景十分广阔。1我国獭兔养殖业概况目前,我国獭兔年饲养量约5000万只左右,年产獭兔皮3000万张左右。獭兔养殖几乎遍及全国各地,重点养殖区域主要分布在华北、华东和东北地     

鸡粪及其配施尿素对甜瓜香味物质、酶活性及基因表达的影响

为了探讨鸡粪以及鸡粪与尿素配施对薄皮甜瓜果实香气物质合成及关键酶的影响,以薄皮甜瓜"DX108"为试材,以尿素为氮源的处理作为对照(CK),研究等量氮素条件下,鸡粪及其与尿素配施处理对甜瓜果实香气物质以及相关酶活性变化的影响,并分析了乙醇脱氢酶(ADH)和醇酰基转移酶(AAT)基因的表达水平。结果表明:不同处理对薄皮甜瓜香气物质合成、相关酶活性以及关键酶基因表达的影响存在明显差异;尿素处理促进了甜瓜果实中C6和C9醇醛类化合物的合成,而鸡粪以及鸡粪与尿素配施提高了成熟果实中酯类物质含量和种类,尤其是乙酸酯类含量;鸡粪配施尿素处理提高了花后35 d甜瓜果实中非乙酸酯类物质含量,且是尿素处理花后35 d甜瓜果实中非乙酸酯类物质含量的3.1倍,还检测到了尿素处理果实中没有检测到的特征性酯类物质;鸡粪和鸡粪配施尿素处理提高了花后25～30 d果实中LOX酶、氨基转移酶、ADH酶以及AAT酶活性,降低了花后35 d果实中ADH酶活性,抑制了30 d后果实中CmADH1和ADH2的基因表达,而促进了CmAAT1和CmAAT3基因表达。由此可知,鸡粪以及鸡粪与尿素配施有可能是通过调节果实不同发育期香味物质合成途径中关键酶活性的协调变化以及关键酶基因表达,影响了果实香气物质的合成,尤其是酯类物质的合成。     

转玉米PEPC和PPDK基因杨树苗期的光合生理特性

【目的】磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)和磷酸丙酮酸二激酶(PPDK)是保证C4植物高效光合作用的关键酶。杨树作为光合效率较低的C3植物,其光能利用率低,本研究以玉米PEPC基因和PPDK基因分别作为目的基因进行杨树遗传转化,分别获得转基因的高效表达植株,并进行分子检测及相关功能分析,为培育杨树高光效新品种提供依据。【方法】通过生物信息学筛选玉米PEPC和PPDK基因。利用Gateway系统,将PEPC和PPDK基因分别构建到植物表达载体pGWB406,通过农杆菌介导法转化南林895杨。比较分析转基因植株与对照(南林895杨)的光合生理特性。【结果】筛选克隆的PEPC及PPDK基因均编码典型的C4光合作用关键酶。南林895杨转PEPC基因获得5个株系,不同株系间基因表达量具有差异,最大达1.79倍,但编码蛋白在不同株系叶片中的表达量无显著差异;转PPDK基因获得3个株系,各株系间基因及蛋白表达量无显著差异。PEPC和PPDK在叶片中的表达量均高于茎中,且随着植株生长发育而提高; PEPC和PPDK基因的表达均受光照条件的影响,在高光照下表达量上升2～3倍。转基因株系净光合速率在11:00—14:00出现双峰状态,且显著高于对照组,最高达16.2%(PEPC-5株系);气孔导度在12:00—16:00高于对照组;除PPDK-2株系外,转基因株系都检测到比对照组更高的胞间CO2浓度,除PEPC-1和PEPC-4株系外,转基因株系CO2饱和点均低于对照组;全部转基因株系CO2补偿点均低于对照组,且光饱和点以及在光饱和点的光合速率均高于对照组。生长参数方面,PEPC-3和PEPC-4株系多个指标显著优于对照组(P0.05),平均株高分别高于对照组5.6%和2.9%,叶面积分别高于对照组13.8%和8.9%,叶片质量分别高于对照组23.6%和19.8%,地径分别高于对照组13.5%和5.4%;转基因株系的茎生物量均高于对照组,叶生物量优势最为明显的依次是PEPC-3、PEPC-5和PEPC-4株系,分别高于对照组34.8%、15.4%和6.3%。【结论】玉米PEPC和PPDK基因导入南林895杨获得的转基因植株在强光利用方面具有明显的优势,植株的光合能力显著提高,生长指标优于对照组。利用C4植物的光合作用关键酶编码基因对杨树进行遗传转化,对于提高杨树甚至木本植物的光合效率具有重要意义。     

NaHCO3胁迫下吉尔吉斯白桦MADS基因家族生物信息学及表达分析

为了探索MADS基因家族的耐盐胁迫功能,从以吉尔吉斯白桦(Betula kirghisorum)23号为试验材料测得的转录组文库中筛选出28个吉尔吉斯白桦的MADS-box基因序列对其编码蛋白的基本理化性质、亚细胞定位、二级结构、跨膜结构和信号肽、基因结构、保守基序、蛋白系统进化等方面进行初步生物信息学分析,并在NaHCO_3胁迫下对其表达情况进行分析。结果显示,除蛋白BkMADS1和BkMADS20外,其余均为亲水性蛋白;在28个吉尔吉斯白桦MADS蛋白中有19个定位在细胞核中;蛋白BkMADS7和BkMADS12的二级结构组成以无规则卷曲为主,其余蛋白则以α-螺旋为主;所有蛋白均没有信号肽,即全为非分泌性蛋白。此外,进化分析结果表明,MADS盒为MADS-box转录因子高度保守的结构域,大多数吉尔吉斯白桦MADS蛋白为Ⅱ型。在0.6%NaHCO_3胁迫下,15个BkMADS基因上调表达,13个BkMADS个基因下调表达。     

盐度对中华绒螯蟹行为、营养成分及基因表达的影响研究进展

中华绒螯蟹在咸水中交配产卵,经历幼体发育阶段后迁移到淡水中生长,其生命周期经历了较大的盐度变化。目前,关于盐度对中华绒螯蟹行为、表型和基因表达的影响,已经获得了多方面的进展与结果,但仍缺乏系统性总结。运用组学技术结合分子生物学方法,研究某些关键相关基因的表达及生物学功能,从而从分子水平上阐释其渗透压调节机制及抗逆机制将是今后的研究方向。     

月季bHLH基因的克隆、表达及其与MYB和WD40的互作分析

以月季‘月月红’(Rosa chinensis‘Slater’s Crimson China’)花瓣为材料,利用同源克隆法鉴定到1个Rcb HLH基因的c DNA全长序列,并研究了其生物信息学特征、组织特异性表达及其与MYB和WD40的互作关系。序列分析表明,Rcb HLH的开放阅读框长2 112 bp,编码703个氨基酸,基因登录号为KY783912。结构域序列分析显示,Rcb HLH为一个保守的N端含有碱性氨基酸的DNA结合区、C端含有α螺旋–环–α螺旋的b HLH蛋白。对Rcb HLH进行系统进化分析发现,Rcb HLH与草莓及其他蔷薇科植物的b HLH蛋白具有较高的同源性。组织特异性实时定量RT-PCR分析揭示Rcb HLH基因主要在花瓣中表达。酵母双杂交结果显示,Rcb HLH能与Pav MYB和Pav WD40相互作用形成MYB-b HLH-WD40复合物。以上结果为进一步研究Rcb HLH的功能鉴定奠定了基础。     

MdMYB73的分子克隆及其在苹果愈伤组织和拟南芥幼苗中的盐抗性功能鉴定

从‘嘎拉’苹果中克隆了一个MYB转录因子基因(序列号:MDP0000894463)。该基因包含长为729 bp完整的开放阅读框,编码243个氨基酸,预测其蛋白质分子量为26.34 kD,等电点为9.29。系统进化树分析表明,这一MYB转录因子与拟南芥AtMYB73同源序列相似性最高,因此将其命名为MdMYB73。功能域分析表明,MdMYB73蛋白含有保守的R2R3-typeMYB绑定域。荧光定量PCR分析表明,MdMYB73在苹果的各个组织均有表达,在叶片和花中表达相对较高;MdMYB73的表达明显受盐胁迫的诱导。将异位表达MdMYB73的拟南芥幼苗进行抗盐鉴定,结果表明MdMYB73负调控拟南芥盐胁迫抗性;同时,AtSOS1,AtSOS3和AtNHX1抗盐相关基因的表达水平显著降低,表明MdMYB73可能负调控SOS反应,影响拟南芥抵抗高盐胁迫过程。将MdMYB73基因遗传转化苹果愈伤组织,抗盐表型分析表明,MdMYB73过量表达也明显降低了转基因愈伤组织对盐胁迫的抗性。