AGAMOUS在花发育中的核心功能研究进展

花是植物重要的生殖器官,受到多种花发育因子的调控。AGAMOUS(AG)在花发育的不同阶段有着不同的表达模式,对于植物的繁殖和发育有着重要的作用。AG与其他花发育基因、蛋白之间的相互作用决定了植物花器官的形态建成。近年来研究发现,AG基因对于花序分生组织向花分生组织的转化起到了关键的调控作用,特别是它与WUSCHEL(WUS)基因的反馈调节途径促进了植物生殖器官的发育。本综述总结了AG基因在植物花发育调控网络中的作用及生物学功能,展望了花发育未来的研究方向与发展趋势。     

vvi-miR160s介导VvARF18应答赤霉素调控葡萄种子的发育

【目的】研究vvi-miR160家族（vvi-miR160s）及其靶基因在‘魏可’葡萄种子发育过程中的作用,探究其应答赤霉素（GA）调控葡萄果实无核的潜在机理。【方法】采用miR-RACE、生物信息学分析、RT-qPCR、RLM-RACE等方法,鉴定vvi-miR160家族成员及其靶基因,分析vvi-miR160s及其靶基因应答GA的时空表达模式及其潜在功能。【结果】花前GA处理强烈抑制‘魏可’葡萄胚珠及种子发育,高效诱导其无核,且无核率达99.8%。克隆鉴定了VvMIR160s前体基因序列（501 bp）及成熟体序列,且它们在不同物种间具有较高的保守性;基于vvi-miR160s序列,预测到靶基因VvARF18,利用RLM-RACE技术检测到vvi-miR160s对VvARF18的裂解位点在第10和第11位之间,裂解频度9/17,证明VvARF18是vvi-miR160s的真实靶基因。该靶基因编码683个氨基酸,在398—411位存在核定位信号,且该蛋白亚细胞定位于细胞核上。VvARF18与其他物种间序列的同源保守性较高,基因结构相似,其中VvARF18蛋白与茶、烟草、梅花等物种亲缘关系较近。VvARF18启动子中包含4种作用元件,且含有较多激素相关元件。RT-qPCR结果显示,随着葡萄果实的发育,vvi-miR160c/d/e呈现‘V’形表达趋势,在硬核种子发育期表达较低,而VvARF18表现出与前者相反的表达趋势,在硬核种子发育期呈现高表达,表明vvi-miR160c/d/e对VvARF18负调控,但vvi-miR160a/b与VvARF18表达水平却不存在明显负相关。GA处理极显著地上调了vvi-miR160a/b在葡萄硬核种子发育期的表达,同时也显著抑制了VvARF18在同时期的表达,且它们的表达水平呈负相关,表明GA处理促进了vvi-miR160a/b对VvARF18的负调控作用;相反,GA减弱了vvi-miR160c/d/e对VvARF18的负调控作用。【结论】在vvi-miR160家族中,vvi-miR160c/d/e可能介导VvARF18在葡萄种子发育的特定阶段调控种子的发育形成,而vvi-miR160a/b可能主要介导VvARF18参与调控GA诱导葡萄种子败育的过程。     

山羊卵泡发育相关基因的筛选及分析

【背景】山羊第一卵泡波中的优势卵泡（dominant follicles, DF）和从属卵泡（subordinate follicles, SF）是整个卵泡发育过程中最为关键的两个阶段。随着卵泡的进一步发育,最终DF可能发育成为成熟卵泡,直到排卵;SF将走向闭锁,其中颗粒细胞的凋亡是导致卵泡发生闭锁的关键因素。然而目前对促进卵泡的优势化或导致其闭锁的分子机理尚不清楚。【目的】通过对山羊第一卵泡波中DF和SF颗粒细胞进行高通量测序,旨在筛选影响卵泡发育的关键基因,为深入探究卵泡发育的调控机制提供理论依据。【方法】选取10只1岁龄健康的贵州白山羊分别注射前列腺素F_2α,使其同期发情,此后每天用B超检测并记录卵泡的生长情况,发情3 d后,统一屠宰并采集第一卵泡波中DF (直径4.5—6 mm)与SF (直径3 —4.5 mm),分别分离其中的颗粒细胞,提取总RNA、构建文库后通过Illumina Hiseq 2500平台进行测序。利用FastQC对测序产出raw reads进行质量评估并经过过滤后,获得品质较高的clean reads;使用Trinity对得到的clean reads进行重新组装,从而获得unigenes;使用CLC Genomics Workbench将unigenes与山羊RefSeq数据库进行比对获得mRNA;使用DESeq2 软件对获得的mRNA进行差异表达分析;分别采用goseq和kobas软件对得到的差异表达基因进行GO分析及KEGG信号通路分析;最终通过qRT-PCR对筛选出的可能影响卵泡发育的关键基因进行验证。【结果】分别对测序得到的raw reads进行过滤后,在DF颗粒细胞中获得43 217 934条clean reads,占raw reads的比例为95.19%;SF颗粒细胞中获得40 766 348条clean reads,占raw reads的比例为95.35%。将得到的unigenes与山羊的RefSeq 数据库进行比对后,共得到33 896条带有注释的转录本,再通过设定FPKM>1, q value<0.05,共在两种卵泡颗粒细胞中获得13 644个基因。设定参数：FPKM≥1,SF-FPKM/DF-FPKM>1,P<0.05,获得695个差异表达mRNA,其中233个在SF颗粒细胞中表达显著上调,462个表达显著下调;对所获得695个差异表达mRNA进行GO功能富集分析,共分为三大类42组：其中生物学过程占47.6%,细胞组分占47.6%,分子功能占4.8%;KEGG信号通路分析,发现20条通路,其中与核糖体通路相关的基因富集最为显著。通过在Genecard中进行功能分析后,筛选6个可能与山羊卵泡发育密切相关的基因,其中PRLR、PTX3、RGN在SF颗粒细胞中表现为上调;DKK3、ALDH1A2、RARRES1则表现为下调。qRT-PCR显示PRLR、RGN、DKK3、ALDH1A2、RARRES1的表达趋势与高通量测序结果一致,且RGN在从属卵泡颗粒细胞中的表达量极显著地高于优势卵泡（P<0.01）;DKK3、ALDH1A2、RARRES1在优势卵泡颗粒细胞中的表达量极显著地高于从属卵泡（P<0.01）。【结论】DKK3、ALDH1A2、RARRES1和RGN在优势卵泡和从属卵泡中表达量存在极显著差异,推测在山羊卵泡发育过程中可能促进卵泡的优势化或导致闭锁,对深入探究卵泡发育的调控机制具有重要意义。     

‘库尔勒香梨’果实发育过程中石细胞形成与细胞凋亡的关系研究

【目的】探讨‘库尔勒香梨’果实发育过程中石细胞的形成与细胞凋亡(PCD)之间可能存在的关系,为调控‘库尔勒香梨’果实石细胞含量、改善果实品质提供科学依据。【方法】以15 a(年)生‘库尔勒香梨’(Pyrus sinkiangensis Yü)为试材,通过显微观察和含量测定,研究果实发育过程中石细胞的形成规律和活性氧(ROS)的积累特性,同时用3种不同细胞凋亡的检测方法检测了果肉细胞细胞核浓缩情况、DNA的片段化现象。【结果】‘库尔勒香梨’果实发育过程中,石细胞含量呈先上升后下降趋势,最大值出现在花后50 d,为20.22%。随后,石细胞含量随着果实的膨大迅速下降;到花后120 d,石细胞含量降低到3.37%。石细胞的染色结果表明,花后10～20 d大部分石细胞还处于松散聚集的初始阶段,一部分石细胞团已经成型,但未达到最大体积,花后30 d石细胞开始大量聚簇,形成石细胞团,至花后50 d石细胞数量和大小趋于稳定。ROS含量变化与果实中石细胞含量变化相一致,果实发育前期积累多,后期逐渐减少。细胞凋亡检测显示,香梨果实发育过程中确实出现细胞凋亡现象。TUNEL、DAPI和Hoechst染色都表明,果实发育早期阶段(花后10～40 d)是‘库尔勒香梨’果肉细胞发生凋亡的关键时期,花后75 d开始,PCD荧光信号较弱或基本检测不到凋亡信号。【结论】‘库尔勒香梨’果实石细胞形成的关键时期是花后10～50 d。PCD发生时期和ROS积累时期与石细胞形成时期基本重叠。     

欧洲葡萄‘粉红亚都蜜’NAC基因DRL1负向调节植物抗旱性

以欧洲葡萄‘粉红亚都蜜’（Vitis vinifera‘Yatomo Rose’）为材料，利用荧光定量PCR技术和转基因技术研究葡萄NAC转录因子DRL1基因对逆境的响应。欧洲葡萄‘粉红亚都蜜’在激素和逆境胁迫下，DRL1表达呈下降趋势，其中以ABA和干旱胁迫处理最为显著。在ABA处理下DRL1转基因烟草株系种子萌发率和根长均高于野生型。干旱处理下，转基因植株对干旱的耐受性降低，同时胁迫相关基因NtLEA5、NtP5CR1、NtPSCS1、NtERD10C和NtDREB3的表达水平比野生型显著下降。此外，DRL1转基因烟草茎中柱发育受到抑制，尤其是导管横切面积仅为野生型的58%。以上结果表明，DRL1基因可能作为1个负向调节子参与植物的干旱胁迫。     

鸡个体发育过程中小肠绒毛形态变化的研究

本实验通过光学显微镜及扫描电子显微镜对罗斯肉鸡胚胎发育的11～21 d及胚后个体发育至成熟的过程中小肠绒毛的形态结构变化进行研究。结果表明:胚胎发育的第12天及以前的小肠绒毛呈蜿蜒纵行排列的黏膜褶,13～15 d呈沿小肠纵轴为W型排列的板状黏膜嵴,胚胎发育至15 d小肠绒毛的形态开始向指状结构转变,在18 d后发育成类似于哺乳动物的的指状绒毛,小肠以指状绒毛形态一直持续到胚胎孵化出壳,出壳后的鸡雏小肠绒毛仍然保持指状;随着雏鸡不断发育,在7 d以后绒毛逐渐由指状向板状发育,至孵出后第24天左右鸡雏翅膀长出第一排初级飞羽时,小肠绒毛发育成完全的"W"板状结构。本实验通过研究鸡个体发育过程中小肠绒毛形态变化,为探讨其形态重演与鸟类食性演化及飞翔关系提供基础资料,孵出后鸡的发育早期小肠绒毛由指状转变成W板状这个全新的发现也为鸡的相关生理、营养等方面的生产实践研究提供理论指导作用。     

2种侧沟茧蜂对草地贪夜蛾的寄生效果

为探讨我国本土天敌昆虫对外来入侵害虫草地贪夜蛾的防治效果,以中红侧沟茧蜂和管侧沟茧蜂为试材,在室内条件下测定了2种寄生蜂对草地贪夜蛾幼虫的寄生效果。结果表明:2种侧沟茧蜂均能寄生草地贪夜蛾的低龄幼虫,其中中红侧沟茧蜂寄生4、6和8日龄幼虫的结茧率分别为30.99%、19.01%和3.98%,死亡率分别为7.99%、6.98%和72.96%;管侧沟茧蜂寄生6日龄幼虫的结茧率为62.00%,死亡率为30.95%。2种侧沟茧蜂均具有防治草地贪夜蛾的潜力,管侧沟茧蜂对草地贪夜蛾的寄生能力优于中红侧沟茧蜂。     

木醋液对桃蚜生长繁殖的急慢性效应

为了明确木醋液对桃蚜短、长期影响,以桃蚜为试虫,用100倍稀释木醋液处理小白菜饲养蚜虫,测得桃蚜繁殖发育数据。结果显示,木醋液处理显著缩短桃蚜繁殖期,而F₁代繁殖期比F₀代繁殖期延长37%;F₀代和F₁代产蚜总量与对照组相比分别降低62%和66%;处理组F₁代和F₂代的存活率比对照组降低23%和24%,但F₁代和F₂代之间差异不显著;F₁代寿命缩短25%,F₂代差异不显著。本研究证明木醋液能够缩短桃蚜的繁殖期,延长其若蚜历期,整体缩短桃蚜寿命,降低子代存活率。总之,木醋液对桃蚜的生长发育和繁殖具有一定的抑制作用,但是这种抑制作用会随着施用频次增加而逐渐减弱,即木醋液的短期效应和长期效应存在差异,所以木醋液具有开发为生物农药的价值。