金线莲辣椒红素/玉红素合成酶基因CCS的克隆及表达模式分析

【目的】克隆金线莲辣椒红素/玉红素合成酶(capsanthin/capsorubin synthase,CCS)编码基因并分析其功能。【方法】在金线莲转录组测序数据基础上,同源克隆福建金线莲(Anoectochilus roxburghii)和台湾金线莲(Anoectochilus formasanus)的CCS基因编码序列,并进行生物信息学分析和表达特性分析。【结果】福建金线莲ArCCS基因的ORF长1 461 bp,编码486个氨基酸。台湾金线莲AfCCS基因的ORF长1 458 bp,编码485个氨基酸。ArCCS与AfCCS蛋白序列相似度为97%,均定位于叶绿体,二者理化性质和三级结构高度相似。ArCCS和AfCCS基因的表达显著受盐胁迫和不同光质的诱导或抑制。AfCCS基因在根中低表达,在茎中高表达,而ArCCS基因的表达无组织特异性。【结论】成功克隆到福建金线莲和台湾金线莲的CCS基因,二者的表达受到环境因素的显著诱导。     

玉米2C型丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶(PP2C)活性与耐旱性的关系

在先期研究的基础上, 结合运用电子克隆和反转录PCR技术克隆玉米PP2C基因的全长cDNA序列, 再分别应用实时荧光定量PCR和非放射性标记法, 测定干旱胁迫条件下耐旱性不同的自交系PP2C基因的mRNA表达差异和酶活性差异, 以探讨PP2C酶活性与玉米耐旱性的关系。结果表明, 我们克隆的全长cDNA序列为玉米PP2C基因家族的新成员, 开放阅读框长1 164 bp, 编码388个氨基酸残基。将这一基因命名为ZmPP2Ca, GenBank注册号为EF195257。在干旱胁迫条件下, 该基因在耐旱自交系中下调表达, 使PP2C酶活性降低; 在不耐旱自交系中上调表达, 使PP2C酶活性升高。ZmPP2Ca基因的差异表达以及由此引起的PP2C酶活性差异, 可能与干旱胁迫条件下玉米细胞的信号传导有关。     

玉米对南方锈病抗性的生化基础研究

以4个对南方锈病表现不同抗性水平的玉米自交系为材料,5叶期接种后,测定叶片中苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶、超氧化物歧化酶活性以及脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量的变化,分析其与抗南方锈病的关系。结果表明,自交系抗性水平与苗期发病率呈负相关;除脯氨酸含量外,其他生化指标均在自交系间、处理间和不同检测时间点间存在显著差异。苯丙氨酸解氨酶和多酚氧化酶活性在接菌后明显提高,抗病自交系酶活高峰出现早,酶活性升高幅度大于感病自交系;在抗病自交系中,超氧化歧化酶活性在接种后早期上升快,活性高;在感病自交系中,超氧化歧化酶活性在接种后期表现明显升高。叶片组织中可溶性糖含量与感病程度相关,南方锈病属高糖病害;可溶性蛋白含量下降,抗病自交系中含量降低速度和幅度都大于感病自交系。运用最优曲线回归拟合,接菌后1 d苯丙氨酸解氨酶和多酚氧化酶活性变化量、可溶性糖含量变化量等指标与玉米苗期的发病率呈显著或极显著相关。