苹果属观赏海棠McCHS基因的克隆及实时定量表达

以苹果属观赏海棠‘王族’品种叶片提取的总RNA为模板,通过RT-PCR与RACE扩增,获得一个1529bp的查尔酮合成酶(Chalcone sythase,CHS)基因的cDNA序列,其基因编码区共1167bp,编码389个氨基酸,命名为McCHS。使用实时荧光定量PCR和紫外可见光分光光度计,对3类不同叶色的观赏海棠品种‘火焰’(Malus‘Flame’,叶片绿色)、‘绚丽’(Malus ‘Radiant’,新叶红色)、‘高原之火’(Malus ‘Prairifire’,新叶红色)和王族(Malus ‘Royalty’,叶片紫色)幼叶和功能叶中的McCHS表达及其花色苷含量进行测定分析,结果表明:McCHS在4个品种的幼叶和功能叶中均有表达,其幼叶表达量的变化与叶片中花色苷含量的变化一致;除‘绚丽’外的功能叶表达量变化和花色苷含量变化也一致,‘绚丽’功能叶的特殊情况可能涉及花色苷合成途径中的其他酶和转录因子。     

观赏海棠McF3'H的克隆及不同品种间表达差异分析

为了探究McF3′H基因与花色苷之间的关系,以苹果属观赏海棠‘王族’叶片总RNA为模板,通过RACE扩增,获得类黄酮3′-羟化酶(Flavonoid 3′-hydroxylase,F3′H)基因序列,其基因编码区共1 536bp,编码511个氨基酸,命名为McF3′H。McF3′H编码的氨基酸序列与其他物种的F3′H蛋白具有较高相似性。对3种不同叶色的观赏海棠品种‘火焰’、‘绚丽’和‘王族’叶片不同发育时期的McF3′H表达量、花青苷含量进行测定分析。结果表明McF3′H基因在3种不同叶色类型的观赏海棠品种叶片中均有表达,常色紫叶类‘王族’叶片McF3′H相对表达量明显高于新叶有色类‘绚丽’和绿色叶‘火焰’,McF3′H表达量与花色苷含量的变化规律较为一致。说明McF3′H在苹果属观赏海棠叶片花青苷代谢及色泽形成过程中具有重要作用。     

苹果属观赏海棠McANS基因克隆与不同叶色品种间表达差异分析

以苹果属观赏海棠品种‘王族’叶片总RNA为模板,通过RT-PCR与RACE扩增,获得一个1 350 bp的花色素花青苷元合成酶（anthocyanidin synthase,ANS）基因的cDNA序列,其基因编码区共1 074 bp,编码357个氨基酸,命名为McANS（登录号FJ817488）。基因组序列全长1 268 bp,有1个内含子,内含子的剪切位点均符合真核生物“GT-AG”规则。使用实时荧光定量PCR和紫外可见光分光光度计法,对3种不同叶色的观赏海棠品种‘火焰’（叶片绿色）、‘绚丽’（新叶红色）和‘王族’（叶片紫色）幼叶和功能叶中的McANS表达量、花青苷和类黄酮含量进行测定分析,结果表明：McANS在3个品种的幼叶和功能叶中均有表达,在幼叶中表达量显著高于功能叶,在‘绚丽’中表达量相差达到23.82倍。花青苷含量的变化与McANS相对表达量变化趋势具有一致性,而类黄酮含量的变化与McANS相对表达量无明显相关。说明McANS在苹果属观赏海棠叶片花青苷代谢及色泽形成过程中具有重要作用。     

红果肉海棠资源亲缘关系的AFLP分析

利用AFLP分子标记技术,以部分苹果栽培种和苹果属野生种为参照,对23种红果肉海棠的亲缘关系进行了研究。在64对引物中筛选出4对进行选择性扩增,共得到94条有效谱带,其中多态谱带92条,多态谱带占97.9%。UPGMA聚类分析显示,30份供试材料的相似系数为0.63~0.95,在相似系数为0.65时,样品可划分为4组,A组中包括6种欧美海棠高原之火、路易莎、秀场、道格、钻石、红巴伦以及粉女士;B组中包括霍巴、丽丝、雷蒙、玛瑙、王族、粉芽、红丽、火焰、完美紫叶、印第安夏天等红果肉杂交种以及野生种新疆红肉苹果、花红和山荆子;C组包括印第安魔力、朱砂、三叶海棠、珠眉海棠、绚丽、凯尔斯、撒氏;D组包括新疆野苹果、富士苹果、嘎啦苹果。从分子水平揭示了它们之间的亲缘关系,为红果肉苹果杂交育种的亲本选配提供了理论依据。     

干旱胁迫下外源ABA对观赏海棠叶片可溶性蛋白和脱水素积累的影响

以抗旱性较强的观赏海棠品种‘王族’和抗旱性较弱的品种‘红丽’幼树为试材,采用"喷施ABA+干旱处理"和"喷水+干旱处理(对照)"2个处理组,测试不同干旱条件下ABA处理的观赏海棠叶片相对含水量(RWC)、相对电导率(REC)、可溶性蛋白含量(SPC)、可溶性蛋白和脱水素表达情况。结果显示:与对照相比,ABA处理的‘王族’叶片RWC显著升高,REC和SPC显著降低,而‘红丽’的相应指标变化则相反。SDS-PAGE分析表明:ABA处理分别引起了干旱处理过程中‘王族’叶片14.8,18.0,46.2,50.9,78.1,145.2ku和‘红丽’叶片14.4,18.0,32.8,46.2,89.6,141.0ku可溶性蛋白的变化。免疫蛋白印迹法测定结果表明:干旱处理分别诱导‘王族’叶片14.8,51.0ku和‘红丽’叶片14.4,32.8ku脱水素的积累;ABA处理显著地的诱导2品种叶片干旱处理开始时脱水素的积累,并降低干旱处理7天后‘王族’叶片14.8,51.0ku和‘红丽’叶片14.4ku的积累。ABA能够诱导正常水分条件下观赏海棠叶片脱水素的表达,但当植株处于干旱胁迫时,ABA抑制其叶片中被诱导的脱水素的积累,并且此抑制作用与品种间抗旱性呈正相关性。     

苹果属海棠亲缘关系的AFLP分析

【目的】在分子水平上探究苹果属海棠野生种、栽培种及相近属植物之间的亲缘关系,为分类学研究、海棠育种提供参考。【方法】选用4对AFLP引物(M-CTC/E-AGC,M-CTA/E-ACG,M-CAT/E-ACT和MCAA/E-ACG),分析苹果属海棠9个野生种、8个栽培种以及4个山楂属植物和2个梨属植物的遗传多样性。【结果】(1)共扩增出条带114条,其中多态性条带108条,多态位点百分率达94.7%,供试材料表现出丰富的遗传多样性。(2)供试材料在相似系数为0.73时被分为3组,分别为苹果属组、山楂属组和梨属组,因此AFLP分子标记的方法可以将苹果属与梨属、山楂属完全区分开。(3)秦巴山区野生苹果属海棠在相似性系数为0.80时被聚为4组,聚类结果支持Rehder将湖北海棠和垂丝海棠列入山荆子系的分类方法,不支持Langenfelds建立独立的湖北海棠系的分类方法。【结论】基于遗传相似性系数的聚类结果与形态学分类结果基本一致,既验证了形态学分类的正确性,又解决了各分类系统间存在的分歧。