Wx^mp基因背景下可溶性淀粉合成酶基因SSⅡa和去分支酶基因PUL对水稻蒸煮食味品质的影响

【目的】分析在同一主效基因(Wx^mp)背景下可溶性淀粉合成酶基因SSⅡa和去分支酶基因PUL对稻米蒸煮食味品质的影响,以期为水稻品质遗传改良提供依据。【方法】选择在SSⅡa和PUL存在多态性而其他淀粉合成酶相关基因没有多态性的半糯品系宁0145和粳稻品种武运粳21进行杂交,获得F2群体与F3株系。利用分子标记,选择含有Wx^mp基因的F2单株与F3株系,将这些F2单株与F3株系分成SSⅡa^nPUL^n、SSⅡa^nPUL^w、SSⅡa^wPUL^n和SSⅡa^wPUL^w4种基因型(n和w分别表示该基因来源于宁0145和武运粳21),分析不同基因型蒸煮食味品质性状的差异,探讨同一Wxmp基因背景下不同SSⅡa和PUL等位基因对蒸煮食味品质性状的影响。【结果】不同基因型间蒸煮食味品质性状均存在显著差异,来源于武运粳21的SSⅡa^w基因和PUL^w基因分别使直链淀粉含量增加0.29%~1.00%和0.62%~1.18%,且PUL的效应大于SSⅡa,两者间存在互作效应。SSⅡa^w基因和PUL^w基因降低胶稠度和崩解值,提高了热浆黏度、冷胶黏度、消减值和回复值,对糊化温度、峰值黏度和峰值时间的作用较小。【结论】明确了Wx^mp背景下SSⅡa和PUL基因对稻米蒸煮食味品质的遗传效应,该研究结果为SSⅡa和PUL基因的分子标记辅助选择改良稻米品质提供了理论依据。     

亚洲玉米螟幼虫膜结合海藻糖酶基因RNAi效应

海藻糖是昆虫的血糖，为昆虫提供能量；海藻糖酶催化海藻糖分解为葡萄糖，是几丁质生物合成的原料。围食膜（peritrophic membranes，PMs）是昆虫消化道特有结构，对昆虫消化食物、保护肠道表皮细胞具有重要作用；几丁质是PMs的重要组分。海藻糖酶（trehalase，Tre）和几丁质合成酶（chitin synthase，CHS）是几丁质合成途径的第1个和最后1个酶。本研究通过饲喂亚洲玉米螟（Orstrinia furnacalis，Asian corn borer，ACB）膜结合海藻糖酶（OfMT）基因特异的干扰dsRNA，研究RNAi对ACB幼虫中肠CHSB（OfCHSB）基因表达及幼虫发育的影响。发现处理48 h后，OfMT基因和OfCHSB基因表达量分别下降了52%和53%，幼虫发育迟缓。通过对处理及对照ACB幼虫中肠石蜡切片进行苏木精-伊红染色（hematoxylin-ethanol，HE染色）和几丁质标记，发现血腔内脂肪体组织减小、中肠围食膜组织中几丁质含量减少。推测OfMT基因有可能成为ACB的生物防治的靶标基因。     

一氧化氮合成酶抑制剂对宰后成熟过程中牦牛肉品质的影响

【目的】研究一氧化氮对宰后牦牛肉品质的影响,为牦牛肉品质改善提供理论依据。【方法】以3—5岁去势甘南牦牛肉为材料,取其背最长肌,剔除筋膜、脂肪等,切成大小均匀的薄片（8 cm×8 cm）,用20 G针均匀穿刺,分别采用去离子水（对照组）和1、10、100 mmol·L ^-1一氧化氮合成酶（NOS）抑制剂（N-硝基-L-精氨酸甲酯盐酸盐）在4℃条件下1﹕1（V/m）浸泡肉样1 d,然后在4℃条件下成熟,测定成熟期间（0、1、3、5和7 d）NOS活性与一氧化氮含量、肌原纤维小片化指数（MFI）、总巯基含量、羰基含量、pH、色度等指标。【结果】NOS抑制剂处理后的牦牛背最长肌NOS活性和一氧化氮含量显著降低,成熟第7天时,处理组的NOS活性分别比对照组低30.9%、43.6%、74.7%,一氧化氮含量分别比对照组低4.7%、12.5%、21.5%。处理后的牦牛肉pH显著降低,第7天时,处理组分别比对照组低0.8%、5.7%、15.2%,其中10和100 mmol·L ^-1 NOS抑制剂处理组显著低于对照组。处理显著降低了牦牛肉羰基含量,成熟第7天时,处理组分别比对照组低4.1%、19.0%、22.2%。此外,处理组MFI显著上升,成熟第7天时,处理组分别比对照组低31.1%、23.3%、9.6%。处理组牦牛肉总巯基含量显著上升,第7天时,对照组比NOS抑制剂处理组分别低3.2%、3.7%、2.7%。成熟过程中,NOS抑制剂处理使肉色a ^*值显著降低,肉色L ^*值显著升高,第7天时,处理组的肉色a ^*值分别比对照组低7.1%、40.2%、30.7%,肉色L ^*值分别比对照组高1.1%、2.0%、1.1%。【结论】一氧化氮促进宰后牦牛肉蛋白质氧化,抑制牦牛肉嫩化,使肉色L ^*值降低,a ^*值升高,对宰后牦牛肉的品质产生负面影响,而NOS抑制剂能降低肌肉中NOS活性。     

Structure and expression analysis of the sucrose synthase gene family in apple

Sucrose synthases (SUS) are a family of enzymes that play pivotal roles in carbon partitioning, sink strength and plant development. A total of 11 SUS genes have been identified in the genome of Malus domestica (MdSUSs), and phylogenetic analysis revealed that the MdSUS genes were divided into three groups, named as SUS I, SUS II and SUS III, respectively. The SUS I and SUS III groups included four homologs each, whereas the SUS II group contained three homologs. SUS genes in the same group showed similar structural characteristics, such as exon number, size and length distribution. After assessing four different tissues, MdSUS1s and MdSUS2.1 showed the highest expression in fruit, whereas MdSUS2.2/2.3 and MdSUS3s exhibit the highest expression in shoot tips. Most MdSUSs showed decreased expression during fruit development, similar to SUS enzyme activity, but both MdSUS2.1 and MdSUS1.4 displayed opposite expression profiles. These results suggest that different MdSUS genes might play distinct roles in the sink-source sugar cycle and sugar utilization in apple sink tissues.     

甘蓝型油菜蔗糖磷酸合酶(SPS)基因家族成员鉴定及表达分析

蔗糖磷酸合酶(sucrose phosphate synthase,SPS)是调控植物蔗糖合成的限速酶,对光合产物的转运和积累有重要影响。利用拟南芥SPS蛋白保守结构域在甘蓝型油菜基因组数据库鉴定出11个甘蓝型油菜SPS基因家族成员,根据系统进化分析将其分成A、B和C共3个亚家族。基因结构预测表明,SPSC-1有5个外显子,其他SPS基因均有11~15个外显子。顺式作用元件分析表明,油菜SPS基因除含基本的启动子保守元件外,还含有许多与逆境和激素响应相关的顺式作用元件。实时荧光定量PCR结果表明,Bn SPSA1在花中表达量最高,Bn SPSA2在各组织中均有不同程度的表达,Bn SPSB只在叶、蕾和花中表达,BnSPSC在叶中表达量最高,在蕾和花中有少量表达而在其他组织中基本不表达,说明SPS基因在甘蓝型油菜中的表达具有明显的组织特异性;Bn SPSA1和BnSPSC在高生物产量油菜叶片中的表达高于低生物产量油菜,Bn SPSB则在低生物产量油菜中的表达量更高,说明SPS基因与油菜生物产量密切相关。本研究为油菜SPS基因的功能研究和利用奠定了基础。     

水稻抗咪唑啉酮类除草剂基因ALS功能标记的开发与应用

选育和利用抗除草剂水稻品种具有重要的生产实践意义。通过筛选水稻资源,发现了抗除草剂材料金粳818,其ALS基因编码区第1880位碱基存在一个由G到A的碱基变异,导致丝氨酸突变为天冬酰胺,从而具有除草剂抗性。本研究基于该位点的碱基变异,设计了11条等位基因特异PCR(allelic-specific PCR,AS-PCR)引物,经过优化筛选,获得两个引物组合F1N(S1/S9)和F1M(S1/S10),将该标记命名为AS-ALS。利用F2群体及其亲本和杂交种,结合AS-ALS标记检测和除草剂抗性分析,结果表明感除草剂ALS-G等位基因型只能被F1N引物对有效扩增,抗除草剂ALS-A等位基因型只能被F1M引物对有效扩增,而杂合基因型能同时被两对引物F1N和F1M扩增,ALS-A纯合或杂合等位基因型都表现抗除草剂,ALS-G纯合基因型表现感除草剂。因此本研究开发的标记能有效区分除草剂抗性基因的3种基因型,基因型与表型完全对应。该标记用于回交育种,可以选择ALS-A杂合基因型单株,剔除ALS-G纯合等位基因型,在自交的F2保留ALS-A纯合基因型单株,连续自交,能快速获得除草剂抗性稳定的水稻材料。该除草剂抗性基因的功能标记还可用于咪唑啉酮类除草剂抗性资源筛选。     

Roles of protein phosphatase 4 in down-regulation of eNOS Ser633 phosphorylation induced by palmitic acid in human umbilical vein endotheli?al cells

AIMTo investigate the roles of protein phosphatase 4 (PP4) in down-regulation of endothelial nitric oxide synthase (eNOS) Ser633 phosphorylation induced by palmitic acid (PA). METHODSHuman umbilical vein endothelial cells (HUVECs) were treated with PA at 25 μmol/L, 50 μmol/L, 100 μmol/L and 200μmol/L for 36 h, or treated with PA at 100 μmol/L for 12 h, 24 h, 36 h and 48 h. Protein phosphatase 2A (PP2A) family inhibitor fostriecin (FST, 20 nmol/L) or okadaic acid (OA, 5 nmol/L) was selected to pretreat the HUVECs for 30 min. Protein phosphatase 4 catalytic subunit (PP4c) siRNA or protein phosphatase 2A catalytic subunit (PP2Ac) siRNA was transfected into the HUVECs. The protein expression levels of of eNOS, PP4c and PP2Ac, as well as the level of eNOS Ser633 phosphorylation, were detected by Western blot. The intracellular nitric oxide (NO) content was measured by DAF-FM DA. RESULTS(1) Compared with control group, the levels of eNOS Ser633 phosphorylation were decreased in PA groups in which the HUVECs were treated with 25 μmol/L, 50 μmol/L, 100 μmol/L and 200 μmol/L PA for 36 h (P<0.05) and 100 μmol/L PA for 24 h, 36 h and 48 h (P<0.05). No significant difference in the level of total eNOS protein expression among all the groups was observed. (2) Compared with control group, both FST and OA pretreatment reversed the reduction of eNOS Ser633 phosphorylation (P<0.05) and the decrease in intracellular NO content (P<0.05) induced by PA. No significant difference in the level of total eNOS protein expression among all the groups was observed. (3) Compared with si-Control group, the PP4c protein expression was significantly reduced (P<0.05), while the level of eNOS Ser633 phosphorylation was significantly increased in si-PP4c group (P<0.05). Although the levels of PP2Ac protein expression declined significantly (P<0.05), the level of eNOS Ser633 phosphorylation remained unchanged in si-PP2Ac group. No significant differencein the level of total eNOS protein expression among all the groups was found. CONCLUSION PA significantly reduces the level of eNOS Ser633 phosphorylation and the content of NO in the HUVECs, which may be due to PA inducing the activation of the PP2A family member PP4 rather than PP2A.     

中国野生毛葡萄芪合酶基因VqSTS11和VqSTS23调控抗白粉病的研究

利用同源克隆法得到抗白粉病的中国野生毛葡萄‘丹凤–2’芪合酶基因VqSTS11和VqSTS23的开放阅读框，并构建过表达载体；通过器官发生途径诱导不抗白粉病的欧洲葡萄‘无核白’分生愈伤组织并采用农杆菌介导法对其进行转化；经过PCR检测和Western blot鉴定，获得了5株VqSTS11超量表达植株和3株VqSTS23超量表达植株；人工接种白粉菌发现，转基因植株中白粉菌菌丝生长速度慢，孢子萌发受到一定的抑制，并且转基因植株中芪合酶基因相对表达量升高，抗病相关基因表达上调，芪类物质含量积累增多。本研究结果进一步证明中国野生毛葡萄‘丹凤–2’芪合酶基因VqSTS11和VqSTS23对白粉菌具有抗性，‘丹凤–2’可以为改良欧洲葡萄品种抗病性提供抗病基因，作为抗病育种的资源。     

巴戟天MoDXS基因及其启动子的克隆与分析

从药用植物巴戟天根部组织中克隆了3个1–脱氧–D–木酮糖5–磷酸合成酶基因MoDXS1、MoDXS2-1和MoDXS2-2,其全长cDNA分别为2676、2667和2610 bp,编码区序列长度为2154、2121和2190 bp,编码717、706和729个氨基酸。BlastP序列比对分析表明MoDXS蛋白与其他植物的DXS蛋白高度同源;系统进化发育树分析显示,MoDXS蛋白与中粒咖啡和小粒咖啡DXS蛋白亲缘关系最近。MoDXS1、MoDXS2-1和MoDXS2-2蛋白被分别归为clade 1、clade 3和clade 2。MoDXS1在巴戟天根中表达量最高;MoDXS2-1在巴戟天根、茎、叶中的相对表达量差异显著,叶中最高;MoDXS2-2在根中表达量最高,而在茎和叶中最低。MoDXS1、MoDXS2-1和MoDXS2-2基因的5′端上游启动子序列长度分别为2538、732和1744 bp。亚细胞定位预测3个MoDXS均在叶绿体上。     

茶树GGPS基因家族的克隆、生物信息学和表达分析

牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合酶(Geranylgeranyl diphosphate synthase,GGPS)是萜类合成途径的结构酶,对植物生长发育具有重要意义。本研究通过RACE和RT-PCR方法克隆得到5条潜在的茶树GGPS序列,分别命名为CsGGPS1-4和CsGGPS9,其中CsGGPS9存在3条等位基因,分别是CsGGPS9-1、CsGGPS9-2和CsGGPS9-3,在系统进化树上与其他基因分成两支。蛋白质序列分析表明,茶树GGPS家族成员都具有polyprenyl_synt结构域,不存在信号肽序列。亚细胞定位预测结果显示,CsGGPS1、CsGGPS2和CsGGPS4定位在叶绿体上,CsGGPS3和CsGGPS9定位在线粒体上。通过Swiss Model进行三维建模,结合"three-floor"模型对茶树GGPS家族成员的功能进行预测,预测结果显示,CsGGPS1、CsGGPS2和CsGGPS4是GGPS;CsGGPS3是异源二聚体形式的牻牛儿基焦磷酸合酶的小亚基;CsGGPS9的催化主产物是碳链数大于30的异戊烯基焦磷酸。q RT-PCR分析表明,CsGGPS1整体表达丰度较低,仅在一芽二叶中表达量稍高;CsGGPS2在茶树各个组织中均有表达,在花中表达量最高,且花发育过程中表达量先上升后下降;CsGGPS3在叶和幼根中的表达量高于花,花发育过程中表达平稳;CsGGPS4在茶树各个组织中表达量数值相近,在花发育过程中表达量变化趋势与CsGGPS2相同;CsGGPS9的表达量在成熟叶中显著低于幼嫩叶片。