菠萝酸性转化酶基因家族初步生物信息学及表达分析

酸性转化酶（acid invertase, AIN）在菠萝采后蔗糖降解过程中起着重要作用,基于菠萝全基因组数据库,预测菠萝AIN家族基因并进行生物信息学分析,解析其在采后菠萝不同贮藏温度下的表达变化情况,为阐明AIN基因在采后菠萝果实贮藏特性中的作用奠定基础。以水稻AIN家族基因为探针,在菠萝全基因组中鉴定到2个菠萝细胞壁酸性转化酶基因（cell wall acid invertase, CWIN）和2个液泡酸性转化酶基因（vacuolar acid invertase, VIN）,分别命名为AcCWIN1、AcCWIN2、AcVIN1、AcVIN2,设计编码区引物进行测序验证,并进行生物信息学分析。进化分析结果表明,AcCWIN1、AcCWIN2和AcVIN1、AcVIN2蛋白分别归于细胞壁酸性转化酶和液泡酸性转化酶2个进化支上,且均属于糖基水解酶家族GH32,基因结构、保守域和保守基序均一致。荧光定量分析结果表明,菠萝果肉中AcVIN1和AcVIN2在果实采后贮藏过程中表达量升高,且AcVIN1在发生黑心病的部位大量表达,而AcCWIN1和AcCWIN2在采后贮藏过程中表达量逐渐降低,且随着贮藏温度的升高其表达量降低,预示AcVIN1、AcVIN2较AcCWIN1、AcCWIN2在菠萝采后蔗糖降解和黑心病的发生方面发挥着更为重要的作用。     

菠萝黑心病研究进展

菠萝黑心病是菠萝采后贮藏和运输过程中易发的生理性病害,货架期仅6～8 d,严重制约着菠萝产业和进出口贸易的发展,文稿就近年来巴厘菠萝黑心病发病机理、采前采后防治方法、存在问题及展望3个方面对菠萝黑心病研究现状进行综述。菠萝黑心病病因复杂,发病后涉及一系列复杂生理生化反应过程,发病机理可从酶促褐变、膜脂代谢、糖酸代谢途径、活性氧积累等方面展开研究,防治方法以夏季栽培巴厘果冬季栽培抗病品种为主,控制巴厘菠萝采收时间,气调保鲜结合低温贮藏,菠萝黑心病须综合防控,通过改善栽培措施提高果实品质、选用抗病品种、采前采后处理相结合等一系列措施降低菠萝黑心病的发生。解决菠萝黑心病的根本途径在于品种改良,随着基因编辑技术的进步以及菠萝遗传转化体系的日臻成熟,巴厘菠萝黑心病必将从根本上消除,极大促进雷州半岛菠萝产业的发展。     

氯化钙处理对菠萝黑腐病的防控效果及机制分析

为了降低采后菠萝果实由黑腐病引起的腐烂损失,本文研究了氯化钙处理对黑腐病的防控效果及相关机制。结果表明,1%氯化钙处理对菠萝黑腐病有最好的抑制作用和防治效果。1%氯化钙处理对病菌菌丝生长影响不大,但可明显抑制病原菌的产孢;氯化钙处理明显降低发病果实中多聚半乳糖醛酸甲酯酶（PMG）、纤维素酶（CX）和β-葡萄糖苷酶（CB）的活性,但对多聚半乳糖醛酸酶（PG）活性变化没有明显影响;氯化钙处理明显提高贮藏中后期菠萝果实中过氧化氢（H₂O₂）的含量,明显提高抗病相关酶苯丙氨酸解氨酶（PAL）、多酚氧化酶（PPO）、几丁质酶（CHI）和β-1,3-葡聚糖酶（GLU）的活性。说明氯化钙处理对黑腐病有较好的防控效果,一方面是由于其降低了病原菌的致病性,另一方面是诱导菠萝果实提高了抗病性。因此,适宜浓度的氯化钙处理为菠萝采后黑腐病的绿色防控提供了一条新的途径。     

几丁质酶及基因参与水杨酸诱导香蕉枯萎病抗性

由尖孢镰刀菌古巴专化型真菌引起的香蕉枯萎病已成为最具毁灭性的香蕉病害,严重威胁香蕉产业的健康可持续发展.因此对香蕉枯萎病病程相关基因的研究显得尤为重要.比较了Foc4侵染下,香蕉6个病菌应答相关基因的表达;分析了Foc4处理和SA+Foc4处理的易感病巴西蕉幼苗外部形态特征、几丁质酶活性及几丁质酶基因表达的变化.结果发现Ma-14-3-3c、Ma-14-3-3d、Ma-14-3-3e、Ma-14-3-3f、Ma-Cel和Ma-Chi6个基因都能在转录水平响应Foc4的胁迫;与Foc4处理相比较,SA+Foc4处理的香蕉幼苗枯萎病抗性增强,根系几丁质酶活性和几丁质酶基因表达水平提高.表明几丁质酶等6个基因参与了香蕉枯萎病的生物逆境胁迫应答,同时外源水杨酸处理能够通过诱导香蕉几丁质酶的活性及几丁质酶基因的表达增强香蕉对枯萎病的抗性.     

CO2和N2气调包装对菠萝黑心病发生的影响

为了解无氧条件对采后菠萝果实黑心病的影响，在三个贮藏温度（15℃，20℃和25℃）下，使用三种CO2和N2充气比例对菠萝进行包装处理，对菠萝果实中总酚含量、苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性及多酚氧化酶（PPO）活性变化以及菠萝黑心病的发病情况统计。结果表明，三种CO2和N2气调包装在三个温度下均能降低菠萝果肉中总酚含量、PAL活性及PPO活性，抑制菠萝黑心病的发生。另外15℃，10%CO2和90%N2充气比例为抑制菠萝果实黑心病最佳组合。     

多年生白木香茎干不同部位总RNA提取方法的改良

运用"通体结香"技术诱导处理10年生白木香,以处理15 d结香后的茎干白木层(H)、过渡层及结香层(A+T)为材料,对艾德莱EASY-spin plus RN38试剂盒RNA提取过程进行改良,并对比分析改良前后2种方法提取RNA质量的差异。结果表明:改良法提取的总RNA质量、纯度和完整性等均较RN38试剂盒好,其中28S和18S条带清晰无杂质污染,无降解,A260/A280接近2.0,RIN值大于6。说明改良后的方法适用于多年生白木香不同结香部位总RNA的提取,能满足转录组数据分析。     

芦笋组培快繁体系的建立

以芦笋高产品种"井岗701"的无菌茎尖为试材,采用正交实验设计方法,研究嘧啶醇、KT、2,4-D、脱落酸、6-BA和NAA等不同植物激素浓度组合对愈伤组织、胚状体以及幼苗诱导的影响。结果表明:MS+2,4-D 2.0mg/L+KT 1.0mg/L诱导愈伤组织效果最好,出愈率达到80%左右。MS+0.70mg/L嘧啶醇+0.10mg/L NAA+0.50mg/L KT诱导胚状体效果最好,诱导率高达95%。MS+NAA 0.5mg/L+6-BA 1.0mg/L诱导胚状体成苗率达到60%左右。室外移栽成活率高达90%,初步建立了芦笋由胚状体到幼苗的一步成苗体系。     

基于转录组的剑麻ARF基因家族的鉴定及表达分析

生长素反应因子（Auxin Response Factors, ARFs）是植物特有的多基因转录因子家族,参与植物生长发育过程的调节。本研究基于转录组数据,通过生物信息学方法鉴定剑麻ARF基因家族成员,同时对其进行相关生物信息学分析。结果表明：在剑麻中共鉴定得到15个ARF基因,并依次命名为AhARF 1~15。其编码的蛋白质含有409~1011个氨基酸,分子量约为45.17~112.13 ku,等电点为5.17~9.34。亚细胞定位预测结果显示,13个AhARFs定位于细胞核,2个AhARFs定位于叶绿体。保守结构域分析结果表明,AhARFs基因家族有8个成员同时含有B3、ARF和Aux/IAA这3个相对保守的结构域,其他成员仅含有B3和ARF这2个结构域。进化树分析表明,剑麻AhARFs蛋白可分为5个亚家族。15个剑麻AhARFs基因在剑麻紫色卷叶病不同发病时期呈现不同的表达规律。本研究为进一步深入探索剑麻ARF基因家族的功能奠定了重要理论基础。     

秋水仙素处理对芦笋“达宝利”四倍体诱导效果的影响

以芦笋“达宝利”露白种子为试材,秋水仙素(添加2%DMSO)处理浓度和处理时间作为诱导因子,设计多个梯度的正交实验,研究秋水仙素对芦笋四倍体诱导率的影响,以期获得最佳的芦笋多倍体诱导条件。结果表明:最佳的秋水仙素处理组合为0.15%的秋水仙素(添加2%DMSO)处理16h,诱导率高达28.33%;经鉴定发现二倍体芦笋的染色体数目为20条,而四倍体染色体数目为40条;与二倍体相比,四倍体芦笋植株粗壮、叶片长度和直径增加,气孔细胞密度减少,气孔细胞体积增大,叶绿体数目和叶绿素含量增加。     

巴西蕉AP2/ERF超家族全基因组分析

香蕉作为热带和亚热带发展中国家最重要的粮食和经济作物,其产量和质量受到低温、干旱、高盐等非生物逆境胁迫的严重影响。基于香蕉A基因组测序数据,利用生物信息学技术和方法,对巴西蕉中调控植物非生物逆境胁迫应答方面发挥重要作用的AP2/ERF超家族基因全基因组进行系统分析。结果表明:共获得119个巴西蕉AP2/ERF超家族基因,并将其划分成ERF(100)、RAV(15)和soloist(4)家族,其中ERF家族又被划分为10个亚家族,每个亚家族基因具有相似的保守motif和基因结构。此研究结果不仅为巴西蕉应答非生物逆境胁迫下AP2/ERF超家族基因功能和响应机制的研究、香蕉品种抗逆改良奠定理论基础,而且也为不同物种的AP2/ERF超家族基因的系统发育和进化研究提供方法和理论依据。