青花菜β-1,4-木糖基转移酶IRX9H基因的克隆及在模拟酸雨胁迫下的表达分析

由糖基转移酶催化产生的次生代谢物质对植物抵御和适应环境的变化起着重要作用。为探讨青花菜在酸雨胁迫下糖基转移酶的表达变化,对青花菜β-1,4-木糖基转移酶IRX9H基因的cDNA序列全长进行克隆,并对其进行生物信息学和表达分析。结果表明:青花菜β-1,4-木糖基转移酶IRX9H基因的cDNA全长为1 550 bp,开放阅读框为1 155 bp,编码384个氨基酸,推测分子式为C1964H3044N558O567S11,分子量为43 897.8,没有信号肽。系统进化树分析结果表明,该青花菜基因与拟南芥聚类关系最近。利用实时荧光定量PCR研究模拟酸雨胁迫下β-1,4-木糖基转移酶IRX9H基因的表达量,结果显示该基因的表达量在模拟酸雨胁迫初期显著增大,随着时间的延长,又开始下降,这表明其在青花菜抗酸雨胁迫中发挥了作用。     

长顺县紫王葡萄生长期气候适宜性分析

利用长顺县历史气象资料,对比分析气候因子和紫王葡萄生长期所需气候条件。结果表明,紫王葡萄在长顺县可以大面积推广种植,县的南部和中部为适宜区,县的北部为次适宜区;4—9月≥10℃有效积温为2 944~3 225℃·d、旬平均气温为13.5~23.5℃、降雨量为808~1 601 mm,能满足紫王葡萄生长期对温度和水分的需求;在浆果成熟期,7—9月平均日照时数达386.0 h,太阳能资源丰富,能有效满足紫王葡萄浆果成熟期对光照的需求;但在萌芽期、新梢生长期需注意防范冰雹灾害;在开花座果期需注意防范≥7 d的连阴雨过程;在浆果成熟期,气温日较差平均为7.3℃,不利紫王葡萄中糖等有机物的积累。     

小白菜RING锌指蛋白基因的克隆及其表达分析

锌指蛋白在调控植物防御和抗性方面具有重要作用。根据从小白菜中获得的与铜胁迫相关的RING锌指蛋白基因TDF片段设计引物,应用RACE技术克隆出具有完整阅读框的小白菜RING锌指蛋白基因,该基因全长855 bp,开放阅读框606 bp,编码202个氨基酸,分子量为21.32 ku,理论等电点为6.87,属于中性蛋白。结构分析结果表明,该蛋白C-端含有1个保守的C3HC4型RING锌指结构域。进化树分析结果显示,小白菜RING锌指蛋白与芜菁RING锌指蛋白的相似度高达98%,属于C3HC4型RING锌指亚家族。RT-PCR分析结果表明,在铜胁迫下该基因下调表达,推测其可能参与对铜胁迫的应答反应。此结果为进一步研究该基因在小白菜逆境应答中的作用机制奠定基础。     

铜胁迫对小白菜膜透性及酶活性的影响

试验采用水培的方法,研究小白菜在浓度为5 mg/L的铜胁迫下膜透性和抗氧化酶活性的动态变化。结果表明,铜胁迫5 d时2个小白菜品种细胞膜透性、MDA含量、SOD和POD活性均降低,CAT活性升高。‘上海青’在胁迫15 d时细胞膜透性、MDA含量、SOD和POD活性回升至最高,CAT活性降至最低;‘五月慢’在胁迫15 d时细胞膜透性和MDA含量显著提高,10 d时SOD和POD活性上升至最高,CAT活性降至最低。     

铜胁迫下小白菜叶片基因表达谱的cDNA-AFLP分析

本研究以小白菜品种‘上海青’为试验材料,利用Cu2+质量浓度为10 mg·L-1的营养液水培小白菜幼苗,通过cDNA-AFLP技术分析小白菜响应铜胁迫相关基因及其表达情况。试验中利用多态性较好的135对引物进行扩增,共获得5 800多条转录衍生片段(TDFs),平均每个引物组合扩增出30~60条,片段大小主要集中在100~1 000 bp,根据条带强弱和有无的变化,其表达模式可以分为持续表达、瞬时表达、上调表达和下调表达4种情况。通过筛选获得180条差异表达TDFs,其中上调表达77条(42.8%),下调表达61条(33.9%),瞬时表达42条(23.3%)。选取其中152条差异表达TDFs进行回收测序,最终得到151个有效序列,其中上调表达68条(45%),下调表达50条(33.1%),瞬时表达33条(21.9%)。Blastx比对结果显示,112条TDFs序列与已知基因具有较高的相似度,涉及能量代谢、物质合成与运输、逆境响应、信号转导等多种途径,16条TDFs序列与功能未知或假定基因的同源性较高,其余23条TDFs序列与已知功能基因的同源性较低或零匹配,可能是一些新的铜胁迫应答基因。从151条TDFs选取4条TDFs,以小白菜actin基因为内参照,对其在不同胁迫处理时间的表达情况进行荧光定量RT-PCR验证,分析结果与cDNA-AFLP结果基本吻合,表明cDNA-AFLP技术是研究小白菜铜胁迫相关基因差异表达的有效方法。小白菜铜胁迫相关基因表达情况较为复杂,涉及多种代谢途径。本研究结果可为探讨小白菜铜胁迫的分子机理和相关基因的克隆提供理论依据。