沙棘非种子组织和种子油脂合成积累的源汇基因协同表达

为探讨沙棘非种子组织(果肉)和种子油脂合成积累与源汇基因表达间的关系,以2016年不同发育时期(7月10日,7月26日,8月11日,8月26日)的品系"TF-23"果实为材料,利用氯仿甲醇法测定果肉和种子含油量,采用q RT-PCR方法分析油脂合成源基因(GPD1)和汇基因(DGAT1,DGAT2)在果肉和种子间的表达差异及其对油脂合成积累的影响。结果表明:(1)沙棘果实发育过程中,果肉和种子含油率均呈逐渐上升趋势,但果肉的油脂合成积累速度快于种子,且果肉含油率20.62%明显高于种子6.16%。(2)源基因GPD1在果肉发育过程中一直维持在较高水平,明显促进了果肉TAG合成前体G3P的高效合成,而同期汇基因DGAT1和DGAT2的高表达则促进了TAG的高效积累;相反,种子发育过程中,源基因GPD1表达量非常低,而同期的DGAT1基因表达维持在较低水平且呈略微下降趋势,限制了种子油脂的合成积累。(3)沙棘非种子组织(果肉)和种子油脂合成积累的显著差异源于源基因GPD1和汇基因DGAT1协同表达的差异。本研究可为进一步培育果肉和种子含油量均高的沙棘良种提供科学参考。     

沙棘3-磷酸甘油脱氢酶基因生物信息学及表达分析

沙棘果肉和种子组织中均富含生物活性油。3-磷酸甘油脱氢酶(GPD1)是促进油脂合成前体甘油-3-磷酸(G3P)合成的限速酶。本研究对沙棘HrGPD1基因进行生物信息学分析(氨基酸序列,保守域,亚细胞定位等),及其在沙棘不同组织(果肉和种子)中的表达情况。研究发现:HrGPD1开放阅读框为1 143 bp,编码380个氨基酸,无信号肽和跨膜结构域,存在多个磷酸化位点,定位于质体中,蛋白高级结构以α-螺旋为主,该蛋白序列与桑、梅、烟草和拟南芥的GPD表现出较高的序列相似性。qRT-PCR分析发现,HrGPD1基因在沙棘品系‘新俄3号’成熟种子和果肉中的相对表达量分别为0.52和1.35,与二者的含油率高低规律相一致。这为进一步研究HrGPD1基因在沙棘生物活性油合成过程中的作用机理提供科学依据。     

四种木本油料内参基因筛选及Actin基因时空表达分析

以油茶、沙棘、文冠果和油用牡丹的成熟种子为材料,利用实时荧光定量PCR分析了7个内参候选基因GAPDH、Actin、TUB、eEF1α、RPL4、UBQ和e IF4A在四种木本油料中的表达稳定性,并进一步验证了Actin基因在沙棘不同发育期种子和果肉中的表达。结果表明,6个内参候选基因GAPDH、TUB、eEF1α、RPL4、UBQ和e IF4A的表达水平在四种本油料种子间存在明显差异(p0.05),内参候选Actin基因在四种木本油料种子中的表达较稳定(p0.05)。Actin基因在沙棘种子和果实的不同发育期表达稳定(p=0.380和p=0.603),且在果肉和种子间在各个时期不存在明显差异(p0.05)。这不仅可为沙棘果实不同器官基因表达差异研究提供内参基因,而且可为四种木本油料基因表达研究内参基因的选择提供科学参考。     

油茶种质倍性的SSR-PAGE和SSRseq鉴定

本研究采用流式细胞仪、SSR-PAGE和SSRseq相结合的方法,对97份油茶种质资源的染色体倍性进行了鉴定。结果表明:(1)以二倍体狭叶油茶为对照,流式细胞仪检测发现,在96份油茶种质中,29份是二倍体,58份是四倍体、9份是六倍体;(2)每份种质的56个SSR标记的SSR-PAGE扩增位点等位基因数表明,等位基因数最大为2的二倍体有22个,最大为4的四倍体有66个,最大为6的六倍体有9个,流式细胞仪检测的8个二倍体被校正为四倍体;(3)每份种质的56个SSR标记的SSRseq等位基因数鉴定的96份油茶种质染色体倍性结果与SSR-PAGE扩增位点等位基因数估测的结果一致。流式细胞仪可快速检测植物DNA分子量、SSR-PAGE可提供位点的最大等位基因数、SSRseq可精确获得等位基因数,三者结合是快速准确鉴定多倍性物种的染色体倍性的可靠技术与方法。     

文冠果种仁发育期油脂合成积累的源汇基因协同表达

为探讨文冠果种仁油脂合成积累与源汇基因表达的关系,以品系‘12-03’4个不同发育期(6月22日,7月6日, 7月19日和8月1日)的种仁为材料,利用氯仿甲醇法测定含油率,q RT-PCR方法分析油脂合成源基因(GPD1)和汇基因(DGAT1, DGAT2)在种仁中的表达差异及其对文冠果油脂快速合成积累的影响。结果表明:(1)文冠果种仁发育期,含油率呈快速上升趋势,从6月22日到8月1日的40 d,由6.69%上升到45.10%;(2)源基因GPD1和汇基因DGAT1与DGAT2在种仁发育前期中的表达量均呈快速上升趋势,且GPD1和DGAT2的表达量在7月19日达到最高值;随后的种仁成熟期,GPD1表达量迅速降低,而DGAT1的表达量则略有上升。源基因GPD1在种仁发育前期高表达,促进合成更多的TAG前体G3P,而种仁发育成熟期高表达的汇基因DGAT1和DGAT2则促进了TAG的持续积累。文冠果种仁发育期的油脂快速合成积累源于调控油脂合成的关键源基因(GPD1)和汇基因(DGAT1)的协同高表达,源基因GPD1表达量增加2.11倍和汇基因DGAT1表达量增加4.63倍,促成种仁含油量增加6.2倍。本研究可为理解木本油料种子油脂快速合成积累机制提供理论依据。