基于高通量测序的露地菊(Chysanthemum×grandiflora)盐胁迫转录组分析

为揭示露地菊生长发育及耐盐胁迫的应答机制和分子基础,本研究以盐胁迫处理的露地菊及其对照为材料,使用Illumina Hiseq2500高通量测序平台对转录组进行测序,分别获得了60370448和71415448条Clean reads,通过序列拼接组装得到45591条Unigene,平均长度724 bp。有37675条Unigene在七大数据库(COG,GO,KEGG,KOG,Pfam,Swiss-Prot,NR)中得到注释。通过比对露地菊盐胁迫处理组和对照组样品间Unigene的表达量及在各数据库中的注释情况,统计得到:有4143条差异表达基因获得注释;有2441条差异表达基因在GO数据库中获得功能注释;注释到COG数据库中的2281条差异表达基因依据功能可分为25类;有1062条差异基因映射到KEGGPathway数据库中,涉及了199个代谢通路,包括核糖体途径、植物激素信号传导途径、淀粉蔗糖代谢、碳代谢、氨基酸的生物合成等。本研究获得的转录组数据将有助于揭示露地菊生长发育及耐盐胁迫的应答机制和分子基础,及相关抗性基因的挖掘和分子辅助育种等方面的研究。     

细叶百合LpAGD14基因的克隆与表达分析

从细叶百合cDNA文库中克隆得到ArfGAP基因,该基因ORF序列编码640个氨基酸,具有一个典型的C₄型ArfGAP保守结构域。蛋白相对分子量约为69.43 kDa,理论等电点为8.95,为亲水性蛋白,没有跨膜结构。氨基酸序列与油棕的GTPase同源性达到59%,与芭蕉、海枣、石刁柏、凤梨的同源性都在50%以上,命名为LpAGD14。qRT-PCR分析LpAGD14表达量呈不断升高的趋势,其中休眠完全解除时基因表达量显著高于其他时期。亚细胞定位显示该基因定位在细胞膜上。超微结构观察发现随低温贮藏时间的延长高尔基体囊泡层数逐渐增多。这些结果表明LpAGD14可能通过影响囊泡运输参与细叶百合鳞茎休眠解除进程。该研究为深入了解该基因功能奠定了基础。     

不同品种观赏贝母花粉活力与萌发率比较

贝母是一种极具观赏价值与发展潜力的球根花卉。采用氯化三苯基四氮唑(TTC)、碘-碘化钾(I2-KI)染色法对10个品种(种)观赏贝母的新鲜花粉的生活力进行测定,同时采用离体培养法对各品种花粉的萌发率进行测定。综合2种测定方法发现,伊贝母的花粉活力最高,托里贝母、花格贝母和大白花贝母花粉活力相对较高;在离体培养时,培养基为1g/L硼酸+150g/L蔗糖时,花粉萌发率最高;-20℃干燥环境有利于花粉的贮藏。     

芍药属组内组间杂交及部分后代核型分析与SSR鉴定

以芍药品种‘朱砂判’为母本,分别与6个芍药组品种和4个牡丹组品种进行杂交,并综合利用核型分析和SSR分子标记法对部分杂交后代进行杂种鉴定,筛选出亲和性较好的远缘杂交组合,并确定杂交后代早期鉴定方法,为芍药属新品种培育提供参考。结果表明:1)芍药组内近缘杂交亲和性好,平均结实率均在5粒/朵以上;芍药组内远缘杂交亲和性较差,但仍有一定结实;芍药组间远缘杂交表现出不亲和性,仅杂交组合‘朱砂判’בDao Da Chen’有较少结实。2)核型分析表明:组内远缘杂交后代ZC4、ZC5、ZC6、ZC7为三倍体(2n=3x=15);从50对芍药SSR引物中筛选出7对多态性引物进行扩增,结果显示杂交后代ZC4、ZC5、ZC6、ZC7含有父母本特异性条带,结合核型分析证明ZC4、ZC5、ZC6、ZC7为真杂种。以上结果表明:组内远缘杂交中‘朱砂判’与‘Garden Peace’、‘Pink Teacup’、‘Cream Delight’杂交均有一定结实,组间远缘杂交中‘朱砂判’בDao Da Chen’可打破杂交不亲和性;SSR分子标记技术可用于芍药属植物杂交后代的早期鉴定。      

细叶百合LpSVP基因的克隆及其表达分析

从细叶百合(Lilium pumilum)中克隆得到LpSVP基因,该基因ORF全长为675bp,编码224个氨基酸。序列同源性和系统进化树分析表明该基因属于MADS-box基因家族下SVP类基因;生物信息学分析表明蛋白相对分子量为25.783kDa,理论等电点为5.62,为亲水蛋白,没有跨膜结构;亚细胞定位预测于细胞核中;蛋白质二级结构a-螺旋占60.71%,随机卷曲占29.02%,延伸链占10.27%;蛋白质三级结构以同型四聚体形式存在。半定量分析表明该基因在鳞茎、叶片、雌蕊、雄蕊和花瓣中均表达,但表达有强弱差异;实时荧光定量分析表明在花发育过程中该基因表达量先增长后下降。该研究为深入了解LpSVP基因功能奠定了基础。     

露地菊(Chrysanthemum×grandiflora)CgDREB基因克隆和生物信息学分析

DREB转录因子在植物抗逆过程中起关键性作用,它可以激活一系列抗逆功能基因的表达从而综合提高植物的抗逆性。为探究露地菊DREB基因的功能,本研究通过结合RNA-Seq和RT-PCR技术从露地菊‘纽9717’中克隆得到CgDREB基因,并对该基因及其蛋白进行生物信息学和表达模式分析。结果显示,CgDREB基因ORF全长450 bp,编码149个氨基酸,预测蛋白相对分子量16.742 kD,理论等电点9.32,为亲水性蛋白,没有跨膜结构,无信号肽。功能结构域分析表明其具有一个高度保守的AP2/ERF结构域。同源性分析其属于AP2/ERF转录因子家族DREB亚组A-5组。蛋白质二级结构中无规则卷曲占57.05%,α-螺旋占28.86%,延伸链占10.07%,β-转角占4.03%。三级结构显示其以单体蛋白结构存在。RT-qPCR分析表明,高盐、干旱、低温和ABA均能诱导CgDREB基因的表达。本研究为深入了解露地菊A-5组DREB转录因子及其抗逆调控机制提供基础,为露地菊品种改良提供理论依据。     

细叶百合LpWRKY20基因对非生物胁迫的响应及抗旱性分析

以细叶百合LpWRKY20基因为研究对象,通过荧光定量(qRT-PCR)分析该基因在不同非生物胁迫中的表达,结果表明,在不同非生物胁迫中该基因表达量存在差异。利用叶盘法将pBI121-LpWRKY20-GFP植物表达载体转入烟草并获得转基因株系。在干旱胁迫条件下,转基因植株的表型优于野生型;转基因植株超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性均高于野生型,且随着时间的延长这种清除体内自由基的能力在显著升高,而丙二醛(MDA)含量均低于野生型,说明转基因植株细胞膜受损程度较低,具有较强的自我修复能力。干旱条件下表型及生理指标的变化均表明转基因植株具有较强的抗旱性,初步推断LpWRKY20具有抗旱的功能。     

细叶百合LpWRKY20基因的克隆和表达分析

从细叶百合(Lilium pumilum)中克隆得到LpWRKY20基因,该基因ORF全长为1899bp,编码632个氨基酸,属于WRKY家族Group1;蛋白相对分子量约为68.36ku,理论等电点为5.45,为亲水性蛋白没有跨膜结构;同源氨基酸序列分析显示与海枣(Phoenix dactylifera)同源性达到62%;亚细胞定位显示其在细胞核内表达,具有一般转录因子特性。qRT-PCR分析显示随着鳞茎低温(4℃)储藏时间的增加,该基因的表达量逐渐升高并且在S4时期达到最大,表明其参与调控百合鳞茎休眠解除进程,为进一步了解该基因功能奠定基础。