苋菜amaARF6基因克隆及其外源激素处理下在幼苗中响应分析

以‘大红’苋菜(Amaranthus tricolor L.‘Dahong’)为材料,根据实验室构建的苋菜转录组数据库(SRA:SSR924089~SSR924092),采用RT-PCR结合RACE技术克隆获得1条生长素响应因子ARF6基因c DNA全长序列,命名为amaARF6(登录号为MG581459)。苋菜amaARF6基因c DNA全长3 758 bp,含一个2 697 bp开放阅读框,编码898个氨基酸。生物信息学分析表明,amaARF6包括生长素响应因子结构域和生长素功能位点,有ARF基因家族特有序列特征;系统进化树分析发现,amaARF6蛋白与同为石竹目甜菜Bv ARF6蛋白进化距离最近,相似度高达100%。荧光定量PCR分析表明,苋菜幼苗在不同浓度2,4-D、IAA、IBA等生长素及不同浓度GA3和PP333处理下,amaARF6基因均受调控,且在2,4-D、IAA、IBA等生长素处理后表达上调,经GA3和PP333处理后表达下调。研究还发现,苋菜中甜菜红素累积受GA3和2,4-D抑制,PP333促进甜菜红素合成,amaARF6基因表达量在GA3和PP333处理下呈相反变化趋势。研究结果表明,amaARF6基因可能具备ARF家族正调控因子表达特征和功能,可能参与调控苋菜幼苗生长和甜菜红素合成。研究结果为揭示amaARF6基因在苋菜幼苗生长中作用奠定基础,为苋菜育种提供线索。     

光质对苋菜愈伤组织生长及甜菜色素和类胡萝卜素合成的影响

为探究光质对苋菜愈伤组织中甜菜色素及类胡萝卜素合成的影响,研究蓝光、白光、绿光、红光、远红光、黑暗对苋菜愈伤组织生长状态及类胡萝卜素和甜菜色素含量的影响,并将苋菜愈伤组织中类胡萝卜素提取条件进行优化。结果表明,只有蓝光和白光可以诱导分化出红色愈伤组织,其他光质下苋菜愈伤组织呈黄色或白色;与黑暗相比,蓝光最有利于苋菜愈伤组织中甜菜色素、类胡萝卜素的合成,白光次之,其他光质无法合成甜菜色素;筛选出类胡萝卜素最佳提取条件是:采用丙酮与石油醚比为1∶1混合提取液,苋菜愈伤组织与提取液比为1∶100,提取时间8 h。     

真菌诱导子对龙眼胚性愈伤组织中类黄酮、类胡萝卜素和单宁含量的影响

为探讨真菌诱导子与龙眼胚性愈伤组织中类黄酮、类胡萝卜素和单宁含量的相关性,以龙眼胚性愈伤组织细胞为材料,研究真菌诱导子种类、浓度及处理天数对龙眼愈伤组织细胞中类黄酮、类胡萝卜素和单宁含量的影响。结果表明：在固体培养基中加入 100 mg/L 拟茎点霉菌诱导子培养 35 d 时,最有利于类黄酮含量的积累,含量高达 8.58 mg/g;拟茎点霉菌诱导子浓度为 50 mg/L 时培养 35 d,最有利于类胡萝卜素含量的积累,其含量为36.83 μg/g;胶孢镰刀菌诱导子浓度为 50 mg/L 时的培养基中培养 35 d,最有利于单宁含量的积累,其含量为10.50 mg/g。液体悬浮培养条件下,胶孢镰刀菌诱导子浓度为 400 mg/L 的培养基中培养 7 d,最有利于类黄酮含量的积累,其含量为 6.29 mg/g;尖孢镰刀菌诱导子浓度为 200 mg/L 的培养基中培养 7 d,最有利于类胡萝卜素含量的积累,其含量为 49.21 μg/g;胶孢镰刀菌诱导子浓度为 400 mg/L 的培养基中培养 7 d,最有利于单宁含量的积累,其含量为 13.15 mg/g。本研究为将来龙眼胚性愈伤组织细胞工厂化生产类黄酮、类胡萝卜素和单宁等次生代谢物质奠定理论基础并提供技术指导。     

外源物质对苋菜种子萌发及幼苗生长的影响

试验通过使用不同浓度的ABA、GA3、壳聚糖、硫酸铜和Fe-EDTA 5种外源物质对苋菜种子进行培养,研究了外源物质对苋菜种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:ABA以及高浓度的硫酸铜溶液对苋菜种子的萌发和生长有抑制作用,并且表现为浓度越高抑制越强的趋势。适宜浓度的GA3、壳聚糖和Fe-EDTA对苋菜种子萌发及幼苗生长有促进作用,其中GA3对苋菜幼苗的生长促进作用最强,而壳聚糖可以明显促进苋菜种子发芽。     

苋菜WRKY13基因克隆与生物信息学分析

以苋菜试管苗为材料,利用实验室构建的苋菜转录组数据库,筛选出WRKY13基因cDNA序列,对其开放阅读框(ORF)进行克隆验证和生物信息学分析。结果表明,WRKY13基因ORF长度为675 bp,编码224个氨基酸。通过生物信息学预测,该蛋白属于疏水性蛋白,有44个氨基酸位点存在磷酸化修饰;是WRKY蛋白超级家族(WRKY superfamily)的一个成员,存在1个WRKY结合位点;其二级结构由无规则卷曲结构、β折叠组成和α螺旋;蛋白系统进化树分析表明苋菜WRKY13蛋白独立形成一个分支,但与拟南芥、芜菁、烟草、葡萄聚类到一起,说明WRKY13蛋白在生物进化过程中还是比较保守的。本研究获得了苋菜WRKY13基因完整ORF,这为将来深入研究苋菜WRKY13基因功能提供了科学依据,也为研究其调控甜菜红素代谢过程的影响提供参考。