毛竹笋在快速生长期的木质化调控网络

木本竹因其优质材性而成为传统木材良好的替代品。木质化程度和木质素含量影响着木材材性，然而单子叶植物的木质化调控网络尚不清楚。为了阐明毛竹（Phyllostachys edulis）木质化的分子调控机制，利用转录组、miRNA和降解组测序，并结合实验对竹笋进行综合分析研究。结果表明：木质化程度和木质素含量随笋高度的增加而增加，而苯丙氨酸解氨酶（PAL）和漆酶（LAC）活性则随笋高度的增加表现为先升高后降低。在不同高度笋的代表性节间（第13节）的不同部位中共鉴定了11 504个差异表达基因（DEG），其中与细胞壁和木质素生物合成相关的大部分DEG表达随笋高度上调，而与细胞生长相关的一些DEG表达则下调。通过miRNA测序鉴定出1 502个miRNA，包括已知的1 223个和新鉴定的279个。通过生物信息学预测和降解组分析，共鉴定出691个差异表达的miRNA，共靶向5 756个差异表达基因。据此构建了毛竹笋木质化调控网络，包括11个miRNA、22个转录因子和36个酶基因。另外，根据过表达PeLAC20转基因拟南芥中木质素含量显著增加，提出了一个miRNA介导的‘MYB-PeLAC20’的木质素单体聚合调控模型。研究结果不仅对解析竹子木质素生物合成的调控分子机制具有重要科学价值，而且对理解其他单子叶植物的相关机制具有重要参考价值，有助于制定竹材材性改良策略。     

低温胁迫对玉米转绿过程中叶绿素生物合成的影响

【目的】通过对低温胁迫下玉米(Zea mays L.)幼苗转绿过程中叶绿素生物合成中间产物的分析,探究转绿过程中低温调控叶绿素合成的机制。【方法】将黑暗下发芽6 d的玉米幼苗分别置于25℃常温和14℃低温条件下见光48 h,测定见光前和不同温度下见光后幼苗的叶绿素生物合成的主要前体物质积累量,以分析低温对叶绿素生物合成途径的影响。【结果】在25℃常温下,光照促进叶绿素(Chl)和血红素(heme)的合成;而在14℃低温胁迫下,δ-氨基乙酰丙酸(ALA)和Mg-原卟啉Ⅸ(Mg-ProtoⅨ)的积累量显著上升,单卟啉胆色素原(PBG)、尿卟啉原Ⅲ(UrogenⅢ)、粪卟啉原Ⅲ(CoprogenⅢ)、原卟啉Ⅸ(ProtoⅨ)、Mg-原卟啉甲酯(Mpe)、Mg-原卟啉Ⅸ二酯(Mpde)、原叶绿素酸酯(Pchlide)和叶绿素酸酯(Chlide)光照后积累量较常温下低,最终导致叶绿素含量下降,表明ALA向PBG的转化、及Mg-ProtoⅨ向Mpe的转化过程可能受到低温抑制。【结论】14℃低温通过影响ALA向PBG的转化以及Mg-ProtoⅨ向Mpe的转化,抑制玉米的转绿过程。     

红芽直立茶紫色叶形成机制的转录组分析

云南具有丰富的茶树资源,紫芽茶树是其中重要的一种。红芽直立茶具有典型的紫色芽叶,富含花青素,是重要的特异茶树种质资源。本研究通过转录组技术对红芽直立茶的不同叶色进行研究,筛选到8779个差异表达基因,GO和KEGG富集结果显示,差异基因涉及到多个色素形成及积累的功能。构建茶叶中类黄酮和类胡萝卜素生物合成两个途径,紫色叶中大量合成黄酮类化合物的关键基因上调,与茶叶紫色的形成密切相关。同时,紫色叶中类胡萝卜素的生物合成受到抑制,紫色叶具有更好的抗衰老能力。本研究将有助于对茶树紫色叶形成机制的认识,为特色茶育种研究奠定基础。     

独脚金内酯的生物合成及其调控

为了解独脚金内酯生物合成最新研究进展，本研究以“独脚金内酯”为关键词，检索了2000—2020年NCBI数据库发表的相关文献资料，综述了近20年来独脚金内酯的生物合成通路和相关基因的功能研究进展，并对独脚金内酯在非生物胁迫作用中的功能以及与其他激素的相互作用进行概括。结果表明:1)独脚金内酯生物合成的通路是保存的，并可能与其他通路有交互作用；2)独脚金内酯的功能是多样的，在植物生长和发育的多个阶段发挥作用；3)独脚金内酯生物合成相关基因不仅是生物合成的关键基因，还可以与其他激素互作参与调控作用。在独脚金内酯生物合成及其调控作用的研究取得了重要突破的基础上，今后着重的研究方向可能是在产量形成机制、形态建成以及激素的调控作用机理等方面的研究。     

褪黑素的生物合成及对繁殖性能的影响

褪黑素是一种广泛存在于动物体内的激素,不仅能够调节动物昼夜节律,还能够从多方面影响动物的繁殖性能,对于季节性繁殖动物,褪黑素根据日照时长的变化表现出抑制或促进繁殖性能的作用。对于幼年动物,褪黑素表现出抑制发情的作用,体成熟后则表现促进发情的作用。褪黑素主要通过下丘脑-垂体-性腺轴调控动物繁殖活动,除此之外,褪黑素还能够直接作用于生殖系统甚至早期胚胎,通过提高组织及细胞抗炎及抗氧化功能来改善动物繁殖性能。目前,褪黑素能够用于治疗精神疾病及炎症、促进畜禽繁殖和调节昼夜节律,是相关研究领域的热门话题。本文详细描述了褪黑素的生物合成以及分泌调控,并结合褪黑素的生理功能,阐述了对动物繁殖性能以及辅助生殖的影响。     

HXKs基因在香蕉果实后熟过程中功能初探

香蕉是世界主要水果之一,对乙烯非常敏感,属于呼吸跃变型果实。目前,香蕉果实后熟机理还未完全探明,后熟过程中己糖激酶(HXK)与乙烯的关系还不清楚。通过BLAST比对从香蕉基因组数据库中发现HXK基因家族的11个成员,经克隆获得这些基因的序列,并研究HXKs基因在香蕉果实自然后熟过程中的转录表达谱,重点研究乙烯利、甘露糖、NAG和1-MCP对HXKs基因表达、HXK酶活和内源乙烯生物合成的影响。结果表明:在香蕉果实后熟过程中HXKs基因呈现差异性表达,乙烯利上调大多数HXKs基因的表达和HXK酶活,1-MCP的作用正好相反,这表明外源乙烯正作用于HXK。另一方面,甘露糖加快内源乙烯生物合成,NAG却推迟内源乙烯生物合成,这说明HXK正作用于内源乙烯生物合成。所以,在香蕉果实后熟过程中乙烯和HXK之间存在相互促进的关系。这将为进一步阐明香蕉果实后熟机制提供理论依据,也将为香蕉果实保鲜新技术的挖掘提供新思路。     

荔枝果皮花色苷生物合成及调控机理研究进展

荔枝是无患子科荔枝属的亚热带常绿果树,具有很高的商业价值。荔枝果皮色泽由多种色素决定,是影响消费者需求的重要品质性状。果实着色是花色苷积累的结果,荔枝果皮花色苷的生物合成是一个复杂的过程,主要由遗传背景决定,同时受内外环境影响。本文重点介绍荔枝果皮花色苷的生物合成途径,从外界环境、生理生化以及分子生物学等方面,对花色苷积累的调控机制进行综述,并展望该领域的研究方向,为提升荔枝果实的色泽品质提供重要参考。     

赤霉素的生物合成及其在葡萄栽培上的应用

植物生长调节剂是一种人工合成的具有植物激素活性的物质,目前在果树生产中已广泛使用,而且使用的目的更是多样化,其中以赤霉素使用居多,又以在葡萄上的应用最为普及。本文针对赤霉素的生物合成及葡萄生产中利用赤霉素的研究报道对有关方面进行简要综合的论述。     

长链寡核苷酸生物合成方法的研究

化学合成长链寡核苷酸面临许多困难，研究通过对长链寡核苷酸生物合成方法的研究，成功合成并纯化了长链寡核苷酸，其长度达到146nt，并且其序列没有错误。生物合成的基本方法是：首先用一对PCR引物扩增DNA模板，