外源6-BA对葡萄果实花色苷含量及相关基因表达的影响

【目的】阐明6-BA对葡萄果实花色苷含量及其生物合成相关基因表达的影响,为提高葡萄果实花色苷含量的研究提供参考。【方法】以‘梅洛’葡萄为试材,对其进行不同质量浓度(0,100,200,400mg/L)6-BA处理,研究6-BA对葡萄果实花色苷含量及其合成相关基因表达的影响,分析花色苷含量与其合成相关基因表达量的相关性。【结果】100mg/L 6-BA处理可提高葡萄果实花色苷含量,花后110d达到最大,为5.21mg/g;100mg/L 6-BA处理葡萄果实PAL、CHS1、F3′H、UFGT基因的表达量在花后90d显著提高,200mg/L 6-BA处理F3′5′H基因的表达量显著提高,400mg/L 6-BA处理则相反。相关性分析表明,100mg/L 6-BA处理葡萄果实花色苷含量与CHS1、UF-GT基因相对表达量呈显著正相关,200和400mg/L 6-BA处理组花色苷含量与PAL基因相对表达量呈显著和极显著正相关;100和400mg/L 6-BA处理组MybA1与UFGT的相对表达量呈显著正相关。【结论】低质量浓度6-BA处理有利于提高果实花色苷含量,在果实着色后期可影响花色苷合成相关基因的表达。     

外源6BA对葡萄果实花色苷含量及相关基因表达的影响

【目的】阐明6BA对葡萄果实花色苷含量及其生物合成相关基因表达的影响,为提高葡萄果实花色苷含量的研究提供参考。【方法】以‘梅洛’葡萄为试材,对其进行不同质量浓度（0,100,200,400 mg/L）6BA处理,研究6BA对葡萄果实花色苷含量及其合成相关基因表达的影响,分析花色苷含量与其合成相关基因表达量的相关性。【结果】100 mg/L 6BA处理可提高葡萄果实花色苷含量,花后110 d达到最大,为5.21 mg/g;100 mg/L 6BA处理葡萄果实PAL、CHS1、F3′H、UFGT基因的表达量在花后90 d显著提高,200 mg/L 6BA处理F3′5′H基因的表达量显著提高,400 mg/L 6BA处理则相反。相关性分析表明,100 mg/L 6BA处理葡萄果实花色苷含量与CHS1、UFGT基因相对表达量呈显著正相关,200和400 mg/L 6BA处理组花色苷含量与PAL基因相对表达量呈显著和极显著正相关;100和400 mg/L 6BA处理组MybA1与UFGT的相对表达量呈显著正相关。【结论】低质量浓度6BA处理有利于提高果实花色苷含量,在果实着色后期可影响花色苷合成相关基因的表达。     

番茄U6启动子的克隆及CRISPR/Cas9基因编辑体系的建立

【目的】从番茄中克隆高效转录的SlU6启动子,构建CRISPR/Cas9基因编辑载体,并在番茄中建立CRISPR/Cas9系统,为番茄功能基因组学和分子育种研究提供技术基础。【方法】采用PCR方法从‘中蔬四号’番茄品种中克隆4种SlU6启动子,利用Transfer PCR方法分别对4个启动子进行两种不同长度的截短,分别构建8个截短的SlU6启动子驱动GUS的植物融合表达载体。利用农杆菌瞬时转化法分别转染番茄叶片,通过GUS染色筛选出在番茄叶片中转录活性较高的SlU6-2启动子。采用DNA重组技术构建以SlU6-2为启动子驱动sgRNA,以番茄白粉病相关基因MLO1和EDR1为靶序列的CRISPR/Cas9基因组编辑载体。载体构建成功后,采用PEG法转化番茄原生质体,提取基因组DNA,采用酶切/PCR法分析内源基因突变情况;采用测序法分析内源基因突变的类型。利用突变位点频率分布图来验证番茄内源启动子在番茄CRISPR/Cas9系统中的有效性。【结果】经过两轮PCR,共获得4种8个不同长度的番茄U6启动子,其长度分别是452、202、448、206、433、190、448和218 bp,启动子序列比对分析发现番茄U6启动子与拟南芥U6启动子一样,也含有比较保守的两个元件,USE和TATA框。成功构建了8个SlU6启动子分别驱动GUS的植物融合表达载体。番茄叶片染色结果显示转化后的番茄叶片均被染成蓝色,表明克隆的番茄8个SlU6启动子均具有转录活性。选择SlU6-2P4为启动子驱动sgRNA,成功构建番茄白粉病相关基因MLO1和EDR1为靶序列的CRISPR/Cas9基因组编辑载体,验证结果表明番茄内源启动子SlU6-2P4能有效地驱动sgRNA的转录,并成功实现对番茄内源基因的编辑。内源基因突变的类型都为碱基替换,突变热点仅存在于内源基因靶序列区。【结论】成功克隆了4种在番茄叶片中高效转录的SlU6启动子;基于SlU6-2启动子的CRISPR/Cas9基因组编辑载体,在番茄中成功实现对内源基因的编辑。     

越橘VcNAC072克隆及其促进花青素积累的功能分析

目的 分离越橘VcNAC072（NAM,ATAF1/2,CUC2）转录因子,分析其表达模式并探讨其在调控花青素合成过程中的功能,为进一步研究越橘花青素积累的调控机理提供理论基础。方法 以‘公爵’越橘（Vaccinium corymbosum ‘Duke’）为试材,克隆VcNAC072。通过农杆菌介导法获得转基因拟南芥,比较转基因和野生型拟南芥花青素积累的差异。利用酵母单杂交和瞬时表达试验,分析VcNAC072对MYB转录因子AtPAP1的转录调控。结果 克隆获得越橘VcNAC072,该基因CDS为1 032 bp,编码含有343个氨基酸的蛋白质,含有1个保守的NAC结构域。表达分析显示,该基因在不同发育阶段的果实中均可表达,但表达差异明显,在粉色和蓝色果实中表达量较高,在绿色果实中表达量最低。随着VcNAC072表达的升高,果实中花青素含量呈递增的趋势。分析AtPAP1启动子序列,发现其序列中包含NAC转录因子的结合位点。酵母单杂交和烟草瞬时表达试验结果表明,VcNAC072可与AtPAP1的启动子相互作用,并激活其表达。在野生型拟南芥中异位表达VcNAC072,其种子中花青素积累量显著高于野生型。结论 推测VcNAC072在越橘果实中正向调节花青素的积累。     

苹果绵肉与脆肉株系果实质地差异的分子机理

【目的】研究新疆红肉苹果（Malus sieversii脆2号’ f. neidzwetzkyana）与‘富士’苹果品种（M. domestica cv. Fuji）杂交后代绵/脆肉株系果实质地差异的分子机理,旨在为进一步完善功能型苹果育种的理论与技术体系提供科学依据。【方法】以新疆红肉苹果杂交后代‘红绵2号’和‘红脆2号’不同发育时期的果实为试材,检测乙烯释放量、果实硬度与脆度以及ACS1等4个乙烯生物合成基因和PG等30个果实软化相关基因的相对表达量,观察其变化。【结果】‘红绵2号’和‘红脆2号’苹果果实发育期间的硬度和脆度均呈下降趋势,但‘红脆2号’各时期果实硬度和脆度均明显高于‘红绵2号’。‘红绵2号’花后120 d乙烯释放速率明显上升,并出现明显的乙烯释放峰;而‘红脆2号’花后120 d乙烯释放速率上升不明显,且无明显的乙烯释放峰。‘红苹果果实各时期的ACS1、ACS3、ACO1和ACO2 4个乙烯生物合成相关基因表达量均明显低于‘红绵2号’;4个乙烯生物合成相关基因的表达模式存在明显差异,其中‘红绵2号’ACS1、ACO1和ACO2三个基因在果实发育后期的表达量均在94%以上,而ACS3a在果实发育前、后期表达量分别占50%,表现为组成型表达。所检测的与果实软化相关的30个基因表达的时间顺序存在明显差异,其中PL、AF1、EG2及XET1等15个基因主要在果实发育前期表达,PG、AF3、XET2、XET10和XET11 5个基因主要在果实发育后期表达,基因表达量均占总表达量的70%以上;除PL和AF1等6个基因外,‘红脆2号’PG等24个基因的总表达量均极显著低于‘红绵2号’。【结论】果实发育后期乙烯释放高峰的到来以及果实发育前、后期不同乙烯生物合成与果实软化相关基因的上调表达,是导致‘红绵2号’果实在采收前就已软化变绵及其与‘红脆2号’质地差异的主要原因。     

水分胁迫对赤霞珠葡萄果实花色苷生物合成的影响

为研究不同水分胁迫对葡萄果实花色苷生物合成相关基因表达与总花色苷质量分数之间的关系。以3 a生‘赤霞珠’为试材,在果实转色前1周进行水分胁迫处理,测定了采收期葡萄果实百粒质量、可溶性固形物质量分数、可滴定酸质量浓度、总酚和单宁质量分数,用pH示差法和qRT-PCR技术分别检测果实总花色苷质量分数和花色苷合成相关基因的表达量。结果表明:轻度和中度胁迫降低了采收期果实百粒质量和可滴定酸质量浓度,增加了可溶性固形物质量分数、单宁和总酚质量分数。同时,轻度和中度胁迫也提高了果实成熟过程中总花色苷质量分数,在花后110 d达到最大,分别为0.241%和0.228%;轻度和中度胁迫上调了PAL、 CHS1、DFR、 F3′H、 F3′5′H、UFGT和 MybA1基因的表达量,其中花后90 d, CHS1、 F3′H、 F3′5′H和 MybA1基因的表达量最高;花后100 d,PAL和DFR基因的表达量最高;花后110 d,UFGT基因的表达量最高。重度水分胁迫会降低果实成熟后期 CHS1、 F3′H、 F3′5′H和UFGT表达量。相关性分析表明,中度水分胁迫 CHS1表达量与总花色苷质量分数呈显著正相关,重度水分胁迫PAL和 MybA1基因表达量与总花色苷质量分数呈显著正相关。轻度和中度水分胁迫促进葡萄花色苷生物合成中相关基因的表达,从而提高葡萄果实总花色苷质量分数。     

葡萄风信子MaMYB1基因的克隆及表达分析

【目的】克隆葡萄风信子MYB转录因子基因(MaMYB1),并对其进行生物信息学和表达模式的分析。【方法】以开蓝色花的葡萄风信子品种"亚美尼亚"为材料,利用RACE技术得到其MaMYB1基因cDNA全长,对其进行生物信息学分析,利用酵母单杂交方法检测其转录激活活性,并用实时定量PCR方法分析该基因在根、茎、叶及不同发育时期花中的表达特性。【结果】通过RACE-PCR,克隆得到953bp的MaMYB1基因,其开放阅读框长750bp,编码249个氨基酸,推测的蛋白分子质量约为27.7ku,理论等电点为9.3。MaMYB1基因编码的蛋白序列中具有2个典型的MYB结构域R2和R3,且在R3结构域下游含有与BHLH蛋白结合的[D/E]Lx2[R/K]x3Lx6Lx3R结构域。MaMYB1与玉米ZmP1及拟南芥MYB12的关系较近。酵母单杂交检测表明:MaMYB1具有转录激活活性。实时定量PCR分析结果表明:MaMYB1在不同组织中均有表达,以在花中表达量较高,且在花不同发育时期表达量差异显著。【结论】从葡萄风信子中克隆到1个新的MYB基因MaMYB1;推测该基因可能参与了葡萄风信子花发育过程的调控。     

桑树脱落酸生物合成相关基因的鉴定及转录表达分析

【目的】9-顺式环氧类胡萝卜素双加氧酶（NCED）、醛氧化酶（AAO）和玉米黄质环氧化酶（ZEP）在脱落酸（abscisic acid,ABA）间接途径合成中发挥主要调节作用,它们是ABA合成相关基因。以桑树栽培品种嘉陵40号（Morus atropurpurea Roxb.）果实为材料,测定其发育过程中ABA的含量,分析桑椹成熟过程中ABA合成相关基因的转录表达、ABA及其合成抑制剂对果实发育的影响,为研究ABA在桑椹成熟和衰老过程中的作用机制提供基础数据。【方法】根据从单倍体川桑（Morus notabilis Schneid.）基因组数据库（http://morus.swu. edu.cn/morusdb）下载的ABA合成相关基因序列,对其DNA及推导的氨基酸序列进行分析。使用RNAiso Plus（TaKaRa）提取总RNA。以cDNA为模板,利用real-time PCR方法检测不同时期和不同处理桑椹中ABA合成相关基因的转录表达差异。利用高效液相色谱法,测定桑椹发育过程中的ABA含量。【结果】在川桑基因组数据库筛选鉴定到6个ABA合成相关基因：1个MnAAO、2个MnZEP和3个MnNCED。MnNCED1-3氨基酸序列高度保守,聚类分析表明它们与双子叶果树NCEDs序列同源性较高,与单子叶植物同源性较低;转录分析表明它们在叶中转录水平相对高于其他组织,在根中最低。其中MnNCED2和MnNCED3在根、皮、冬芽、雄花、叶中的转录水平较高。随着果实的发育,ABA含量在转色期开始逐渐上升。外源ABA处理后,桑椹脱落率升高,而氟啶酮（fluridone）可以抑制桑椹的脱落。MnNCED1-3在果实发育中后期的转录水平较高,与ABA含量的升高相一致,而MnAAO和MnZEP1-2在中后期下调。离体桑椹经ABA处理后,MnNCED1、MnAAO和MnZEP1的转录水平直到第4天才出现上调,MnNCED3在第3天和第4天被上调,MnZEP2一直上调;氟啶酮处理后MnNCED1和MnZEP2的转录表达量只在第1天和第3天被下调,MnAAO和MnZEP1只在第4天升高,MnZEP1只在处理后第1天被下调,MnNCED2在ABA和氟啶酮处理后均被下调。【结论】从桑树中获得了6个ABA合成相关基因MnAAO、MnZEP1-MnZEP2和NCED1-NcED3,MnNCEDs在果实发育中后期的转录表达相对较高,并与ABA的含量变化相一致,可能对ABA的合成起主要调控作用,外源ABA处理能够促进桑椹的成熟和脱落,氟啶酮处理能够抑制桑椹的成熟和脱落。     

中国野生种葡萄及种间杂种VvmybA1基因型和表达分析

【目的】检测中国野生种葡萄以及山欧杂交品种VvmybA1基因型,并对不同材料VvmybA1基因序列进行比对分析,通过对山欧杂种VvmybA1的基因型和表达分析,揭示白色杂交品种‘熊岳白葡萄’果皮无花色苷合成的分子机理。【方法】设计特异性引物,在DNA水平上利用分子克隆手段和绝对荧光定量PCR方法,检测葡萄属的不同样品VvmybA1基因型。采用相对荧光定量PCR手段,对山欧杂交品种果实转色过程中VvmybA1和UFGT的表达量进行分析。【结果】①检测的中国野生种葡萄材料不存在VvmybA1a等位基因;②与欧亚种葡萄相比,中国野生葡萄VvmybA1基因在启动子、内含子以及第三个外显子区域存在不同程度碱基的缺失、插入和替换,表现出丰富的遗传多样性。而且许多野生种葡萄VvmybA1基因的内含子、外显子和启动子区域存在一些特有序列或突变,这些位点可筛选作为鉴别葡萄种和品种的分子标记;③在‘公酿1号’、‘北红’、‘熊岳白葡萄’等山欧杂交葡萄品种以及分类地位未定的‘宿晓红’葡萄中检测到VvmybA1a等位基因,并且‘熊岳白葡萄’为VvmybA1a纯合类型;④RT-PCR分析结果表明,在葡萄果皮转色过程中,‘公酿1号’葡萄果皮VvmybA1和UFGT的表达量增加,然而在‘熊岳白葡萄’果实成熟期未检测到VvmybA1和UFGT 的表达。【结论】证明VvmybA1a等位基因是欧亚种葡萄以及其杂交种独有的基因型,不存在于中国野生种葡萄中,推测‘宿晓红’葡萄具有欧亚种葡萄血缘;葡萄属不同种的VvmybA1基因序列比对分析揭示,山欧杂交品种‘熊岳白葡萄’果皮不能合成花色苷是由于VvmybA1a纯合,VvmybA1不表达。     

UV-C对葡萄果实发育过程中黄烷醇类多酚积累及隐色花色素还原酶表达的影响

【目的】阐明葡萄果实发育过程中,植株接受UV-C照射对果实中黄烷醇类多酚积累的作用。【方法】以5年生赤霞珠葡萄为试材,定期对植株进行UV-C照射,分别采用分光光度计法、Western Blot和Real time PCR法对黄烷醇类多酚积累及其生物合成关键酶LAR表达进行分析,从底物、酶活性、蛋白质含量及基因转录水平阐明UV-C对Vv lar1、lar2基因表达的影响。【结果】葡萄果实发育过程中,UV-C照射并未改变果实中黄烷醇类多酚的积累规律,但诱导黄烷醇类多酚积累,特别是在幼果期,UV-C照射明显诱导果实中黄烷醇类多酚的积累。UV-C照射诱导葡萄果实LAR酶活性升高,LAR1、LAR2蛋白含量增加,Vv lar1、Vv lar2转录增强。【结论】UV-C能够诱导Vv lar1、Vv lar2转录,合成新LAR1、LAR2蛋白,LAR酶活性增强,导致黄烷醇类多酚在葡萄果实中积累。     

茄萼花色苷合成相关基因DFR和MYB克隆及表达分析

【目的】花色苷是一类通过类黄酮途径合成的水溶性次生代谢产物,既能使植物的不同器官呈现红、紫、蓝等颜色,还有利于人体健康。紫茄富含花色苷,但是有关茄萼花色苷生物合成的分子机制还不是很清楚。本研究旨在通过克隆茄萼花色苷合成相关基因DFR和MYB,测定其在不同发育时期不同颜色茄萼中的表达量,探究DFR和MYB在茄萼花色苷合成中的作用。【方法】选用绿萼和紫萼长茄(Solanum melongena L.)果萼为试材,测定不同p H条件下茄萼花色苷含量;通过RACE方法分离克隆DFR和MYB cDNA全长序列,分析DFR和MYB的保守结构域及序列特征;分别对DFR和MYB及其同源蛋白序列进行系统进化分析,构建系统进化树来进一步分析鉴定基因;使用Ex PASy网站提供的在线分析软件SOPMA预测蛋白质二级结构;利用实时荧光定量PCR方法检测目的基因在不同发育阶段果萼中的表达情况。【结果】从绿萼和紫萼长茄果萼中克隆了DFR和MYB片段,分别命名为ouSmDFR、dongSmDFR和ouSmMYB、dongSmMYB,Gen Bank登录号分别为:KX224250、KX224251和KX224253、KX224254。ouSmDFR和dongSmDFR全长分别为1 285 bp和1 249 bp,开放阅读框为858 bp和864 bp,分别编码285个和287个氨基酸;ouSmMYB和dongSmMYB全长分别为969 bp和959 bp,开放阅读框均为462 bp,编码153个氨基酸。蛋白质二级结构分析表明α-螺旋和无规则卷曲均为两个DFR蛋白和两个MYB蛋白的主要二级结构元件。序列比对表明DFR蛋白具有NADPH结构域(NADPH binding domain)和底物特异性结合结构域(Substrate specific binding domain),属于NADB-Rossmann超基因家族;MYB蛋白属于R2R3-MYB转录因子,具有R2、R3两个MYB结构域和b HLH结合域。ouSmDFR和dongSmDFR与St DFR和Sl DFR具有相对较高的同源性;ouSmMYB和dongSmMYB与Es MYB同源性较高。花色苷含量测定显示,紫萼果茄萼花色苷含量较高且随着果实的发育成熟而逐渐增加;而绿萼茄萼几乎检测不到花色苷。荧光实时定量PCR分析表明,DFR和MYB在紫萼长茄果萼中表达量均远高于绿萼长茄;从初蕾期到盛花期,紫萼长茄果萼中DFR和MYB表达量逐渐升高,而绿萼长茄则几乎没有变化,与两个品种茄萼颜色变化相一致。【结论】ouSmDFR和dongSmDFR属于NADB-Rossmann超基因家族,ouSmMYB和dongSmMYB为典型R2R3-MYB转录因子,DFR和MYB在紫萼长茄果萼中表达明显高于绿萼长茄。推测DFR和MYB在茄萼呈色中发挥作用,并且参与花色苷生物合成。     

新疆红肉苹果杂种一代4个株系类黄酮含量及其合成相关基因表达分析

【目的】研究新疆红肉苹果(Malus sieversii f.neidzwetzkyana(Dieck)Langenf.)与‘富士’(M.domestica cv.Fuji)等苹果品种杂交后代株系间果实类黄酮合成差异的分子机理,为进一步完善功能型苹果育种的理论与技术体系提供科学依据。【方法】以紫红2号及红脆1、2、4号等红肉程度存在明显差异的4个苹果株系发育后期的果实为试材,进行MYB10启动子基因型鉴定,并测定类黄酮组分和含量,分析类黄酮合成相关基因的表达。【结果】红脆1、2、4号MYB10启动子基因型均是R6R1型,而紫红2号启动子类型为R6R6型。红脆1号和紫红2号果实成熟期类黄酮含量分别为3.0 mg·g~(-1)和3.1 mg·g~(-1);紫红2号花青苷含量(23.9 U·g~(-1) FW)是红脆1号(12.2 U·g~(-1) FW)的2倍,其他类黄酮组分含量(1 635.3 mg·kg~(-1))仅是红脆1号的69%。紫红2号MYB10和UFGT等转录因子及花青苷合成基因在果实发育后期(花后110—125 d)均具有较高的表达量;红脆4号的MYB10虽然在果实发育后期(花后110—125 d)表达量较高,但b HLH3、TTG1、ANS和UFGT表达量较低。红脆1、2、4号类黄酮组分含量分别为2 355.0、1 247.5和1 337.5 mg·kg~(-1),差异显著;红脆1号MYB12转录因子及FLS、LAR和ANR等类黄酮生物合成相关结构基因表达量较高,而MYB16和MYB111表达量较低;红脆2、4号MYB12转录因子及FLS、LAR和ANR等类黄酮生物合成相关结构基因表达量较低,而MYB16和MYB111转录因子表达量较高。【结论】MYB10、b HLH3和TTG1等转录因子及ANS和UFGT等花青苷生物合成结构基因在果实发育后期高水平表达,可能是导致紫红2号成熟期果肉花青苷含量高的主要原因,而MYB12、MYB16和MYB111等转录因子及DFR、FLS、LAR和ANR类黄酮生物合成相关结构基因的差异表达,可能是导致红脆1、2、4号等3个株系类黄酮组分及含量差异的主要原因。     

葡萄VlCKX4表达特性分析与转录调控预测

【目的】通过克隆细胞分裂素脱氢酶/氧化酶基因VlCKX4及其启动子，进行表达特性分析和启动子活性分析并进行转录因子预测，为深入解析VlCKX4介导细胞分裂素信号途径调控葡萄坐果的分子机制提供依据。【方法】使用生物信息学方法分析‘巨峰’葡萄(Vitis vinifera×Vitis labrusca)细胞分裂素氧化酶/脱氢酶4(VlCKX4)的序列特征；利用PCR技术克隆该基因以及它的启动子，使用实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR,qRT-PCR)分析VlCKX4的表达特性，GUS活性试验用于分析其启动子活性；利用PlantTFDB、CisBP等转录调控数据库对VlCKX4的转录调控关系进行预测分析，输出结果使用Gephi软件进行可视化。【结果】VlCKX4全长1 582 bp,其中包含1 566 bp的开放阅读框，编码522个氨基酸，具有家族特征的FAD结构域和细胞分裂素结合（ck-binding）结构域。qRT-PCR结果表明VlCKX4在花序中高表达，其次是叶片，在卷须中表达量最低；细胞分裂素CPPU处理后VlCKX4表达量先下降后上升，细胞分...     

桑树MaDFR的克隆及功能分析

【目的】克隆桑树（Morus alba L.）二氢黄酮醇4-还原酶（dihydroflavonol-4-reductase,DFR）基因,并通过烟草过表达研究其对烟草黄酮生物合成的影响,为该基因功能分析及应用提供理论参考。【方法】采用RT-PCR的方法从桑树中克隆出MaDFR,采用农杆菌介导的遗传转化技术,将MaDFR导入模式植物烟草中,获得具有卡那抗性的转基因烟草植株,通过基因组PCR鉴定转基因阳性植株,采用反向PCR的方法分析T-DNA在烟草中的插入位点。通过定量PCR的方法分析MaDFR在烟草中的表达水平,AlCl₃分光光度法测定转基因烟草中总黄酮含量,通过DPPH（1,1-二苯基-2-三硝基苯肼）清除能力分析总黄酮酸水解前后的抗氧化活性,最后通过高效液相色谱（HPLC）分析烟草花冠中花青素的含量及种类。【结果】从中桑5801中克隆并获得了全长为1 026 bp的MaDFR,编码341个氨基酸残基,其蛋白质具有典型的NADPH结合位点。获得7株具有卡那抗性的烟草转基因株系。分子鉴定4株为转基因阳性株系。MaDFR在转基因烟草中能够表达,但不同转基因株系之间MaDFR表达水平存在较大差异。转基因烟草叶片中总黄酮含量明显增加,其中,DFR-4和DFR-7 2个株系分别增加了30.4%和27.6%,DFR-2和DFR-5分别增加了19.8%和14.2%。抗氧化活性分析发现转基因株系叶片中未酸解总黄酮抗氧化活性存在较大差异,DFR-2、DFR-4的抗氧化能力比对照组提高了近5倍,而DFR-5和DFR-7与对照组没有显著性的差异,转基因株系叶片中总黄酮的抗氧化活性与MaDFR的表达水平具有显著的正相关性。转基因株系叶片中酸解总黄酮抗氧化活性与总黄酮的含量具有显著的正相关性。MaDFR在烟草中的过表达能够增加花冠中花青素的含量,DFR-4株系中花青素含量增加了15%,DFR-5和DFR-7 2个株系中花青素的含量增加了一倍,但转基因烟草花冠中花青素种类没有发生改变。【结论】MaDFR在烟草中的过表达能够显著增加烟草的总黄酮含量及抗氧化作用,也可以显著增加烟草花冠中花青素的含量,但不能改变花青素的种类,说明该基因在矢车菊素类花青素的生物合成代谢路径中具有重要作用。     

不同颜色果袋对葡萄花青苷合成的调控

【目的】探明不同颜色果袋引起的光质差异对葡萄花青苷合成的影响,为葡萄专用果袋的研发提供理论依据。【方法】以5年生‘贝达’砧‘巨峰’葡萄为试材,于坐果后30 d分别套红色、绿色、蓝色和白色纸质果袋,以不套袋为对照,每8 d采样一次,直至果实成熟。利用光纤光谱仪分析不同纸袋的透射光谱,高效液相法测定果实发育过程中果皮花青苷含量变化,同时利用荧光定量PCR技术分析花青苷合成途径结构基因Vv CHS、VvLDOX、VvUFGT和调控基因VvmybA1以及光信号转录因子VvHY5的表达差异。【结果】红色纸袋、绿色纸袋和蓝色纸袋分别在红光、绿光和蓝光波段具有选择透过性,白色纸袋对光质的透过性没有选择性。不同颜色果袋对葡萄花青苷合成具有显著性影响,红色纸袋、绿色纸袋和蓝色纸袋处理明显推迟了葡萄的转色期,并延缓了花青苷的积累,但到果实完熟期,花青苷含量表现为蓝色纸袋白色纸袋对照绿色纸袋红色纸袋。基因表达分析表明,VvMYBA1、VvCHS、VvLDOX和VvUFGT表达量均表现为先升高后下降,与花青苷积累规律相一致;不同颜色果袋均延缓了花青苷合成调控基因VvMYBA1和结构基因VvCHS、VvLDOX、VvUFGT表达量在果实发育早期的升高和后期的下降,在表达高峰到来前,总体表现为对照和套白色纸袋表达量较高,其次是套蓝色纸袋,套绿色纸袋和套红色纸袋表达量较低;表达高峰之后总体表现为套蓝色纸袋和套白色纸袋表达量较高,其次是套绿色纸袋和套红色纸袋,对照表达量最低。VvHY5在果实成熟过程中在花青苷快速积累期和果实成熟后期有两次表达高峰,与花青苷的积累规律和合成调控基因VvMYBA1的表达规律基本一致,不同颜色果袋对VvHY5的诱导效应不同,蓝色纸袋诱导能力最强,红色纸袋效果最差。【结论】蓝色纸袋有利于葡萄花青苷合成,红色纸袋效果较差。不同颜色果袋对果实花青苷积累的调控可能是通过影响光信号转录因子VvHY5的表达,进而调控花青苷合成调控基因VvMYBA1和结构基因VvCHS、VvLDOX、VvUFGT等的表达,影响葡萄果皮花青苷的合成。     

基于转录组分析ABA促进葡萄花青苷积累相关基因

[目的]分析参与调控ABA促进葡萄着色的相关基因,探讨ABA促进葡萄果实花青苷积累的分子机制.[方法]以'红巴拉多'葡萄为试材,在转色前期(约花后6周)使用300 mg·L-1 ABA对果穗进行浸果处理,以清水处理为对照.观察表型,并利用超高液相色谱质谱联用仪(UPLC-MS)测定花青苷组分及含量,再利用转录组测序技术...     

超表达苹果细胞分裂素响应基因MdCRF6影响花青苷积累和盐胁迫抗性

【目的】克隆苹果细胞分裂素响应因子基因Md CRF6(cytokinin response factor 6),鉴定其在调节花青苷积累和盐胁迫抗性中的作用,揭示Md CRF6的功能,为研究细胞分裂素信号途径和果树生长发育调控提供理论依据。【方法】以‘嘎啦’苹果(Malus domestica‘Gala’)为研究材料,利用同源序列比对和PCR技术,分离细胞分裂素响应基因Md CRF6。使用MEGA 5.0软件构建苹果Md CRF6与拟南芥CRFs间系统进化树;通过SMART软件和DNAMAN软件分析Md CRF6蛋白的保守结构域。利用实时荧光定量PCR方法检测该基因对细胞分裂素和盐胁迫的响应。通过电泳迁移率试验(EMSA),验证Md CRF6原核表达蛋白对DRE作用元件的绑定。构建Md CRF6植物超表达载体,并通过农杆菌介导的遗传转化获得转Md CRF6苹果愈伤组织。比较野生型和转基因苹果愈伤组织在花青苷积累和盐抗性方面的差异,结合基因表达分析,初步鉴定Md CRF6在调节花青苷积累和盐胁迫方面的生物学功能。【结果】分离得到了苹果细胞分裂素响应因子基因Md CRF6(基因序列号:MDP0000783818),该基因开放阅读框(ORF)为1 047 bp,编码含有348个氨基酸的蛋白。进化树分析和氨基酸序列比对结果表明,苹果Md CRF6蛋白在N端包含保守的CRF结构域,在C端包含保守的AP2/ERF结构域,并且与拟南芥At CRF6同源性最高。基因表达分析显示该基因具有细胞分裂素和盐胁迫响应,分别在10μmol·L-1 BA和100 mmol·L-1 Na Cl处理3 h和6 h时表达量最高。EMSA试验结果验证Md CRF6原核表达蛋白能够绑定DRE序列。在苹果愈伤组织中超表达Md CRF6,发现Md CRF6转基因苹果愈伤组织花青苷积累受到抑制,同时苹果愈伤组织的抗盐性降低。基因表达分析显示,Md CRF6显著抑制花青苷合成基因和盐响应相关基因的表达。【结论】苹果Md CRF6与拟南芥At CRF6具有高度的同源性,其参与植物对细胞分裂素和盐胁迫的响应。在苹果愈伤组织中超量表达Md CRF6抑制其花青苷积累,降低植物抗盐性。推测苹果Md CRF6可能通过结合花青苷合成基因以及抗盐相关基因的启动子,抑制基因的表达,从而负调节花青苷积累和抗盐性。     

基于转录组分析油菜素内酯对高温胁迫下酿酒葡萄花色苷合成及果实品质的调控机制

【目的】分析高温胁迫下参与油菜素内酯调控葡萄花色苷及果实品质合成的相关基因,探讨油菜素内酯调控果实花色苷及品质合成的机制。【方法】以酿酒葡萄‘赤霞珠’为试材,转色前一周利用红外辐射器模拟高温环境,并全树喷施0.6 mg·L^-1的2,4-表油菜素内酯(2,4-Epibrassinolide,EBR),测定花色苷、总糖及相关品质指标,选择转色中期(花后70 d)的果实进行转录组测序,从分子水平阐述EBR对高温胁迫下花色苷合成的影响。【结果】从转色开始,各处理花色苷含量逐渐升高;成熟时,高温组(HT)花色苷总量显著低于对照组(CK),高温油菜素内酯组(HTE)花色苷含量高于HT组。总糖、还原糖、蔗糖变化规律与花色苷相似,HT组含量均在成熟期时低于CK组,成熟期各种糖含量为CK组>HTE组>HT组。分析3种处理下‘赤霞珠’果实基因水平的差异,通过GO和KEGG富集发现了14个与蔗糖和淀粉代谢途经相关的差异基因,其中HT和HTE处理显著上调了10个基因,显著下调了4个基因;苯丙氨酸代谢途径有11个差异基因,其中有7个参与花色苷合成的基因在HT处理中上调,有4个参...     

黄瓜耐镉相关基因CsNAC019的克隆及表达分析

【目的】研究黄瓜耐镉(Cd)分子机制,结合生物信息学分析获得一个NAC转录因子家族基因CsNAC019,对其进行克隆和表达分析,为进一步将该基因用于黄瓜耐Cd品种的改良与选育提供试验基础。【方法】通过PCR技术扩增CsNAC019全长;利用NCBI和DNAMAN进行序列比对和保守结构域分析;利用Expasy、TMHMM等在线软件进行氨基酸组成、稳定系数、亲水系数分析;通过Plant CARE在线工具进行启动子序列分析;采用MEGA 6.0软件根据NJ方法,构建系统进化树;采用q RT-PCR技术检测Cd胁迫后黄瓜CsNAC019在叶中的表达情况,并用DPS 7.05数据处理系统软件进行方差及显著性分析。【结果】CsNAC019含有典型的NAC保守结构域。通过BLAST分析比对,该基因在氨基酸序列上与拟南芥NAC019存在60%的同源性,两者在从N端到C端有A、B、C、D、E 5个氨基酸相对保守区的序列高度一致。该基因CDS序列全长为960 bp,编码319个氨基酸,编码蛋白质分子量为35.66 k D,理论等电点为8.72,不稳定系数为68.18,平均亲水系数为-0.483。启动子分析表明,除含有真核生物启动子固有的TATA和CAAT元件外,CsNAC019的启动子序列还存在G-box、ABRE、W-box、P-box、TCA-element、TC-richrepeats、HSE等多种响应逆境胁迫的顺式元件。系统进化分析表明,CsNAC019与甜瓜、桃、苹果、柑桔、葡萄、大豆等15种植物NAC转录因子有64%—96%的同源性,其中与甜瓜的NAC蛋白同源性最高,为96%。通过q RT-PCR分析发现,与对照相比,CsNAC019在Cd胁迫条件下表达量明显上调(8.2倍)。【结论】CsNAC019为黄瓜Cd胁迫诱导表达基因,推测其可能通过调节下游基因的表达调控黄瓜对Cd胁迫的应答。     

不同整形方式对赤霞珠葡萄白粉病和果实品质的影响

【目的】研究不同整形方式对赤霞珠葡萄白粉病和果实品质的影响,为新疆吐鲁番地区酿酒葡萄栽培整形方式的选择提供理论依据。【方法】以5年生欧亚种酿酒葡萄赤霞珠(Cabernet Sauvignon)为试材,分别进行厂字形、F形、Y形、多主蔓扇形整形,对各整形处理8到9月白粉病发病情况、产量及果实品质进行比较分析。【结果】厂形、F形、Y形相比扇形整形能够显著减轻吐鲁番地区酿酒葡萄赤霞珠叶片白粉病危害,且厂形和Y形整形能够显著减轻白粉病对成熟期赤霞珠葡萄果实的危害;厂形和Y形较扇形整形显著降低了葡萄产量,而厂形整形产量较合理,平均产量为13 540.70 kg/hm²;厂形、F形、Y形相比扇形成熟度、总花色素浓度、总酚、果皮颜色值、种皮颜色值显著提高,均能显著改善酿酒葡萄品质,其中厂形整形果穗和果粒质量均最大,分别为113.41和1.29 g,且果穗紧密度适中,还原糖最高,为178.37 g/L,果皮、种皮颜色较深,成熟度更好,果皮酚类物质含量也更高,综合品质最优。【结论】酿酒葡萄厂形整形能够有效减轻吐鲁番地区酿酒葡萄白粉病的危害,具有合理的产量和较高的酿酒品质,可作为吐鲁番地区酿酒葡萄栽培的一种好的整形方式。