准确速判‘巴西蕉’果实成熟度方法研究

以‘巴西蕉’组培苗为试材,于大田条件下,分别在反梳期、膨大前期、膨大后期、采收期测定2种供肥模式下果穗各梳的农艺性状（指长、指围、指重）和鲜果肉皮比,且自抽蕾后定期观测抽蕾率和收获率,试图探寻一种判断‘巴西蕉’果实成熟度之简便易行的定量方法。结果表明：随着果实生长,‘巴西蕉’指长、指围、指重和鲜果肉皮比不断增大;果梳之间指长和指重变异大,指围变异小,施肥对指长、指围和指重都有显著影响,故指长、指围和指重不宜作为评判‘巴西蕉’果实成熟度的指标;供肥模式对‘巴西蕉’采收时间有较大影响,但采收期‘巴西蕉’第1~3梳及第4~6梳鲜果肉皮比,无论在梳间还是施肥处理间均无显著差异,故这2组果梳的鲜果肉皮比可以用于判断‘巴西蕉’果实成熟度。其定量指标为：当第1~3梳外层果指鲜果肉皮比达1.65,或第4~6梳外层果指鲜果肉皮比达1.54时,判定‘巴西蕉’果实成熟度达75%。     

香蕉果实可溶性淀粉合成酶基因MaSSIII-1的分子特征与时空表达模式

为弄清香蕉果实可溶性淀粉合成酶基因(MaSSIII-1)的分子特征及时空表达模式，以‘巴西蕉’果肉为试材，采用PCR法进行MaSSIII-1基因克隆，通过Quantitative real-time PCR (qPCR)和Western blot技术对MaSSIII-1基因及其蛋白表达模式进行分析。结果显示：MaSSIII-1基因cDNA全长为2397 bp，编码798 个氨基酸，包括4 个典型的结构域，GenBank 登录号为KU757067。MaSSIII-1 基因在香蕉根、球茎、花和苞片中表达量较低，在叶、果皮和果肉中表达量较高；随着香蕉果实发育，MaSSIII-1 基因表达量逐渐上升，在抽蕾后50~60 天达到最大；随着果实采后成熟，MaSSIII-1 表达量在采后5 天达到最大，随后逐渐下降。在香蕉果实不同发育及采后成熟阶段，MaSSIII-1 蛋白呈现出与mRNA水平相一致的表达趋势。证明MaSSIII-1 基因的表达不仅涉及到香蕉果实支链淀粉合成代谢，可能还涉及采后早期果实成熟或者支链淀粉降解。     

香蕉果实可溶性淀粉合成酶基因MaSSⅢ-1的分子特征与时空表达模式

为弄清香蕉果实可溶性淀粉合成酶基因(MaSSⅢ-1)的分子特征及时空表达模式,以‘巴西蕉’果肉为试材,采用PCR法进行MaSSⅢ-1基因克隆,通过Quantitative real-time PCR (qPCR)和Western blot技术对MaSSⅢ-1基因及其蛋白表达模式进行分析。结果显示:MaSSⅢ-1基因cDNA全长为2397 bp,编码798个氨基酸,包括4个典型的结构域,GenBank登录号为KU757067。MaSSⅢ-1基因在香蕉根、球茎、花和苞片中表达量较低,在叶、果皮和果肉中表达量较高;随着香蕉果实发育,MaSSⅢ-1基因表达量逐渐上升,在抽蕾后50～60天达到最大;随着果实采后成熟,MaSSⅢ-1表达量在采后5天达到最大,随后逐渐下降。在香蕉果实不同发育及采后成熟阶段,MaSSⅢ-1蛋白呈现出与mRNA水平相一致的表达趋势。证明MaSSⅢ-1基因的表达不仅涉及到香蕉果实支链淀粉合成代谢,可能还涉及采后早期果实成熟或者支链淀粉降解。     

枯萎病菌Foc4侵染后不同香蕉种质中病程相关基因MaTLP和MaBGLU表达水平分析

为了阐明不同抗性香蕉种质对枯萎病4号小种(Foc4)侵染的反应机制,本研究从香蕉中克隆到两个与病程相关的基因,类甜蛋白基因(Ma TLP)和β-1,3-葡聚糖酶基因(Ma BGLU)。对枯萎病菌侵染后Ma TLP和Ma BGLU转录水平进行实时荧光定理PCR实验分析,结果显示:Ma TLP和Ma BGLU基因的表达水平在病原菌侵染后随着侵染时间的增加而迅速增加,尤其在病原菌侵染后51 h,Ma TLP在抗性种质FHIA-25和GCTCV-119中的绝对表达量远远高于在感病种质巴西蕉中的表达量,表明其在香蕉与病原菌互作中发挥重要的作用;而在抗性种质Rose中,Ma TLP和Ma BGLU的表达水平远低于在感病种质巴西蕉中的表达量,并且机械损伤与病原菌处理间,基因的表达量相差不大,说明其存在不同的抗性机制。本研究结果表明不同抗性的香蕉种质可能具有不同的抗性机制,可为进行香蕉与枯萎病特异互作机制的研究奠定了基础。     

鲜食橄榄果实的适宜采收期及其品质评价参数的研究

以"檀香"橄榄果实为试材,研究7个采收期(从9月7日到12月7日按节气采果,分别为采收期Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ)对鲜食橄榄果实品质的影响及其品质评价参数。结果表明:随着采收期的延迟和果实成熟度的提高,采收期Ⅰ~采收期Ⅵ的橄榄果实表面色调角h°、果皮叶绿素含量、果肉可滴定酸和单宁含量下降,果皮类胡萝卜素含量、果肉可溶性固形物含量、固酸比值、可溶性总糖含量、还原糖含量和糖酸比值增加,果实食用品质提高;但采收期Ⅶ(过熟)的橄榄果实果肉可溶性固形物、可溶性总糖、还原糖含量和果实食用品质下降;因此认为,采收期显著影响鲜食橄榄果实品质,且以采收期Ⅵ(完熟,小雪节气采收)的橄榄果实鲜食品质最佳。同时发现,橄榄果实表面色调角h°,果皮叶绿素、类胡萝卜素含量,果肉可溶性固形物、可滴定酸、固酸比值、可溶性总糖、还原性糖、糖酸比值、单宁含量等品质指标可作为确定鲜食橄榄果实食用品质及采收期Ⅰ~采收期Ⅵ成熟度的参数,为量化衡量橄榄果实食用品质和成熟度提供方法。     

紫芽茶树类黄酮生物合成关键酶基因表达与总儿茶素、花青素含量相关性分析

儿茶素类化合物与花青素均由类黄酮代谢途径合成,紫芽茶中富含花青素。为探明紫芽茶树中类黄酮生物合成代谢流的情况,本试验以来源于湄潭苔茶后代的1株紫色芽叶茶树和1株绿色芽叶茶树为材料,测定芽下第一叶、第二叶和第三叶的叶色、儿茶素类组分和花青素总量,分析了类黄酮生物合成相关的基因表达情况及基因表达量同总儿茶素、花青素累积量之间的相关性。结果表明,紫芽茶树中各叶位中花青素含量均显著高于对照绿芽茶树,而儿茶素类总量却低于对照;类黄酮生物合成关键酶(PAL、CHS、CHI、F3H、DFR、ANS、ANR1、ANR2、F3¢H和F3’5’H)基因均呈现上调趋势。紫色芽叶中的总儿茶素与花青素,同各相关基因(LAR除外)表达水平的相关性都较高,且二者相关系数差异不大。绿色芽叶中的总儿茶素与各基因(LAR、F3’H除外)表达的相关系数,明显高于花青素同各基因表达的相关系数。     

基于转录组和代谢组解析香瓜茄果实类黄酮代谢差异

为了解香瓜茄果实主要类黄酮成分以及不同栽培种间类黄酮物质的代谢差异,以我国当前主栽的淡椭圆形果实(LOF)和甜圆形果实(SRF)2个香瓜茄栽培种类型为对象,对成熟果实进行转录组和代谢组联合分析。结果表明,香瓜茄果实中类黄酮组分共鉴定出9类二级代谢产物,41种三级代谢产物,黄酮醇含量最高。具有显著差异的代谢物有21种,主要分布在黄烷醇类、黄酮碳糖苷等6类二级代谢物质中。LOF的二氢黄酮、黄烷醇类、异黄酮的含量高于SRF,而黄酮醇等其他类黄酮化合物则在SRF中含量较高。RNA-seq分析共鉴定出与类黄酮代谢相关的基因503条,其中类黄酮合成通路上游的苯丙氨酸解氨酶(PAL)、肉桂醇脱氢酶(CAD)、黄烷酮-3-羟化酶(F3H)等关键基因表达在LOF中较SRF均上调,而黄酮醇合成酶基因(FLS)表达则在SRF中高于LOF。根据转录组的结果,4个类黄酮合成酶的表达趋势与RT-PCR的检测结果一致。研究结果表明,在不同香瓜茄资源LOF和SRF中存在大量的类黄酮化合物及其合成酶基因,但不同类黄酮成分及其合成代谢相关酶在不同资源含量均存在差异。     

桃果实β-胡萝卜素羟化酶基因的克隆及表达模式分析

胡萝卜素羟化酶是类胡萝卜素合成代谢途径中的关键酶,可以将合成代谢途径中产生的含β-环的类胡萝卜素转化成β-隐黄素和玉米黄素。利用同源克隆技术获得桃果实β-胡萝卜素羟化酶(HYb)基因的全长核苷酸序列,命名为PpHYb。PpHYb基因全长1 405 bp,编码区长933 bp,共编码翻译成310个氨基酸。进化树分析发现PpHYb与草莓FaHYb亲缘性较高。序列分析发现PpHYb与其他物种中的HYb一样,同样含有模体为“HXXXXH”+“HXXHH”的保守基序。实时荧光定量PCR结果显示PpHYb基因在黄肉品种‘金丽’桃果实软核期、硬核期、膨大期、硬熟期和完熟期中均有表达。当果实处于硬熟期之前时,PpHYb基因在果皮和果肉中的表达逐渐升高并达到最大值;当果实处于完熟期时,PpHYb基因在果皮和果肉中的表达略有下降,且在果皮中的表达显著高于果肉。本研究通过对桃果中PpHYb基因的克隆和表达分析,为进一步研究类胡萝卜素生物合成途径提供了基础。     

GmMYB042基因对类黄酮生物合成的调控作用

MYB类转录因子是植物中最大的转录因子基因家族之一,广泛参与植物生长发育全过程,对植物次生代谢等具有重要的调控作用。本研究对大豆GmMYB042基因的表达特性和功能进行了系统的研究,针对该基因C端的保守氨基酸基序(PDLNLELTIS)和锌指结构进行了一系列的序列删除突变,并将各缺失突变体在烟草中进行了过表达,以验证目的基因及其特殊基序的功能。表达特性分析结果表明GmMYB042基因在大豆的根瘤、根、茎、叶、花、荚果皮和种子中均有表达,且在茎、种子和花中的表达量相对较高;GmMYB042基因在大豆中的表达受PEG、高盐、低温和UV-B辐射的诱导。过表达分析结果表明,GmMYB042基因的过表达使转基因烟草类黄酮代谢途径部分关键酶基因(如PAL、CHS和FLS)的表达量明显上升,转基因烟草总黄酮的含量明显高于对照;各缺失突变体的转基因烟草类黄酮代谢途径相应酶基因的表达量发生相应的变化,进一步证明目的基因对类黄酮生物合成的调控作用;各缺失突变体的转基因烟草的叶缘有明显的皱褶,说明目的基因可能还参与调控叶的形态建成。     

甜瓜CmMYBL基因调控类黄酮合成的功能分析

MYB类转录因子对植物的次生代谢具有重要的调控作用,广泛地参与了类黄酮代谢途径,在植物果实品质调控及抗病性中发挥作用。本研究以甜瓜品种河套蜜瓜(Cucumis melo L. cv Hetao)为试材,对转录组数据中甜瓜果实成熟期高表达的CmMYBL (v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog like gene)(MELONOMICS登录号:MELO3C003633)基因进行了克隆。利用实时荧光定量PCR技术对其在甜瓜果实发育成熟中的表达模式进行了分析,同时构建了基因的超表达及RNAi表达载体,利用子房注射法转化了甜瓜,经PCR及RT-qPCR方法检测,已经分别获得了2个转基因甜瓜株系。定量分析结果显示,该基因随着果实的成熟其表达量逐渐增加,在成熟时达到最大。对T2代转基因果实中类黄酮合成相关基因分析显示,超表达果实中查尔酮合成酶基因CmCHS (Chalcone synthase)、查尔酮异构酶基因CmCHI (Chalcone isomerase)和黄烷酮-3-羟基转移酶基因CmF3H (Flavanone-3-hydroxyltransferase)的表达量显著高于对照果实,而RNAi果实中CmCHS和CmCHI的表达量显著低于对照果实,CmF3H的表达量略低于对照果实。类黄酮含量分析显示,超表达CmMYBL基因的甜瓜果实中类黄酮含量显著增加,而RNAi果实的类黄酮含量相对较低。本研究初步鉴定出CmMYBL基因对甜瓜类黄酮的合成具有促进作用,为甜瓜类黄酮合成调控的研究提供了理论基础,同时为提高甜瓜果实品质的基因工程提供候选基因。     

拟南芥种皮色素形成机制的研究进展

类黄酮为拟南芥种皮的主要成色物质,其生物合成过程受到一系列基因的影响.这些基因中,一部分为结构基因(TT4、TT5、TT6、TT7、FLS1TT3,LDOX和BAN)编码一些酶类参与到类黄酮的生物合成;一部分作为调控基因(TT1,TT2,TT8,TTG1,TTG2和TT16)编码一些酶对生物合成途径起调控作用;另外一些基因(TT12,TT19)编码与色素转运、积累相关的蛋白质。这些基因中的一种或几种发生变异就能影响到类黄酮的生物合成,从而引起拟南芥种皮色泽的变异。在此,就拟南芥种皮的色泽变异及类黄酮生物合成机理作一介绍。     

拟南芥种皮色素形成机制研究进展

类黄酮为拟南芥种皮的主要成色物质,其生物合成过程受到一系列基因的影响.这些基因中,一部分为结构基因(TT4、TT5、TT6、TT7、FLS1TT3,LDOX 和BAN)编码一些酶类参与到类黄酮的生物合成;一部分作为调控基因(TT1, TT2, TT8, TTG1, TTG2 和TT16)编码一些酶对生物合成途径起调控作用;另外一些基因（TT12, TT19）编码与色素转运、积累相关的蛋白质。这些基因中的一种或几种发生变异就能影响到类黄酮的生物合成,从而引起拟南芥种皮色泽的变异。在此,就拟南芥种皮的色泽变异及类黄酮生物合成机理作一介绍。     

乌桃果胶裂解酶基因(PpPL)的克隆及其在花色苷降解中的作用

花色苷是调控果实着色的主要色素之一,具有多种保健功能。为探索花色苷在乌桃果实成熟过程中的降解与果胶裂解酶的关系,利用已报到的碧桃果胶裂解酶基因序列设计特异引物,从乌桃中克隆出果胶裂解酶基因PpPL,PpPL包括1239bp的开放阅读框,编码413个氨基酸。利用荧光定量PCR检测PpPL在果实不同成熟度及不同组织中的表达,数据显示,乌桃PpPL基因的表达量随着果实的成熟及花色苷的降解呈现递增的趋势,且在果实成熟末期表达量明显增多;不同组织中PpPL基因均有表达,同一成熟度,其相对表达量从少到多依次为:幼果果肉叶幼果果皮茎,推测PpPL可能参与花色苷的降解。     

杜鹃花品种大鸳鸯锦花瓣条纹形成的色素基础和差异表达基因的挖掘

为解析杜鹃品种大鸳鸯锦花瓣粉色条纹形成的分子机制，挖掘与粉色条纹形成相关的关键基因，选取大鸳鸯锦盛花期花瓣，对花瓣白色区域与粉色条纹区域的色素分别进行测定，同时，利用Illumina HiSeq^TM测序平台对它们的转录组进行测序分析，并采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术对测序结果进行验证。结果表明，大鸳鸯锦花瓣粉色条纹的形成是由花色苷积累引起的。花瓣粉色条纹区域与白色区域共鉴定出7 086个差异表达基因(DEGs),其中上调表达基因3 802个，下调表达基因3 284个。与花色苷形成相关的花青素生物合成、苯丙素生物合成和类黄酮生物合成途径在花瓣粉色条纹区域中更为活跃。根据DEGs的GO和KEGG富集分析结果，从与花色苷生物合成代谢相关及其调控途径共筛选出31个DEGs,其中26个为花青素合成代谢结构基因，5个为转录调控基因(3个MYB和2个bHLH);26个花青素合成代谢结构基因共编码9种酶，其中20个基因在花瓣粉色条纹组织中的表达水平明显高于白色花瓣组织；通过NCBI同源搜索发现2个R2R3-MYB和1个bHLH与已知调控果实或叶片中花青素合成有关的同...     

2个杏品种不同成熟期果实品质变化研究

为探明金太阳(Prunus armeniaca‘Golden-sun’)和魁金杏(Prunusarmeniaca‘Kuijin’)不同成熟期果实品质的变化机理,利用常规品质指标测定方法,研究绿熟期、商熟期和完熟期三个成熟期杏果实中类黄酮、类胡萝卜素等品质指标的变化。结果表明:2个杏品种果实单果重、可溶性固形物、Vc、可溶性糖、类黄酮和类胡萝卜素含量均随着果实的成熟不断升高,在完熟期均达到最高,‘魁金’高于‘金太阳’;果实硬度和有机酸含量均随着果实成熟度的增加而降低,在完熟期达到最低,‘魁金’低于‘金太阳’,‘魁金’果实品质优于‘金太阳’。2个杏品种果实单果重、可溶性固形物、Vc均与类黄酮、类胡萝卜素含量呈显著正相关,相关系数均在0.8以上。杏果肉颜色的变化与类胡萝卜素合成途径有关。     

红麻HcKAN4基因克隆、表达及在类黄酮合成中的功能

MYB类转录因子KAN4 (KANADI4)在红麻类黄酮合成和纤维发育中发挥着重要作用。本研究以红麻品种‘福红952’为材料,对HcKAN4基因进行克隆和表达模式分析,探讨TRV-VIGS诱导该基因沉默对类黄酮合成途径中关键酶基因表达量改变的影响。基因克隆显示, HcKAN4基因开放阅读框(open reading frame, ORF)全长为966 bp,编码322个氨基酸,包含一个MYB保守结构域。进化树分析发现,其与拟南芥和木槿KAN4s的亲缘关系较近。表达分析表明,该基因在红麻不同组织中均有表达,且转录水平随着植物生长而递增。VIGS诱导基因沉默显示, 6株HcKAN4的转录水平显著下调,达到基因沉默效果。进一步实时荧光定量PCR检测发现,类黄酮合成相关基因HcCHS、HcF3’5’H、HcANS、HcANR的转录水平显著下调,分别是对照组的0.51、0.14、0.23、0.11倍,表明HcKAN4基因可调控红麻类黄酮生物合成相关基因。这些结果为阐明红麻MYB转录因子调控类黄酮合成提供了依据,同时为改善纤维品质提供了研究思路。     

日本蛇根草查尔酮合酶基因的克隆及其生物信息学分析

查尔酮合酶(CHS)是类黄酮生物合成过程中的第一个关键酶,其在类黄酮的合成过程中发挥着非常重要的作用。本研究以日本蛇根草为研究材料,根据其转录组测序结果设计全长引物,通过RT-PCR方法成功克隆得到日本蛇根草查尔酮合酶基因完整的cDNA序列,并利用相关生物信息学软件对其进行分析。结果表明,该基因序列全长为1 170 bp,编码389个氨基酸,预测其蛋白分子量为42.783 kD,等电点为6.05,是亲水性蛋白质,不含有信号肽,很可能定位在细胞质中。同时,二级结构分析显示,日本蛇根草CHS的二级结构分别由180个α螺旋、84个延伸链、125个无规则卷曲组成,这与三维结构预测结果相一致。日本蛇根草CHS基因的克隆对于研究植物类黄酮的生物合成及其分子机制具有重要意义,同时也丰富了双子叶植物PKS基因家族的相关研究。     

激素调控植物花青素合成分子机制的研究进展

花青素(Anthocyanin)是决定植物花、果实和种子等颜色的重要色素之一。花青素的生物合成往往具有组织器官特异性,并且与植物发育过程密切相关。花青素属类黄酮化合物,內源激素和外源激素都对花青素生物合成有重要影响,激素通常通过调控花青素生物合成途径中的关键调节基因MYB、b HLH和WD40组成的MBW三元复合体,进而调控编码花青素生物合成酶类的结构基因的表达,调控花青素的生物合成。同时,其生物合成受到内在因子和环境因子共同的调控,激素与糖、光等信号协同调控花青素的生物合成。因此,本文综述了国内外相关研究,激素调控花青素生物合成可能不是一个简单的过程,而是与其他环境因子互作的复杂网络。     

甜橙柠檬酸合酶基因的克隆及其表达分析

柠檬酸合酶与柠檬酸的积累密切相关。为了研究该基因的功能及其调控,通过设计特异性引物对甜橙柠檬酸合酶基因进行了克隆,采用半定量PCR法对哈姆林叶片、果肉和果皮中该基因的表达模式进行检测。克隆得到甜橙柠檬酸合酶基因的cDNA序列,全长1535bp,ORF区含471个氨基酸残基,序列比对显示,哈姆林甜橙柠檬酸合酶基因与其他植物的该基因高度同源。半定量PCR结果显示果肉和果皮中柠檬酸合酶基因在各个时期的表达基本没有变化,而叶片中其表达水平随果实发育成熟不断降低,与果实中柠檬酸含量变化趋势相同。说明叶片中柠檬酸合酶基因表达与果实酸含量正相关。     

基于转录组数据解析大花君子兰花瓣花青素代谢差异

大花君子兰是世界上重要的观赏植物,其花瓣颜色在花蕾不同发育时期具有显著差异。本研究通过对花蕾3个不同发育时期花瓣进行高通量转录组测序,进而探讨君子兰花瓣发育过程中与其花色相关的基因表达情况。结果表明,共获得167 078条转录本,平均长度为673 bp,有67 512条Unigenes在各数据中被注释。GO功能富集中有24 162条基因被注释,分为分子功能、细胞组分和生物过程3大类和50个亚类。KEGG代谢通路注释中,12 930条被成功注释,主要富集与花青素合成相关的通路,包括苯丙素生物合成途径、类黄酮生物合成途径、异黄酮生物合成途径、花青素生物合成途径和苯丙氨酸代谢生物合成途径。君子兰花蕾在3个发育时期时花青素合成途径中一些关键酶(如CHS, CHI, DFR)和调控基因(MYB和bHLH)的表达量出现了显著差异。