百日草花青素苷合成相关MYB转录因子筛选及ZeMYB9功能研究

以百日草‘梦境红色’作为试验材料，基于其转录组初步鉴定出33个MYB转录因子。系统进化树分析，鉴定出10个可能参与调控花青素苷合成的R2R3-MYB蛋白，其中S4亚族5个、S6亚族3个、S7亚族2个。结合这10个MYB基因表达和花瓣花青素苷含量变化结果，推测S4亚族Ze MYB32可能负调控花青素苷的合成，而Ze MYB3和Ze MYB16可能促进花青素苷的积累。此外，S6亚族Ze MYB9和Ze MYB10可能正调控花青素苷的合成。进一步研究发现，Ze MYB9定位于细胞核内。烟草中过表达Ze MYB9显著促进其叶片花青素苷的积累，花青素苷合成相关基因上调表达，表明Ze MYB9正向调控花青素合成。     

紫橙色大白菜新种质的创制

为了丰富大白菜种质资源，提高大白菜功能成分，创制一种同时富含花青素和类胡萝卜素的紫橙色大白菜新种质。以橙色大白菜自交系14S125为母本，紫心大白菜自交系14S838为父本进行杂交，F₁单株自交，在F₂群体中先用分子标记确定携带紫心基因和橙色基因的单株，进一步选择园艺性状和结球性优良的单株，通过连续3代单株自交选择，育成了外叶绿色、球叶紫橙色的大白菜新种质4份，分别是19ZS40-1、19ZS17-1、19ZS94和19SF19-4，将紫心基因和橙色基因聚合在了一起，并且在大白菜球叶中表达。本研究中创制了同时产生类胡萝卜素和花青素的紫橙色的大白菜新种质，提高了其营养价值，为大白菜的营养品质育种奠定了新的基础。     

低温弱光下aga2突变体西瓜果实糖代谢差异表达基因分析

为了探明低温弱光环境对西瓜果实糖分积累的调节机制,本试验通过分析棉籽糖水解酶碱性α-半乳糖苷酶基因aga2突变体转录组数据发现低温弱光下aga2突变体西瓜果实中有686个基因上调表达,990个基因下调表达,进一步通过GO和KEGG分析发现MYB、NAC、WRKY等转录因子上调表达抵御低温弱光;而肌醇半乳糖苷合酶(Cla...     

低夜温下番茄ABA缺失突变体和野生型叶片中miRNA差异表达分析

为揭示番茄叶片中miRNA对非生物胁迫的响应机制,以番茄ABA缺失突变体sit和野生型番茄RR为试验材料。采用实时荧光定量（qRT-PCR）技术检测叶片中6个miRNA（miR160、miR162、miR166、miR1919、miR397和miR6026）及其预测的靶基因在夜间低温和喷施外源ABA逆境胁迫下的表达情况。结果表明,在15 ℃夜温（对照）下,sit的ABA含量是60 ng · g^-1,RR是120 ng · g^-1,sit叶片的保卫细胞和气孔的开度都明显大于野生型RR,ABA缺失突变体sit中miRNA的表达量与野生型RR相比都显著下调,其靶基因除miR1919外,表达量都上调;夜间低温（6 ℃）处理12 h后,所有miRNA在sit中比RR中的表达量都显著增加;喷施80 mg · L^-1的ABA后,sit中miR162、miR166、miR1919及miR397比0 mg · L^-1 ABA处理的表达量显著上调。推测miR160、miR162和miR6026通过依赖ABA信号途径参与夜间低温胁迫。     

芸薹属5种紫红色蔬菜花青素苷含量及组分分析

采用高效液相色谱-质谱法对芸薹属中红叶芥菜、紫红色大白菜、红菜薹、紫色白菜和紫结球甘蓝新鲜叶片所含花青素苷含量和组成进行鉴定。结果表明,这些蔬菜中花青素苷主要组分为矢车菊素苷,兼有少量的飞燕草素苷和矮牵牛素苷。红叶芥菜、紫红色大白菜、紫色白菜和红菜薹中均含有矢车菊–3–p–香豆酰–丙二酰–葡萄糖苷–5–葡萄糖苷、矢车菊–3–阿魏酰–丙二酰–槐糖苷–5–葡萄糖苷和矢车菊–3–芥子酰–阿魏酰–槐糖苷–5–丙二酰–葡萄糖苷,分别达到总量的46.51%、56.04%、46.38%和68.96%。紫结球甘蓝主要花青素苷成分为矢车菊–3–芥子酰–槐糖苷–5–葡萄糖苷,矢车菊–3–槐糖苷–5–葡萄糖苷和矢车菊–3–p–香豆酰–槐糖苷–5–葡萄糖苷,分别达到总量的41.87%、20.58%和16.02%。花青素苷含量最高的是红叶芥菜,为719.04 μg · g-1 FW;其次是紫红色大白菜,为604.03 μg · g-1 FW;第三是紫结球甘蓝,为264.96 μg · g-1 FW;最低的是红菜薹和紫色白菜,分别为219.07 和130.02 μg · g-1 FW。紫红色大白菜中检测到2 种特有的矢车菊素苷和1 种矮牵牛素苷。     

花色素苷生物合成与分子调控研究进展

花色素苷是决定植物花色的主要色素,其生物合成是目前研究得最为清楚的植物次生代谢途径之一。花色素苷的生物合成主要由于F3H,F3'H和F3'5'H三个关键酶的作用形成3个分支,最终分别生成橙色到砖红色的天竺葵素糖苷,红色的矢车菊素糖苷和蓝色到紫色的飞燕草素糖苷,因此, F3'H,F3'5'H和DFR基因是利用遗传转化引入花卉植物原本缺乏的花色代谢途径的关键基因。花色素苷合成结构基因的转录调控是目前研究的热点,对结构基因的转录进行调控的转录因子主要包括两大类相互作用的因子－bHLH和MYB类转录因子,花色素苷合成的转录调控机理的基本模式,包括bHLH和MYB类因子之间的相互作用,以及它们对结构基因顺式元件的识别和结合已经阐述的比较清楚。另外,对于一些处于bHLH和MYB上游的, WD40类因子和光敏色素的研究开启了从信号传导到花色素苷合成的整个调控过程的研究。     

虾青素合成关键酶基因bkt 在‘Brookfield Gala’苹果中的遗传转化及表达

 虾青素是一种氧化型酮式红色类胡萝卜素,具有更强的抗光氧化能力。将β–胡萝卜素酮化酶（虾青素生物合成的关键酶）基因bkt构建入表达载体pCAMBIA1301中,获得植物表达载体p1301-bkt,转化根癌农杆菌EHA105,获得工程菌,以黄肉苹果‘Brookfield Gala’无菌试管苗叶片为受体,进行遗传转化。筛选压确定结果表明：‘Brookfield Gala’对潮霉素（Hyg）很敏感,叶片再生最佳Hyg选择压为3 mg · L^-1,试管苗增殖为4 mg · L^-1,生根为2 mg · L^-1;头孢霉素（Cef）浓度≤400 mg · L^-1时对叶片再生芽数的影响不明显。GUS染色、PCR和RT-PCR检测结果表明,有8株转基因植株整合bkt基因并获得了表达,其表型有红色产生;转基因植株类胡萝卜素的HPLC测定显示,虾青素和角黄素在叶片中的积累量达到2.85和1.79 μg · g^-1。本研究结果显示有望通过调控代谢途径,在苹果中合成虾青素,提高果实自身的抗光氧化能力,防止日灼。     

内源水杨酸参与黄瓜叶片光合系统对低温胁迫的响应

 为了探讨内源水杨酸（salicylic acid,SA）在黄瓜幼苗光合系统响应低温胁迫中的作用机制, 采用高效液相色谱法测定低温下黄瓜叶片中内源SA 含量的变化;通过SA 合成抑制剂Paclobutrazol（Pac, 100 μmol · L^-1）喷施和外源SA（50 μmol · L^-1）饲喂的方法调节内源SA 含量,并测定不同处理幼苗的叶 绿素荧光参数和光合碳同化关键酶基因的转录水平。结果显示：低温引起黄瓜幼苗内源SA 含量升高,Pac 预处理抑制SA 的积累。低温导致PSⅡ的最大光化学效率（F v/F m）、实际光化学效率（Φ PSII）、潜在光化 学活性（F v/F o）和光合电子传递效率（ETR）等降低,叶片光化学猝灭参数[（Y（NO）]升高;内源SA 含量降低使PSⅡ活性下降幅度增大,加重了叶片的光损伤程度。低温下PSⅡ吸收的光能分配于光反应的 部分减少,而以非光化学反应的过剩能量耗散Ex 为主要的光能分配途径,内源SA 含量降低会加剧光能 向Ex 的分配。低温时喷施Pac 的幼苗中Rubisco 小亚基基因（RbcS）和碳酸酐酶基因（CA）的表达水平 显著低于对照植株。对喷施Pac 的幼苗外源饲喂SA 后,内源SA 含量升高,低温下叶片光合活性得到有 效恢复,光损伤降低,光能分配趋于合理,RbcS 和CA 的表达水平升高。上述结果表明,低温下内源SA 的积累有助于维持黄瓜叶片中较高的光系统活性和碳同化能力,从而保护光合系统,降低低温胁迫对植 物的损伤。     

欧洲葡萄VvMYB6正向调控花青素合成

从欧洲葡萄‘粉红亚都蜜’中克隆到1个MYB转录因子基因VvMYB6。VvMYB6蛋白定位在细胞核,其N端包含1个保守的R2R3结构域。在葡萄中,VvMYB6主要在在根、花器官及果实发育早期表达。在烟草中异位表达VvMYB6,显著促进花瓣和雄蕊中花青素的积累;代谢组分析发现,相比野生型,转基因植株花中累积高含量的飞燕草色素和矢车菊色素。转基因烟草植株中查尔酮合酶(CHS)、查尔酮异构酶(CHI)、黄烷酮4–还原酶(DFR)、花青素合酶(ANS)和UDP葡萄糖–类黄酮–O–葡萄糖基转移酶(UFGT)基因表达显著上调。结果表明VvMYB6正向调控花青素合成。     

黑莓RuMYB10基因的克隆和表达

【目的】从黑莓中克隆RuMYB10的编码区全长序列,并分析其在黑莓果实发育过程中的表达情况与果实花青素苷积累的关系。【方法】以黑莓基因组DNA为模板,通过同源克隆和SON-PCR技术获得了RuMYB10基因全长编码序列(Accession No.:JQ359611);并以黑莓果实mRNA为模板进行验证。采用实时定量PCR技术检测该基因在果实不同发育阶段的表达水平。【结果】结果表明,该基因编码区全长共1 837 bp,编码216个氨基酸,推导蛋白分子质量为24 863 Da。具有MYB转录因子家族特有的R2R3保守序列。含有两个内含子,第2个内含子长度为750 bp,占全长40.8%;在R3重复单元中存在与bHLH因子互作的‘[DE]Lx2[RK]x3Lx6Lx3R’序列;而促进花青素苷合成的MYB转录因子3个特征氨基酸残基中的丙氨酸(A)被丝氨酸(S)取代。RuMYB10基因在黑莓果实发育后期,即果实变红到最后变黑的过程中大量表达,与花青素苷的积累相一致。【结论】从黑莓中克隆到包含完整ORF的转录因子基因RuMYB10,具有MYB因子家族结构特征和bHLH因子结合域,且在果实花青素苷积累高峰期表达量最高。     

大白菜紫心性状遗传规律分析及其基因初步定位

以大白菜[Brassica rapa(Lour.)ssp.pekinensis]紫心纯系‘14S839’和橙色纯系‘14S162’为亲本,构建F_2群体,对大白菜紫色基因(BrPur)进行遗传连锁分析。性状分离调查结果显示,在F_2群体中紫心与非紫心单株符合3︰1分离比例,说明大白菜紫心性状的有、无符合单基因显性遗传模式,紫心性状是一种显性性状。采用改良的BSA方法对紫色基因BrPur进行定位,经过对白菜全基因组297个SSR标记的筛选,得到了BrPur的两个侧翼标记A710和A714,同时结合白菜基因组信息,将BrPur定位于大白菜A07连锁群上。结合前人关于花青素代谢相关基因的研究报道,通过分析Br4CL3和Bra004214的序列、开发新的标记,得到了两个特异共显性标记CL-12和B214-87。利用F_2群体扩增验证筛选到的所有标记,结果表明,经Join Map 4.0作图得到的遗传连锁图与非紫色交换单株"基因型矩阵"显示的结果完全一致,标记CL-12和B214-87位于BrPur两侧,遗传距离分别是3.1 cM和3.5 cM。     

大白菜（大白菜×紫色小白菜）叶片紫色性状的遗传分析

以大白菜（叶片绿色）和紫色小白菜（叶片紫色）为亲本进行杂交、回交和自交,研究大白菜叶片紫色的遗传规律。结果表明,大白菜和紫色小白菜杂交F1的叶片均为紫色,但其叶片色泽较亲本紫色小白菜浅。在F2群体中,叶片颜色分离比例接近3紫色：1绿色,BC1群体为1紫色：1绿色,而BC2群体叶片全部为紫色。χ2检测结果进一步证明：大白菜和紫色小白菜杂交后代叶片紫色对绿色受1对遗传基因控制,紫色对绿色为显性,决定叶片紫色的基因具有累加效应。     

紫菜薹、紫色芜菁和紫色白菜花青苷分析

在对紫菜薹（Brassica rapa L. ssp. chinensis var. purpurea Baile.）以及芜菁（Brassica rapa ssp. rapifera Metzg.）和白菜[Brassica rapa L. ssp. chinensis（L.）Makino]中的紫色品种类型叶片中花青苷分布特点研究的基础上,结合利用UFLC-UV-Q-Trip-MS和UPLC-Q-TOF-MS两种液相色谱质谱联用（LC–MS）技术,对叶片中花青苷代谢物谱进行分析鉴定。结果表明,花青苷在紫菜薹、紫色芜菁和紫色白菜叶片中积累的部位并不相同,主要分布于紫菜薹和紫色芜菁叶柄的表皮细胞,以及紫色白菜叶片的上表皮细胞中。3种蔬菜中共鉴定出23种花青苷,其中紫菜薹和紫色白菜含有的花青苷种类相同,为17种不同酰基化取代的矢车菊素–3–双/三葡萄糖苷–5–葡萄糖苷;紫色芜菁中检测出与紫菜薹和紫色白菜不同的6种花青苷,为不同酰基化的天竺葵素–3–双葡萄糖苷–5–葡萄糖苷。     

紫色大白菜育种思路初探

应用大白菜与紫色小白菜亚种间杂交转育紫色性状,获得2份紫色大白菜中间材料。比较了转育获得的紫色大白菜与普通大白菜的外叶颜色、球内叶颜色以及包球的球色等。结果表明,转育紫色小白菜获得的紫色大白菜材料只在叶片的正面表现紫色,而叶片的反面依然表现绿色;剖开后的剖面表现为紫色、白色和黄色相间排列的几种颜色。研究认为,该类型的紫色材料可以在小白菜、半包球大白菜,如快菜类型和娃娃菜等紫色品种中应用,所育成的大白菜品种可以作为拼盘搭色时凉拌或做汤食用,效果会更佳。桔红心品种的VC含量在4种球色大白菜品种中最高。初步探讨了国内外紫色大白菜研究的育种思路和应用进展。     

结球甘蓝叶片卷曲过程中6个生长素相关基因的克隆与表达分析

生长素在结球甘蓝球叶向上、向内自然卷曲的过程中发挥着重要的调控作用。为挖掘重要的影响结球甘蓝叶片卷曲的生长素相关基因,通过对结球甘蓝莲座期叶片与结球期叶片的转录组进行对比分析,筛选出6个显著差异表达的生长素相关基因,分别为调控生长素动态平衡的Bo ILL6、Bo ASA1基因,控制极性运输的Bo SF21、Bo PIN4基因,参与信号转导的Bo ARF8、Bo GH3.5基因。对上述6个基因进行同源克隆,分别获得全长c DNA序列,序列分析发现6个基因均含有生长素相关的结构域。分子进化树分析发现各基因与芜菁的对应基因遗传关系最近,拟南芥次之。荧光定量PCR检测结果显示,Bo ILL6、Bo ASA1与Bo SF21的表达量变化最为显著,结球期叶片相对莲座期叶片的表达量差异均高达12倍以上,变化趋势与转录组数据分析结果基本一致,说明这3个基因可能与结球甘蓝叶片的卷曲发育密切相关。     

大白菜橘红色和紫色遗传分析

以球内叶橘红色的大白菜和外叶紫色的普通白菜（小白菜）为亲本进行杂交、自交和回交,研究大白菜橘红色、紫色2对基因的遗传规律。结果表明：球内叶橘红色的大白菜和外叶紫色的普通白菜杂交,F1植株颜色为非橘红心-紫色|在F2群体中出现4种基因型,非橘红心-紫色、非橘红心-非紫色、橘红心-紫色、橘红心-非紫色,比例接近9∶3∶3∶1,其中获得橘红心-紫色基因型ororPr-的概率为18.75%,获得纯合橘红心-紫色基因型ororPrPr的概率为6.25%|在BC1群体中,4种基因型之比接近1∶1∶1∶1|BC2群体中,全部植株颜色为非橘红心-紫色。x2检测结果进一步证明：球内叶橘红色的大白菜和外叶紫色的普通白菜杂交后代球内叶橘红色和外叶紫色为非连锁、互为独立遗传、自由组合的2对基因,二者分别位于不同的染色体上。球内叶橘红色基因or已定位在A基因组1号染色体末端,据此推断,来源于外叶紫色的普通白菜的紫色基因不在1号染色体上,而是在A基因组其他染色体上。     

橘红色大白菜新品种‘龙园红2号’的选育

龙园红2号大白菜,是由母本‘0716-5’和父本‘08-831’2个自交不亲和系配制而成的大白菜一代杂种。该品种最外层叶绿色,内层球叶呈橘红色,生育期70⁷5 d左右,属早熟品种,营养品质好,抗病毒病、霜霉病和软腐病的能力较强,每667 m2产量为6 844.575 d左右,属早熟品种,营养品质好,抗病毒病、霜霉病和软腐病的能力较强,每667 m2产量为6 844.5⁷ 088.4 kg,适宜黑龙江省及吉林省种植。     

茄子花青素合成相关基因SmMYB 的克隆与表达分析

 以茄子（Solanum melongena L.）‘YZ14’（紫茄）和‘YZ3’（白茄）为试验材料,采用 同源克隆与RACE（rapid amplification of cDNA ends）相结合的方法克隆了茄子MYB 基因cDNA 及gDNA 全长序列,命名为SmMYB。序列分析结果表明：该基因cDNA 全长1 035 bp,开放阅读框837 bp,编码 278 个氨基酸,与辣椒（Capsicum annuum L.）MYB 转录因子氨基酸序列相似性达71%;成熟蛋白的等电 点为8.47,具有2 个典型的DNA-binding 结构域且亚细胞定位于细胞核;gDNA 全长3 834 bp,包含3 个 外显子及2 个内含子。荧光半定量检测结果表明：SmMYB 在茄子根、茎、叶、花瓣、果皮中均有表达, 但表达水平具有组织特异性;遮光处理后紫色茄子果皮中该基因表达量变化与花青素合成量变化趋势相 似。推测SmMYB 为一个MYB 转录因子基因,正向调控茄子花青素的合成。     

紫甘蓝和普通甘蓝光合特性的比较

 以'早红'、'红日' 紫甘蓝为试材,分别用Unispec型光谱仪和Ciras-2型光合作用测定系统研究紫甘蓝色素含量及光合特性,并与普通甘蓝'中甘11'作比较。结果表明,两个紫甘蓝品种的色素含量和净光合速率（Pn）差异不大。与普通甘蓝相比,紫甘蓝叶绿素含量较高,且含有较大比例的花青素,Pn明显降低。紫甘蓝生长过程中以结球初期Pn最高,后期Pn降低幅度明显小于普通甘蓝,结球中期叶绿素含量最高,花青素含量随着生育期进展而逐渐升高。紫甘蓝Pn日变化呈单峰曲线型,峰值出现在10:00－11:00,其光补偿点为68.5 μmo1·m^-2·s^-1,饱和点为1,077.5 μmo1·m^-2·s^-1,CO2补偿点为70.4 μmo1·mol^-1,饱和点为1,140 μmo1·mol^-1,均略高于普通甘蓝。20 ℃条件下,紫甘蓝的Pn最高,其低温补偿点和高温补偿点分别为－4.4 ℃和51.3 ℃,均低于普通甘蓝。