不同品种茶树新梢响应"倒春寒"的转录组分析

为探究“倒春寒”冻害对不同品种茶树新梢转录水平的影响,本研究以茶园“倒春寒”发生时受冻害和未受冻害的龙井43和中茶126新梢为研究材料,对两组样品进行转录组分析,分别鉴定到1 012个和1 079个差异基因,以及284个共同差异基因。从中选取18个差异基因进行实时荧光定量PCR验证,结果与转录组测序结果基本一致,证明转录组数据可靠。利用GO和KEGG数据库,对差异基因进行代谢通路富集分析,发现两个品种的差异基因主要集中在光合作用、碳代谢和细胞色素P450等代谢进程,说明“倒春寒”对新梢生长发育相关的基础代谢造成了严重损伤,抑制了相关基因的正常表达;随后对284个共同差异基因进行表达聚类分析,结果表明,其中99个差异基因在两个茶树品种中的表达模式完全相反,涉及的生物过程包括MAPK信号通路、谷胱甘肽和苯丙烷代谢等,推测这些差异基因与龙井43和中茶126在受到低温胁迫后产生的不同信号传导模式有关。     

槟榔不同发育时期果实转录组特征分析

槟榔（Areca catechu L.）果实是四大南药之一。槟榔果的研究主要集中在生理生化、生防菌、有效成分及药理、加工和利用等方面,对槟榔果的发育及其次生物质形成的分子机制尚不清楚。本研究对不同发育时期的槟榔果皮和果核进行转录组测序,鉴定槟榔果不同发育时期的关键基因,以探讨果实发育相关基因的表达特征及次生物质形成有关的基因调控。结果显示,槟榔果皮中检测到4491个差异基因,其中617个差异基因共参与了111条KEGG代谢通路,生物过程代谢类有82个通路,共257个差异基因被注释,参与次生代谢途径共有5个,共27个差异基因。槟榔果核中检测到5443个差异基因,其中898个差异基因共参与了118条通路,466个差异基因被注释在生物代谢类通路上,共涉及89条通路,参与次生代谢相关的基因有53个,参与次生代谢途径共7条。进一步分析表明：随着果实的发育,果皮中80%次级代谢通路差异相关基因呈下调表达趋势;而果核中71.4%次级代谢通路差异相关基因呈上调表达趋势。本研究结果在转录组水平揭示了槟榔果发育的生物学过程,发现了不同时期槟榔果皮和果核中次级代谢相关调控基因表达的变化规律,也为槟榔的遗传育种研究奠定了基础。     

白叶1号白化过程中叶绿体蛋白质组差异分析

白叶1号是一种温度敏感型白化茶树品种,叶绿体的变化是其产生阶段性白化现象的关键因素。本研究以白叶1号鲜叶叶绿体为研究对象,采用双向电泳、质谱鉴定结合生物信息学分析,研究阶段性白化过程中叶绿体蛋白的表达差异,探讨白叶1号阶段性白化现象的分子机制。结果表明,在白叶1号白化前期、白化期和复绿期叶绿体中分别识别726、748、718个蛋白质,其中差异表达的蛋白59个,质谱成功鉴定22个差异表达蛋白。生物信息学分析表明,差异表达蛋白直接或间接参与了光合作用、应激响应、核酸代谢、物质代谢和未知功能等,其中与光合作用相关的差异表达蛋白最多,占31.82%,表明阶段性白化现象可能与这些生理功能相关。通过荧光定量PCR分析发现,差异蛋白的基因表达与蛋白表达存在一定差异,这可能是由于蛋白质翻译后加工及修饰造成的。上述研究为进一步揭示白叶1号阶段性白化现象产生的分子机制奠定了理论基础。     

大麦阶段性低温诱导白化突变体的转录组分析

叶色突变体是研究叶绿素代谢、叶绿体发育和光合作用的重要材料。本研究从大麦鄂啤2号(野生型)⁷Li离子突变体库中筛选获得一份大麦阶段性低温诱导白化突变体(SLTW),该突变体受低温诱导后,于五叶期叶片开始出现白化现象,温度升高后于拔节期逐步恢复为绿色。与野生型相比,该突变体叶片中叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均显著下降。SLTW突变体与野生型的转录组比较分析表明,差异表达基因显著富集到类胡萝卜素合成、四吡咯结合、血红素结合、铁结合、氧化还原过程、光合作用等通路上。叶绿素合成基因(ID号为HORVU.MOREX.r2.2HG0174230)和类胡萝卜素代谢基因(ID号为HORVU.MOREX.r2.5HG0354290)在SLTW突变体与野生型中的表达量均差异显著,且均检测到SNP突变,推测这些基因可能与大麦阶段性白化有关。编码光合作用-天线蛋白、细胞色素P450、跨膜转运(ABC转运)蛋白及转录因子也可能是调控大麦阶段性白化的潜在候选基因。     

云南大围山野生茶树资源考察

对云南大围山野生茶树分布进行了考察,发现大围山野生茶树分布在海拔1600～2100m地区,形态多样,种类丰富,出现子房有毛或无毛、花柱5裂或3裂、花朵大、花瓣数多、果实大、果皮厚、果皮紫红色或绿色等特征。文章具体阐述了大围山1号野茶、2号野茶、3号野茶和4号野茶的形态特征。     

高含油量油菜种子和果皮油份积累及主要脂肪酸的动态变化

以高含油量油菜品系为材料,研究角果发育过程中种子和果皮油份积累与主要脂肪酸的动态变化。结果表明：高含油量品种在角果发育早期油份的合成与积累较为缓慢,开花后20d种子含油率仅占成熟种子油份含量的8.35%-12.32%,角果发育中期是油份含量增加最快的时期,开花后40d种子含油率占成熟种子油份含量的72.89%-94.73%,籽粒成熟时油份含量达到最大值。果皮的油份积累与种子相反,随角果发育油份含量依次下降,两者呈极显著负相关,相关系数为-0.95。种子和果皮的二十碳烯酸、芥酸合成规律明显不同。种子的7种主要脂肪酸组成中芥酸和二十碳烯酸与16碳、18碳脂肪酸含量均呈负相关,亚麻酸和亚油酸与棕榈酸、硬脂酸和亚油酸含量均呈正相关,与油酸含量H2和H27为正相关,H1和H28为负相关。而油酸与其它脂肪酸的相关关系较为复杂,与棕榈酸、硬脂酸和亚油酸、亚麻酸的相关关系有正相关,也有负相关,可见油酸的合成与积累不仅与棕榈酸、硬脂酸有关,还会影响亚油酸和亚麻酸的含量,这是创新油菜高油酸材料的基础。     

大豆响应低磷胁迫的数字基因表达谱分析

以Os PT6转基因T5代大豆为材料,以其受体亲本东农50为对照,对低磷胁迫处理下的根系c DNA文库进行数字基因表达谱分析,共筛选得到33个差异表达基因。以受体亲本为对照,在Os PT6转基因大豆中上调表达的差异基因有21个、下调表达的差异基因有12个。GO功能显著性富集分析表明,有25个差异表达基因在蛋白、核酸等生物大分子代谢、次生代谢和酶活性调节等过程中表现为富集。KEGG代谢通路分析表明仅有1个过氧化物酶超蛋白家族基因参与到苯丙合成、苯丙氨酸代谢和次生代谢产物合成等次生代谢途径中。综合分析表明:通过光合作用相关酶类活性的调节控制光合作用速率从而影响次生代谢途径可能是大豆适应低磷胁迫的主要途径。以上结果为大豆响应低磷胁迫相关分子机制的深入研究和功能基因的筛选奠定了基础。     

不同异交率大豆细胞质雄性不育系的转录组分析

不育系异交结实率在杂交制种中起着重要作用。本研究以异交率差异显著的两个大豆细胞质雄性不育系材料为研究对象,在盛花期对其成熟花苞进行转录组测序。经比较分析,筛选出1925条差异基因,其中1361条差异基因注释到GO分类的生物过程、细胞组分和分子功能3大类30个分支中,主要涉及生物过程、催化活性、氧化还原酶活性、氧化还原过程和碳水化合物代谢过程。864条差异基因注释到KEGG分类的114个代谢通路中,主要包括代谢途径通路、次生代谢物的生物合成通路以及植物激素信号转导通路,其中包括13个次生代谢通路,主要为苯丙烷类生物合成以及类黄酮生物合成。通过对差异显著、富集基因数目较多的类黄酮生物合成途径进行分析,进一步挖掘类黄酮生物合成途径中差异表达基因,筛选到影响花色的基因FLS1,推测花色会影响昆虫对花粉的传播,从而影响异交率。本研究期望有助于解析影响大豆异交率的生物合成通路及明确异交率分子机制。     

关于油菜的物质生产的研究——角果的光合作用、呼吸作用及碳素代谢

在油菜角果整个生育过程中,剪取果穗调查了角果的光合作用和呼吸作用特性。从这些调查结果和角果的含碳量及结实期的气象条件,试验并计算了有关角果碳素代谢等 问题: 1.果实外表光合作用活性,最大是10.5mg CO_2/dm~2表面积/小时。开花后第12～36天前后,大体上维持着这个数值。以后急剧减少(图3)。外表光合作用最适温度是20～25℃左右。 2.果实呼吸作用活性在发育初期高(6.3mgCO_2/g/小时)。随着生育推移而渐渐减少。呼吸作用温度系数(Q_(10))在10～30℃间为2.2。 3.在发育过程中,首先是角果皮发育,以后才是种子的肥大和充实。大部分必需的营养物质,在果皮发育期是由其它器官转运来的;在种子肥大、充实期,主要是由角果自身的光合作用供给的。 4.在全发育过程中,作为角果构成材料及呼吸基质的碳素总量,70％是由角果自身的光合作用供给的;30％是由其它器官转运来的。在角果发育中,由于呼吸而消耗掉碳素总量的39％,剩下的61％做为构成果实的材料。     

茶树叶片响应茶饼病侵染的转录组分析

采用高通量测序技术对被茶饼病病菌侵染的茶树叶片进行转录组测序,筛选得到差异基因359个,其中248个上调表达,111个下调表达。差异基因中有216个获得GO（Gene ontology）数据库功能注释,主要涉及到生物合成过程、催化活性、细胞过程等诸多生理生化过程;KEGG（Kyoto encyclopedia of genes and genomes）数据库富集分析发现,共有106个基因被注释到47个代谢通路中,其中,单萜生物合成、卟啉和叶绿素代谢、核糖体、氮代谢、双萜生物合成、植物病原互作等通路显著富集。有32个差异基因被鉴定为转录因子,分布在16个转录因子家族中。利用实时荧光定量PCR（Real time quantitative PCR,qRT-PCR）验证了随机挑选的差异基因在感病叶片和未感病叶片中的相对表达量,与转录组测序结果的变化趋势一致。结果表明,茶树响应病原菌侵染是一个复杂的过程,大量基因被诱导或抑制表达,与抗病相关的转录因子被大量激活且上调表达。本研究为深入挖掘茶树抗病基因及进一步研究抗病分子机制提供了理论依据。     

不同品种、地区茶叶籽仁含油量及茶叶籽油中脂肪酸组分和含量差异性分析

为了筛选出含油量高且脂肪酸组分丰富的茶树品种,对9个省区49个茶树品种茶叶籽进行研究.结果发现,不同品种茶树茶叶籽含油量范围为16.29％～33.80％.采用气相色谱法测定各个品种茶叶籽油中脂肪酸的组分和含量,共检测出19种脂肪酸,主要为油酸、亚油酸、棕榈酸、硬脂酸和α-亚麻酸,分别占总脂肪酸含量的46.00％～72....     

茶树CsCML16基因的克隆及其低温胁迫下的表达分析

类钙调蛋白CMLs(CaM-like proteins)是植物体内一类重要的钙信号转导蛋白,在抗非生物胁迫中发挥重要作用.以龙井43、福鼎大白茶和黄金芽的一年生茶树扦插苗为材料,通过低温处理(10℃和4℃)分析茶树在低温胁迫下的生理变化;通过克隆茶树类钙调蛋白CsCML16,分析其在低温胁迫下不同抗寒性茶树品种中的表达...     

PEG胁迫对不同椰枣品种耐旱生理的影响

为了评价‘Sewi’‘Helali’‘Khadrawy’3个椰枣品种的耐受干旱胁迫能力,本研究采用不同浓度的聚乙二醇（PEG）进行胁迫处理,探讨不同品种椰枣种子、椰枣幼苗在聚乙二醇胁迫下生长指标和生理指标的变化特征。结果显示：在种子萌发阶段,‘Khadrawy’在高浓度PEG胁迫下种子萌发率最高,‘Sewi’次之;在幼苗期,3个品种在受到15%PEG和25%PEG胁迫时,‘Khadrawy’鲜株重和根长均最大,其耐受渗透胁迫能力最强,叶片中生理指标脯氨酸含量较高,丙二醛含量较低,因此‘Khadrawy’在高浓度PEG胁迫下生长量大,渗透调节能力最强,‘Sewi’耐胁迫能力次之,‘Helali’较差。综上结果,‘Khadrawy’品种可能更适合干旱地区种植,比如海南的乐东、东方、三沙市和三亚等常年干旱少雨地域,盐碱化地域种植,而‘Helali’可能更适合有一定降水量但降水量较少地域种植,比如海南昌江、陵水,云南元江等。     

适制优质条形绿茶的生态经济型品种评价模型构建及应用

我国依据茶树品种农艺性状进行选育的国家级和省级良种已达300多个,但以综合价值为目标的生态经济型品种筛选尚未见报道。以条形绿茶为例,利用德尔菲法和层次分析法（AHP）对24个茶树品种进行综合评价,筛选出适制优质条形绿茶的生态经济型茶树品种。综合专家打分和对其提出的建议进行小组讨论,形成含6个一级指标和19个二级指标的综合评价体系,其中确定指标的两轮德尔菲法专家积极程度分别为82.5%和100%,专家权威程度分别为0.93和0.90,变异系数（CV）分别为0.19和0.16,肯德尔系数（W）分别为0.296（P<0.05）和0.358（P<0.05）。一级指标权重分别为0.364、0.204、0.128、0.108、0.124、0.072;二级指标权重在0.101~0.805（均通过一致性检验）,其中重要性赋值的德尔菲法专家（第三轮）积极程度为100%、专家权威程度为0.91、CV为0.36、W为0.11（P<0.05）。模型综合评价结果表明,龙井长叶、舒茶早、菊花春分别以3.714、3.624、3.581得分位居前三名,是适制优质条形绿茶的生态经济型品种。     

8个杧果品种胶乳挥发性成分及胶乳的灼伤机制初探

以‘台农1号’‘贵妃’‘金煌’‘玉文’‘红象牙’‘四季蜜杧’‘金穗’和‘红杉林’8个杧果品种的胶乳为材料,利用气相色谱–质谱联用技术对其挥发性成分进行测定,用NIST 11标准谱库对测定的质谱数据进行自动检索对照,保留匹配度大于90%的化合物,并对不同杧果品种的胶乳挥发性成分进行差异性分析,旨在为确定杧果胶乳中灼伤果皮的主要挥发性成分提供科学参考,并采用超景深三维显微镜观察果皮灼伤前后变化,为初步探索胶乳灼伤果皮机制提供参考。结果表明：（1）8个杧果品种共鉴定出30种匹配度大于90%的化合物,这些化合物分为萜烯类、酚类、醛类和烷烃类。其中,萜烯类是主要挥发性成分,酚类、醛类和烷烃类占比极少。8个杧果品种胶乳中共有的化合物有α-蒎烯、3-蒈烯、α-水芹烯、4-蒈烯、(R)-(+)-柠檬烯、桧烯、(1R)-(+)-α-蒎烯、萜品油烯、L-石竹烯和2,4-二叔丁基苯酚共10种。其中,3-蒈烯和萜品油烯为8个杧果品种胶乳的主要挥发性成分。（2）根据8个杧果品种胶乳中各挥发性成分的相对含量为数据源进行主成分分析将其分为5类：第一类为‘贵妃’和‘金煌’,第二类为‘台农1号’和‘四季蜜杧’,第三类为‘红象牙’和‘金穗’,第四类为‘玉文’,第五类为‘红杉林’。同一类别杧果品种其胶乳的主要挥发性成分及相对含量相似,不同类别杧果品种其胶乳的主要挥发性成分及相对含量差异较大。（3）杧果胶乳导致果皮皮孔褐变损伤,‘台农1号’接触胶乳的1 h后发生轻微灼伤,贵妃接触胶乳10 min时明显灼伤。研究结果明确了8个杧果品种乳胶中挥发性成分及其在不同品种中相对含量的差异,为揭示不同杧果品种胶乳灼伤果皮机制提供了基础。     

高温胁迫下8个绣球品种的生理生化响应

中国南方地区夏季高温是限制绣球在该地区引种栽植与园林应用的重要因素之一,探讨绣球在高温胁迫下生理生化的响应机理,对绣球在特殊立地条件下的应用有重要参考意义.试验以8个绣球品种为材料,利用人工气候箱模拟高温胁迫44℃/33℃(昼/夜)下9项指标的生理生化指标变化.结果表明,高温胁迫下,8个绣球品种的热害指数呈上升趋势,且...     

茶树CsMDHAR基因的克隆与非生物胁迫响应分析

基于茶树转录组数据,以龙井43茶树cDNA为模板,克隆得到开放阅读框（ORF）长度为1β305βbp,编码434个氨基酸的茶树单脱氢抗坏血酸还原酶基因,命名为CsMDHAR。蛋白序列特征和基因表达模式分析表明,CsMDHAR蛋白含有FAD结合功能域,属于FAD依赖的吡啶核苷酸-硫基氧化还原酶（Pyr-redox-2）家族。该蛋白有两个无序化区域,而且包含有32个磷酸化位点,理论相对分子量为47.21βkDa,pI为5.99,属于亲水性蛋白;CsMDHAR蛋白二级结构以α-螺旋和随机卷曲为主。通过PlantCARE和PLACE对启动子上游调控元件进行分析预测,结果显示,CsMDHAR基因启动子上游1β000βbp中含有多个与光、激素以及植物抗逆有关的顺式作用元件。利用荧光定量PCR方法检测龙井43和迎霜的CsMDHAR、CsAO和CsAPX在4种不同非生物胁迫下的表达水平,结果表明,在低温（4℃）胁迫下,两个茶树品种的CsMDHAR、CsAO和CsAPX的表达均受抑制,且品种间的差异较小;在高温（38℃）和干旱（200βg·L^-1 PEG）胁迫下龙井43中的CsMDHAR表达均上调,分别在8βh和2βh时达到最大值,为对照的1.49倍和1.85倍;盐（200βmmol·L^-1 NaCl）胁迫下,CsAO和CsAPX在两种茶树品种中的表达量变化趋势相似,但变化幅度不同,可能与品种间不同的抗逆性有关。     

4个甘蔗主栽品种对干旱胁迫的生理响应

为探究短期干旱胁迫下甘蔗伸长期的生理响应,本研究以4个栽培推广面积较大的甘蔗品种‘云蔗08-1609’‘粤糖93-159’‘新台糖22号’和‘桂糖42号’为供试材料,采用人工盆栽控水法,设置正常浇水对照（土壤含水量占田间持水量的80%以上）和轻度干旱（50%~60%）、中度干旱（40%~50%）和重度干旱（30%~40%）3个干旱处理,研究不同甘蔗品种在干旱胁迫下抗氧化酶系统、抗坏血酸-谷胱甘肽（AsA-GSH）循环系统、植株受损状况以及脱落酸（ABA）含量的变化规律。结果表明：干旱胁迫导致4个甘蔗品种的SOD、POD、CAT和GR活性显著提高（P<0.05,下同）;AsA、GSH含量随着干旱时间显著上升;除‘云蔗08-1609’的GSSG表现出先升后降的趋势外,其他3个品种的GSSG含量不断上升;‘云蔗08-1609’的GSH/GSSG值不断上升,‘新台糖22号’不断下降,‘粤糖93-159’和‘桂糖42号’表现出先升后降;干旱胁迫造成4个品种的MDA和质膜透性显著增加,叶片相对含水率显著降低;除‘桂糖42号’的ABA含量表现为先上升后下降的趋势外,其他3个品种干旱胁迫下ABA含量表现为升-降-升的趋势。综上表明：干旱胁迫造成4个甘蔗品种的SOD、POD、CAT活性及GR、ABA、AsA、GSH、GSSG含量显著上升。MDA和质膜透性提高,绿叶率和叶片相对含水率下降。本研究发现不同品种甘蔗干旱胁迫下的响应规律各不相同,‘云蔗08-1609’在干旱胁迫下ABA和叶片相对含水率含量最高,SOD、CAT、POD和GR活性在干旱初期响应最快,质膜透性最小。‘新台糖22号’和‘桂糖42号’在AsA-GSH循环中具有较高的AsA、GSH、GSSG含量。‘粤糖93-159’具有较高的POD和CAT活性以及较低的MDA含量。     

铝诱导的茶树根系转录组变化分析

探讨茶树响应铝（Aluminum,Al）的基因调控网络和表达模式,确定一些关键候选基因,为茶树耐Al分子机制研究奠定基础。测定了0、0.2、1、2、4βmmol·L^-1 5个Al³⁺浓度处理7βd的福鼎大白茶根系抗氧化酶活性和Al含量变化,并提取0βmmol·L^-1（R0）、1βmmol·L^-1（R1）和4βmmol·L^-1（R4）3个浓度下的茶树根系总RNA,通过Illumina Hiseq Xten平台进行高通量转录组测序。结果表明,随着Al³⁺浓度的升高,根系POD（Peroxidase,过氧化物酶）活性逐渐下降,APX（Ascorbic acid peroxidase,抗坏血酸过氧化物酶）活性则逐渐升高。SOD（Superoxide dismutase,超氧化物歧化酶）活性在Al³⁺浓度为1βmmol·L^-1时最高,CAT（Catalase,过氧化氢酶）活性在各处理间无显著差异。根系中Al含量随着Al³⁺浓度的升高呈先上升后下降趋势,在Al³⁺浓度为1βmmol·L^-1时达到最高。经筛选得到R1 VS R0,R4 VS R0,R4 VS R1的DEGs（Differentially expressed genes）分别为1β894、2β439个和1β384个,显著上调（下调）的差异表达基因分别有733（1β161）、846（1β593）个和628（756）个。GO富集分析表明,3个处理组在生物学途径中富集最多的类别均为刺激响应。在分子功能和细胞组件方面,R1 VS R0和R4 VS R0富集最多的类别均为核酸结合转录因子活性和细胞外围,R4 VS R1富集最多的类别为氧化还原酶活性相关基因和膜区域。KEGG富集分析表明,R1 VS R0、R4 VS R0、R4 VS R1分别显著富集了29、41条和19条Pathway,它们包括转录因子、转运蛋白、植物-病原菌互作、苯丙烷生物合成途径等,鉴定到多个参与调控活性氧代谢、有机酸或金属转运蛋白、转录因子及细胞壁结构修饰等生理过程的基因在Al诱导后上调或抑制表达,显示这些基因与茶树耐Al分子机制密切相关。