杜仲胶累积与异戊二烯代谢途径相关基因表达关系研究

以15年生杜仲雌雄株在2013年3月~11月期间正在生长的叶片、树皮以及5月~10月期间正在发育的果实为材料,测定了叶片、树皮和果实中的橡胶累积量,同时采用荧光定量qPCR技术,分析了相应时期叶片、树皮和果实中异戊二烯代谢途径中的EuDXR1、EuDXR2、EuDXS1、EuDXS2、EuHMGR、EuIPPS、EuFPS、EuGGPPS 8个基因的表达水平,结果表明:随着叶片、树皮和果实的发育,其含胶量逐渐增加,在6~9月份,雌雄株叶片、树皮和雌株果实的胶增加量进入快速积累阶段,雌雄株叶片分别达到2.13%和1.96%,雌雄株树皮分别达到9.83%和9.02%,果实达到12.6%,随后杜仲胶净积累量下降;到11月份橡胶累积量达到最高,此时,雌雄株叶片的胶含量分别为2.64%和2.41%,雌雄株树皮的胶含量分别为12.6%和12.04%,果实的胶含量为14.1%。检测发现,杜仲叶片、树皮和果实在对应的时期,异戊二烯合成途径的8个基因随着杜仲雌雄株叶片、树皮和果实的生长发育,基因表达量也逐渐增加,尤其以EuIPPS、EuFPS、EuGGPPS基因表达量与相应器官中的胶含量增加量呈极显著(P0.01)正相关关系,而且在同一时期,这3个基因的表达量是叶片最低,树皮其次,果实中最高,与其含胶量的顺序相同。说明,杜仲器官中杜仲胶的积累与橡胶合成前体及橡胶合成起始物合成酶基因表达密切相关。     

基于代谢与转录水平的花榈木萜类合成候选基因分析

【目的】花榈木Ormosia henryi是重要的木本药用植物。研究花榈木萜类次生代谢物积累规律,分析萜类生物合成通路和相关的关键酶基因,对花榈木药用价值的开发具有重要意义。【方法】采用液相色谱-质谱联用技术与高通量转录组学测序,利用生物信息学分析方法从差异代谢产物和表达基因中寻找萜类生物合成的关联酶基因。【结果】代谢组数据中共检测到了15种萜类化合物,其中含有甘草次酸、齐墩果酸和芳樟醇等具有药用活性的物质,多数在叶片中相对含量高于其他组织部位。转录组数据筛选出49个与萜类合成有关的候选基因,分析后发现：甲羟戊酸(MVA)途径中的差异基因在幼叶中表达较高,甲基赤藓糖磷酸酯(MEP)途径的差异基因在老叶中表达较高。根据加权基因共表达网络(WGCNA)分析,发现MYB、WRKY、bHLH和HB-HD-ZIP等转录因子家族在花榈木的萜类合成中起重要作用,并推测了6个可能与萜类物质生物合成有关的转录因子,即HB-HD-ZIP(c64527.graph＿c1)、 GRF(c76195.graph＿c0)、DBB (c66970.graph＿c2)、DBB (c75593.graph＿c0)、HB...     

UV-C处理穿心莲转录组分析及穿心莲内酯合成相关基因挖掘

【目的】对紫外线C（UV-C）处理的穿心莲叶片进行转录组测序分析,挖掘穿心莲内酯合成相关基因,为深入探究穿心莲内酯合成相关基因的调控机制和生物学功能提供理论参考。【方法】选用生长60 d的穿心莲幼苗为材料,经UV-C照射2 h后,利用Illumina HiSeq二代测序平台进行转录组测序,并结合生物信息学软件和实时荧光定量PCR （qRT-PCR）对所得序列进行功能注释和相对表达水平验证,挖掘响应UV-C的穿心莲内酯合成相关基因。【结果】共注释到21545个穿心莲基因,有2137个基因呈显著差异表达模式,其中,1147个基因显著上调表达,990个基因显著下调表达。GO功能注释结果显示,UV-C处理造成了氧化胁迫,线粒体氧化磷酸化电子传递链的NADH脱氢酶基因上调表达。KEGG代谢通路富集结果显示,二萜类物质穿心莲内酯的前体（E,E,E）-香叶基香叶基二磷酸（GGPP）合成途径[甲羟戊酸（MVA）途径和2-C-甲基-D-赤藓糖醇-4-磷酸（MEP）途径]差异表达基因显著富集。转录组测序结果和实时荧光定量PCR（qRT-PCR）检测结果均显示,MVA途径的4种合成酶基因HMGS（CXN00016849）、HMGR（CXN00000058）、MVK（CXN00002900）和MVD（CXN00004398）及GGPP合成关键酶基因FPS的表达量显著上调;MEP途径中,仅DXS（CXN00013302）的表达量显著下调。蛋白互作预测结果显示,2个途径中的差异表达基因编码蛋白之间存在互作,HMGS与CYP71家族成员之间,以及FPS1与UGT71、UGT73和UGT76之间的互作网络丰富。【结论】 UV-C照射调控穿心莲重要生命进程,其中,次生代谢、氧化磷酸化、光合作用等途径基因转录本的相对表达量呈UV-C特异性响应模式。合成穿心莲内酯前体GGPP的细胞质MVA途径基因显著上调表达,推测UV-C诱导穿心莲内酯合成的主要场所为细胞质。穿心莲MVA途径基因及CYP71、UGT71、UGT73和UGT76可作为穿心莲内酯合成途径研究的候选分子靶标。     

基于转录组测序的青蟹寿锦化相关基因分析

【目的】以青蟹寿及其全锦突变体qj为材料,研究多肉植物锦化变异分子机理。【方法】利用分光光度计法、转录组测序(RNA-seq),分别测量其叶绿素、类胡萝卜素含量及其相关基因的表达水平,并筛选差异显著的相关代谢途径。【结果】结果表明,qj的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素的含量显著下降;对青蟹寿及qj叶片转录组测序分别获得44 988 938和37 271 576条Reads,经过滤拼接组装得到45 226条Unigene;所得Unigene的Nr注释分类中有26 999条,Swissport注释有20 279条,KOG注释有16 943条,KEGG注释有10 775条;筛选获得表达差异显著基因共20 305条,涉及130个途径,其中21个途径差异显著。筛选得到的叶绿素合成途径(ko00860)、天线蛋白(ko00196)和光合作用途径(ko00195)的基因表达对比分析,结果表明这3个途径的基因普遍显著下调表达。【结论】初步探索了多肉植物锦化变异的转录组信息,筛选到表达差异显著的基因及途径,为进一步研究多肉植物锦化变异机制提供了基础。     

低温胁迫下枇杷幼果转录组的De novo组装和功能注释

【目的】分析低温胁迫下枇杷幼果的转录组,以探讨幼果冻害的分子基础,为深入鉴定枇杷果实生长发育、抗寒性基因和抗寒蛋白提供资料。【方法】以花后75d的"大五星"枇杷幼果为试材,研究低温胁迫(3℃条件下处理12h)下幼果转录组的De novo组装和功能注释,并对其进行生物学信息分析,探索基因表达差异。【结果】低温胁迫下枇杷幼果通过De novo组装产生116 723条contigs,并应用Illumina高能量测序技术得到64 814条unigenes,其中有42 830条被nr、KEGG、COG、GO注释。此外,组装和注释了4 017个枇杷幼果在低温胁迫下表达的差异基因。【结论】发现在枇杷低温耐性中起重要作用的油菜素甾醇生物合成和磷脂酰肌醇信号系统的基因表达上调。     

雷公藤hmgr基因克隆、序列分析及诱导表达

【目的】克隆雷公藤萜类生物合成途径限速酶HMGR的编码基因,并分析雷公藤叶悬浮细胞中该基因在不同质量浓度壳寡糖诱导下的表达水平,为雷公藤萜类生物碱的生物合成提供理论依据。【方法】根据GenBank中报道的限速酶HMGR的编码基因序列合成简并引物,采用RT-PCR、5′-RACE和3′-RACE方法从雷公藤叶片中获得hmgr基因的cDNA全长序列;用生物信息学方法对限速酶HMGR进行蛋白结构及功能分析;用半定量RT-PCR方法比较hmgr基因在不同质量浓度壳寡糖诱导下的表达差异;用HPLC分析不同质量浓度壳寡糖诱导下雷公藤叶悬浮细胞中3种萜类次生代谢物(内酯醇、吉碱和次碱)的含量。【结果】获得了雷公藤中编码限速酶HMGR的基因全长cDNA序列,该序列开放阅读框长为1 860bp,编码579个氨基酸。生物信息学分析表明,雷公藤hmgr基因编码的蛋白分子质量为61.678ku,等电点为6.98,蛋白质稳定性参数为41.33,为不稳定蛋白质,氨基酸序列包含2个与NADPH结合的位点(DAMGMNM和VGTVGGGT)及2个与HMG-CoA结合的位点(EMPVGYVQIP和TTEG-CLVA)。半定量RT-PCR结果表明,经50mg/L壳寡糖诱导12h的雷公藤叶悬浮细胞中hmgr基因表达最强,且在该诱导条件下细胞中的内酯醇、吉碱和次碱的含量也有不同程度的提高。【结论】雷公藤HMGR蛋白可能为甲羟戊酸(MVA)途径中的限速酶,编码该蛋白的hmgr基因可促进雷公藤萜类物质的合成。     

苹果果实GalDH和GalLDH基因的表达与AsA的关系

 【目的】进一步探明苹果果实是否具有抗坏血酸（AsA）合成的能力。【方法】从‘嘎拉’苹果果实中克隆AsA合成关键酶L-半乳糖脱氢酶（L-galactose dehydrogenase, GalDH）全长cDNA序列,检测它与另一合成酶L-半乳糖-1,4-内酯脱氢酶（L-galactono-1,4-lactone dehydrogenase, GalLDH）在苹果不同组织中的表达及酶活性与AsA含量的关系。【结果】克隆获得的苹果GalDH cDNA含有975 bp的完整开放阅读框,编码一条分子量为34.97kD、含324个氨基酸残基的蛋白质,登录号为GQ131419。在叶片和苹果果实不同组织中,均能检测到GalDH和GalLDH基因mRNA表达和活性,叶片高于果实,幼果高于成熟果,果皮高于果肉。同时,苹果果皮中的AsA含量受光的调控,二者在阳面果皮的表达和活性明显高于阴面果皮,而阳、阴面果肉间无明显差异。不同组织中的AsA含量与GalDH和GalLDH活性均呈显著正相关性。【结论】进一步证明了苹果果实自身具有经L-半乳糖途径合成AsA的能力,且合成可能是苹果果实AsA形成的主要决定因子。     

叶面喷施脱落酸对黄瓜果实品质的影响

【目的】探讨叶面喷施脱落酸(ABA)对黄瓜品质的影响,为外源施用激素ABA调控黄瓜果实品质提供生产指导和理论基础。【方法】以‘川翠13号’黄瓜品种为试验材料,通过叶面喷施不同浓度的ABA(0、50、100、200和400μmol/L),研究其对黄瓜果实的可溶性糖、抗坏血酸以及风味物质反,顺-2,6-壬二烯醛累积的影响。【结果】叶面喷施50～200μmol/L ABA提高了黄瓜果实中可溶性糖和抗坏血酸含量,降低了风味物质的累积。当叶面喷施400μmol/L的ABA时,抗坏血酸含量显著降低。为了进一步分析外源施用ABA影响黄瓜果实品质的机理,对黄瓜果实进行转录组分析,ABA处理叶片后,果实差异表达基因中上调的有94个,下调的有75个,GO基因功能富集分析结果表明,大量差异基因参与转录调控以及大分子的生物合成调控过程,KEGG通路富集分析结果表明差异表达基因主要参与代谢途径和激素信号转导途径,说明外源施用ABA可能通过调控黄瓜果实代谢过程以及激素信号转导过程影响果实的品质。此外,44个转录因子的表达也受到外源ABA的诱导,主要包括bHLH、bZIP、FAR1、MYB以及NAC等转录因子。【结...     

莲藕根状茎膨大过程中淀粉合成相关基因的表达

【目的】通过研究莲藕根状茎膨大过程中基因的表达,挖掘重要的淀粉合成相关基因。【方法】基于转录组测序、数字基因差异表达谱技术以及qRT-PCR方法,研究莲藕（‘美人红’）根状茎膨大过程中淀粉合成相关基因的表达特性。【结果】根状茎膨大始期和中期,淀粉合成缓慢,而膨大后期,淀粉粒明显增大,淀粉含量快速增加。转录组测序结果表明,根状茎膨大过程中34个基因参与了淀粉代谢;差异基因表达谱技术分析显示,LrGBSS、LrSBEI、LrSBEII和 LrSBEIII 4个基因在膨大后期表达量显著增加;qRT-PCR结果进一步证明,上述4个基因与根状茎中淀粉合成密切相关。【结论】莲藕根状茎膨大时淀粉积累主要在膨大后期,LrGBSS、LrSBEI、LrSBEII和 LrSBEIII 4个基因的表达影响莲藕根状茎淀粉的形成。     

骏枣果实成熟过程中果胶和纤维素代谢及其基因表达

【目的】探究制干枣品种骏枣果实在成熟过程中细胞壁物质和相关酶类的动态变化规律,以及相关基因的表达调控机制,为枣果实发育与成熟评价提供依据。【方法】选取制干枣骏枣白熟期至完熟期7个时期的果实样品,测定硬度、含水量、可溶性固形物(TSS)含量、色差、果胶和纤维素含量及多聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶酯酶(PE)、纤维素酶(Cx)活性;根据枣果实转录组测序的基因注释选择15个细胞壁代谢相关基因,用实时荧光定量PCR验证其在各个时期的表达量,并分析骏枣生理指标与基因表达量的相关性。【结果】(1)随着骏枣果实的成熟,其硬度在完熟后期显著降低,果实含水量呈下降趋势,TSS含量线性上升,色差指标在完熟期趋于稳定。(2)果胶和纤维素含量前期无显著变化,但完熟期有所增加,PG活性呈波动状态,PE和Cx活性有所增加。(3)3个PG相关基因表达量在完熟期降至较低水平,3个PE相关基因表达量在脆熟期达到峰值,纤维素及其酶类7个相关基因的表达量在各个时期表现不同,其中β-Glu40在完熟期表达量比其他基因高。【结论】PG及其相关基因与骏枣果实成熟和软化的相关性小,PE相关基因对果实软化具有先导作用,Cx及其相关基因对果实成熟具有联合调控作用。     

4种蝴蝶雄性生殖系统形态学研究

【目的】明确4种蝴蝶雄性生殖系统的形态学结构。【方法】将新鲜标本剪下腹部,在Motic SMZ168-BL型显微镜下观察解剖,用Q Imaging Retiga 2000R(CCD)显微成像系统照相,采用Montage图像叠加软件进行图像处理。【结果】描述了4种蝴蝶的雄性生殖系统,其中外生殖器的差异主要表现在囊形突、钩突、背兜、阳基轭片等上,而内生殖器的主要差异表现在精巢、复射精管、单射精管及附腺上。【结论】4种蝴蝶雄性生殖系统的各部分结构特征存在较大差异。     

两株白粉寄生孢的生物学特性比较

对L9和L3两个白粉寄生孢菌株的生物学特性研究表明,它们的生长适温为10～30℃,其中最适生长温度分别为25℃和20℃;适宜生长的pH为4～10,其中最适pH均为8.有利于L9菌株菌落生长的碳、氮源分别为可溶性淀粉、乳糖和牛肉膏;有利于L3菌株菌落生长的碳、氮源分别为葡萄糖、乳糖和蛋白胨;改良查氏培养基有利于两者菌落的生长.     

不同杀菌剂对3种马铃薯病害病原菌的毒力测定

采用生长速率法测定3种生物农药和3种化学药剂对马铃薯晚疫病菌、早疫病菌和黑痣病菌的室内毒力.结果 表明:100万孢子/g寡雄腐霉WP对晚疫病菌、早疫病菌和黑痣病菌毒力较好,其EC50分别为0.0412 μg/mL、0.0001 μg/mL和0.0520 μg/mL;0.3％四霉素AS对3种马铃薯病害病原菌的EC50分别...     

青稞转录因子HvnANT1基因的克隆与表达分析

为探究HvnANT1基因在青稞粒色形成过程中的基因表达模式,以紫粒青稞‘涅如姆扎’和白粒青稞‘昆仑10号’为试材,利用简化基因组GBS(Genotyping-by-Sequencing)对青稞紫粒进行基因定位,克隆到HvnANT1基因,对其进行生物信息学分析。结果表明：1）在7H染色体的84.30—86.00cM获得1个MYB类转录因子,命名为HvnANT1。2）该基因长1 033bp,其完整开放阅读框为762bp,编码253个氨基酸。HvnANT1蛋白分子量为27.14kU,是亲水性的不稳定碱性蛋白且不存在跨膜结构,无信号肽。该蛋白的二级结构主要是由无规卷曲、α-螺旋、延伸链和β-转角组成,具有2个SANT结构域（分别位于第13—第63个;第66—第114个氨基酸）。3）同源比对与系统进化分析表明：青稞HvnANT1蛋白与大麦、乌拉尔图小麦、高梁、玉米、二型花、小米、水稻、土瓶草、车轴草和杨梅10种植物的ANT1蛋白序列相似性分别为100.00%、88.85%、54.64%、60.95%、60.82%、58.46%、57.61%、37.76%、36.05%和36.33%;这些序列都具...     

扩展莫尼茨绦虫丝氨酸蛋白酶抑制剂基因serpin部分片段克隆及不同体节mRNA转录水平分析

旨在初步了解丝氨酸蛋白酶抑制剂基因在扩展莫尼茨绦虫生长发育中的作用。采用分子克隆获得扩展莫尼茨绦虫丝氨酸蛋白酶抑制剂serpin基因部分片段,应用MEGA软件对其进行进化分析。同时以beta-Tubulin基因作为内参基因,采用SYBR Green real-time RT-PCR技术检测该基因在扩展莫尼茨绦虫4个不同发育阶段即头节、幼节、成节、孕节中的表达差异,最终克隆获得749bp的serpin基因片段。进化分析表明,扩展莫尼茨绦虫serpin基因与多方棘球蚴serpin基因有较近的亲缘关系。标准曲线分析显示,serpin和beta-Tubulin基因的Ct值与阳性质粒的浓度均呈良好的线性关系,相关系数均大于0.99,熔解曲线分析表明,产物为特异的单峰,具有较高的特异性。同时试验结果显示,serpin基因在虫体各发育阶段中的表达丰度存在差异,从高到低依次为孕节、头节、成节、幼节。由此初步推测,此基因可能在扩展莫尼茨绦虫虫卵发育为六钩蚴的过程中发挥一定作用。     

摘除眼柄与注射眼柄粗提物对凡纳滨对虾性腺发育相关基因表达的影响

利用荧光定量PCR技术,检测了眼柄粗提物对凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)性腺发育相关基因(DMC1、VASA和VTG)表达的影响,探讨性腺抑制激素(GIH)在性腺发育过程中的调控机制,结果表明:DMC1和VASA只在凡纳滨对虾精巢和卵巢中表达;摘除眼柄后,精巢和卵巢中DMC1表达量均显著性降低(P0.05),而注射眼柄粗提物后精巢和卵巢中DMC1表达显著增高(P0.05);相反,摘除眼柄后,精巢和卵巢中VASA以及卵巢中VTG基因表达量显著增高,但注射眼柄粗提物后性腺中的VASA和卵巢中的VTG表达量显著降低。结果表明眼柄粗提物通过影响生殖相关基因的表达影响凡纳滨对虾的性腺发育。     

新疆南疆部分地区3种璃眼蜱的分子生物学鉴定

旨在对新疆南疆部分地区璃眼蜱属的蜱进行分子生物学鉴定,了解其分布情况。采集新疆南疆部分地区蜱,通过形态学鉴定将璃眼蜱属蜱作为样本,通过12SrDNA和16SrDNA基因扩增、测序及序列分析进行蜱种类鉴定。13个采样点共559只璃眼蜱属蜱,鉴定为3种,分别为小亚璃眼蜱、亚洲璃眼蜱和残缘璃眼蜱。     

两种药用植物残渣堆肥浸提液对黄瓜3种病害防治效果

通过室内孢子萌发试验和盆栽试验测定了药用植物砂地柏和马齿苋残渣堆肥浸提液对黄瓜灰霉病、霜霉病和炭疽病的活性.孢子萌发试验结果表明,马齿苋残渣堆肥浸提液对黄瓜灰霉病菌和炭疽病菌孢子萌发具有显著的抑制作用,抑制率分别达到78.69%和60.28%,对黄瓜霜霉病菌孢子萌发的抑制效果较差;砂地柏残渣堆肥浸提液对黄瓜炭疽病菌孢子萌发具有显著抑制作用,抑制率达到59.75%,对其他两种病原菌孢子萌发的抑制效果较差.盆栽试验结果表明,两种药用植物残渣堆肥浸提液对黄瓜3种病害的防治效果随浸提液含量的增加而增大,当使用浸提液原液时,砂地柏残渣堆肥浸提液和马齿苋残渣堆肥浸提液对黄瓜灰霉病的防治效果最好,保护和治疗效果分别为66.30%、61.02%和78.72%、76.75%,其次为黄瓜霜霉病,对黄瓜炭疽病的防治效果较差.     

岚皋魔芋软腐病病原细菌生物多样性研究

【目的】研究岚皋魔芋软腐病病原细菌生物多样性。【方法】采用组织分离法分离纯化魔芋软腐病球茎及叶柄中的致病菌,通过魔芋球茎、胡萝卜及马铃薯块的侵染试验初步确定其致病性,再利用魔芋球茎侵染致病及盆栽致病性试验确认其致病性;经菌落与细胞形态、生理生化特性及16SrRNA序列测定确定病原菌的类型。【结果】从魔芋软腐病球茎及叶柄中共分离获得16株细菌,侵染试验表明,其中CDS1-B1、CDS1-B2、CDS2-B1、CDS2-B2、CZS-B4和CZS-B6共6株细菌可使魔芋球茎表现软腐症状,并导致盆栽魔芋发病;6株细菌的菌落与细胞形态均存在差异;在魔芋、胡萝卜及马铃薯块上的侵染能力不同;16SrRNA序列分析表明,菌株CDS1-B1、CDS1-B2、CDS2-B1及CDS2-B2均与菊欧氏杆菌(Erwinia chrysanthemi)亲缘关系最近,菌株CZS-B4与菊欧文氏菌(Dickeya dadantii)亲缘关系最近,相似度为98.8%,菌株CZS-B6与菊果胶杆菌(Pectobacterium chrysanthemi)的相似度达99.9%。【结论】导致岚皋县魔芋软腐病的致病细菌存在生物多样性,其致病性也存在差异,其中新发现的魔芋软腐病原菌菊果胶杆菌(Pecto-bacterium chrysanthemi)致病性最强,菊欧氏杆菌(Erwinia chrysanthemi)和菊欧文氏菌(Dickeya dadantii)致病性较弱。     

瑞香狼毒对菜粉蝶生物活性的研究

采用叶蝶法、夹毒法和点滴法，测定了瑞香狼毒（Stellera chamaejasme L.)提取物对菜粉蝶（Pieris rapae L.)的生物活性。结果表明，这些提取物对菜粉蝶5龄幼虫具有很强的拒食、胃毒、生长抑制作用，但是其触杀作用较差。根乙醇粗提物（简称SCEE）对菜粉蝶5龄幼虫24h的AFC50（拒食中浓度）为381.28μg/mL；胃毒作用的LD50（致死中量）为22．42μg/头；其浓度为500μg/mL时，处理2d后幼虫的体重为49．38mg,7d后的校正死亡率为100％。氯仿萃取物浓度为300μg/mL时，处理24h后，对菜粉蝶5龄幼虫的拒食率分别为93．58％，7d后幼虫的死亡率为82．76％。当瑞香亭、伞形花内酯与狼毒色原酮的浓度为500μg/mL时，处理24h后，它们对菜粉蝶5龄幼虫的拒食率分别为80．45％、83．79％和70．03％，7d后幼虫的死亡率分别为75．87％、79．31％和65．52％。SCEE对菜粉蝶5龄幼虫触杀作用LD50的值为52．48μg/头。