茶树CsIDM的鉴定、表达分析及互作验证

以不同茶树（Camellia sinensis）基因组为参考,通过序列同源性分析,在‘龙井43’中鉴定并克隆到3个CsIDM基因。CsIDM1属于组蛋白乙酰转移酶家族,具有典型的HAT保守结构域,定位于细胞核中。CsIDM2、CsIDM3均属于热激蛋白家族,具有典型的ACD保守结构域,均定位于细胞核、细胞膜及细胞质中。CsIDM启动子区域含有多种响应环境信号的顺式作用元件,主要为光响应、植物激素响应、胁迫响应和植物生长发育相关。CsIDM在花蕾、腋芽、茎中表达量较高,在盛花组织中较低。在干旱、高温及生物胁迫下,CsIDM均出现不同程度的差异表达。茶树越冬芽休眠形成与解除过程中,CsIDM1的表达丰度在休眠形成、深休眠和休眠解除3个阶段存在高—低—高的表达模式。通过双分子荧光互补试验证实,CsIDM2和CsIDM3之间可形成异源二聚体;CsIDM2与Cs MBD5、CsIDM3与CsMBD16存在相互作用。综上所述,CsIDM在茶树的胁迫应答和芽休眠解除中发挥作用,可能通过形成蛋白复合体参与甲基化调控。     

苹果细胞分裂素响应因子基因MdCRF4的分离与功能鉴定

以‘嘎拉’苹果(Malus × domestica‘Royal Gala’)为研究材料,利用同源克隆和PCR技术,分离了苹果细胞分裂素响应因子(cytokinin response factor)基因MdCRF4。该基因开放阅读框(ORF)为1077 bp,编码含有358个氨基酸的蛋白。保守结构域和系统进化树分析显示,MdCRF4蛋白包含一个保守的CRF结构域和一个保守的AP2/ERF结构域,与梨PbCRF4同源性最高。基因表达分析显示,该基因主要在苹果根和叶中表达并且响应细胞分裂素。EMSA试验显示MdCRF4原核表达蛋白能够绑定DRE(ACCGAC)序列。在‘王林’苹果愈伤组织中超表达MdCRF4,其花青苷积累显著增加,表明MdCRF4在调控花青苷积累中发挥重要作用。     

‘红阳’猕猴桃全基因组AP2/EREBP转录因子生物信息学分析

【目的】分析‘红阳’猕猴桃全基因组AP2/EREBP转录因子家族。【方法】利用Kiwifruit Genome Database、EMBI、TAIR、SMART、Pfam、MEME、Protparam、SOPM、SWISS-MODEL、Signal P4.1 Sever网站,和Clustal X2、Bio Edit、MEGA6.0、Map Inspect、MEV软件,分析‘红阳’猕猴桃AP2/EREBP转录因子类型、结构域、系谱进化、蛋白理化性质及高级结构、信号肽分析、基因定位、序列元件和基因表达模式。【结果】‘红阳’猕猴桃全基因组中有204条AP2/EREBP转录因子,根据其结构域划分为4个亚家族。进行多序列比对和系谱进化分析,发现2个亚家族各分为6个亚组。生物信息学分析表明,204条蛋白氨基酸序列高级结构与拟南芥AP2/EREBP转录因子相似性较高。其中存在2条分泌型蛋白。基因定位表明,该家族基因在10号染色体无定位;有染色存在串联复制现象。同源拟南芥基因表达模式分析表明,AP2/EREBP转录因子对外界胁迫有显著性表达。【结论】利用生物信息学方法获得204条猕猴桃AP2/EREBP家族转录因子,并与拟南芥AP2/EREBP转录因子进行系谱进化、结构域、基因定位和同源表达等分析,结果表明猕猴桃AP2/EREBP转录因子在进化过程中比较保守,并参与了植物发育和胁迫应答调控。     

茶树TCP家族的全基因组鉴定及其表达分析

以拟南芥TCP蛋白序列和TCP蛋白保守结构域种子文件(Pfam:03634)检索‘舒茶早’茶树(Camellia sinensis L.)基因组数据库,对茶树TCP基因(CsTCP)进行鉴定,共得到37个基因,分别编码150～607个氨基酸。蛋白质分子量介于16.8～67.6 kD,等电点介于5.10～10.52,内含子数为0～5,其中35个Cs TCP定位于细胞核,1个定位于叶绿体,1个在细胞核和叶绿体都有定位。系统发育分析显示,37个CsTCP中,21个属于PCF亚家族,11个属于CIN亚家族,5个属于CYC/TB1亚家族,表明Cs TCP家族成员间出现了功能分化。保守基序分析发现,Cs TCP蛋白序列中至少存在20个保守基序,同源关系较近的Cs TCP成员常具有相似的保守基序构成。亚细胞定位结果显示,Cs TCP32定位于细胞核,CsTCP24在细胞核和细胞质都有定位,表明CsTCP蛋白具有转录因子的核定位特征。启动子元件分析发现,Cs TCP基因启动子区富含干旱、盐、低温和病原菌侵染胁迫响应元件。基于转录组数据以及半定量和定量PCR分析结果显示,CsTCP基因家族成员在茶树不同组织和胁迫处理后存在差异表达。其中,CsTCP14主要在茎和花中表达,CsTCP32主要在芽和叶中表达;CsTCP19、CsTCP20、CsTCP12和CsTCP32分别在高盐、低温和MeJA处理后上调表达,CsTCP18和CsTCP30在低温和MeJA处理后下调表达。     

蝴蝶兰AP2/ERF家族基因的克隆及在低温下表达特性分析

用RT-PCR方法从‘大辣椒’蝴蝶兰叶片中克隆得到4个AP2/ERF家族基因，命名为PhAP2/ERF1 ~ PhAP2/ERF4。蛋白结构域和序列比对发现PhAP2/ERF1 ~ PhAP2/ERF4均含有1个AP2结构域， PhAP2/ERF2还含有1个B3结构域。进化树分析表明4个蛋白与兰科AP2/ERF家族成员亲缘关系最近，PhAP2/ERF1属于AP2/ERF家族DREB亚家族中的A1类，PhAP2/ERF2属于RAV亚家族，PhAP2/ERF3属于ERF亚家族的B4类，PhAP2/ERF4属于DREB亚家族中的A2类。用实时荧光定量PCR方法检测低温驯化和低温胁迫条件下PhAP2/ERF1 ~ PhAP2/ERF4在‘大辣椒’和‘富乐夕阳’蝴蝶兰叶片中的表达特性，结果表明：4个基因在‘大辣椒’叶片中的表达趋势一致，表达量在低温胁迫早期达到最高，在胁迫中晚期有所下降；而4个基因在‘富乐夕阳’叶片中的表达趋势有较大差异，PhAP2/ERF1和PhAP2/ERF2的表达在低温处理整个过程中没有被诱导或仅有较小幅度增加，PhAP2/ERF3对低温的响应时间显著晚于‘大辣椒’，PhAP2/ERF4的表达趋势与‘大辣椒’差异较小。蝴蝶兰AP2/ERF在抗冷品种‘大辣椒’和不抗冷品种‘富乐夕阳’叶片中的表达差异暗示AP2/ERF基因家族在蝴蝶兰低温胁迫响应中起重要调控作用。     

苹果成花抑制蛋白SVP基因的克隆、表达及启动子活性分析

以‘长富2号’苹果短枝顶芽为材料,采用同源重组法克隆得到成花抑制蛋白SHORT VEGETATIVE PHASE(SVP)家族的1个关键基因MdMADS50,开放阅读框(ORF)长度为675 bp,编码224个氨基酸。序列分析发现,该基因含有1个保守的MADS-box结构域和1个K-box结构域,属于MIKC型。氨基酸多重序列比对和系统进化分析表明,MdMADS50蛋白序列与苹果MdSVP具有较高的同源性。qRT-PCR分析结果表明,MdMADS50具有组织表达特异性,在苹果芽和叶中表达量较高。外源GA_3处理促进了MdMADS50的表达,且在难成花品种‘长富2号’苹果芽中的表达量显著高于其他苹果品种。另外,GUS活性检测结果表明MdMADS50基因启动子具有启动活性,且受外源GA_3诱导后活性增强。综上,研究表明MdMADS50可能响应GA_3处理对苹果成花诱导发挥抑制作用,并介导赤霉素信号参与苹果花芽孕育的调控。     

茶树细胞周期蛋白依赖激酶（CsCDK）基因cDNA全长克隆与分析

 采用SMART-RACE-PCR技术获得了茶树细胞周期蛋白依赖激酶基因（CsCDK1）的全长cDNA序列,并进行了相关的生物信息学分析。采用实时定量PCR研究了该基因在茶树越冬芽休眠到萌发后不同阶段的表达模式。克隆到茶树CsCDK1 cDNA序列1 245 bp（GenBank登录号JF449383）,其开放阅读框长924 bp,编码307个氨基酸,预测分子量为34.52 kD,具有CDKs家族典型的保守结构域和空间结构,属于B型CDK家族。系统进化分析表明,CsCDK1氨基酸序列与猕猴桃的CDK亲缘关系最近,达到96%,与其它植物的CDK序列相似性亦在80%以上。该基因在茶树越冬芽休眠期的表达量低于恢复生长期,在萌发期表达量最高。说明该基因与茶树越冬芽休眠的解除关系密切。     

柑橘TCP家族生物信息学及表达谱分析

【目的】分析柑橘TCP蛋白家族成员的序列特征和系统进化关系,探究TCP家族成员在柑橘果实发育中的功能。【方法】通过生物信息学方法分析柑橘基因组中TCP家族成员的结构、染色体位置和系统进化关系。以‘兴锦101’(WT)及其晚熟芽变(MT)为试材,利用TA方法克隆柑橘TCP家族2个成员Cs TCP1和Cs TCP3,通过q RT-PCR测定TCP家族成员在‘兴锦101’及其晚熟芽变果实不同发育时期的相对表达量。【结果】克隆的2个基因Cs TCP1和Cs TCP3与原序列比对结果相似性达到100%;柑橘全基因组共编码20个TCP转录因子成员,分布在7条染色体上,都含有非典型的BHLH结构域,系统进化关系结果将Cs TCPs分为2个亚家族:Class I和Class II;多数基因结构简单,没有内含子;同时,定量结果表明Cs TCP基因在不同组织中的相对表达量存在差异,且被聚为2类;此外,在‘兴锦101’及其晚熟芽变果实不同发育时期中同样差异表达,多数基因相对表达量在花后215 d达到峰值,且在该时期2者间差异较显著。【结论】获得20个柑橘TCP家族成员基因,表达量分析显示TCP家族成员基因可能在柑橘的生长发育过程中起到重要的作用,为今后柑橘育种工作奠定了一定的理论基础。     

茶树DHAR酶基因的克隆与非生物胁迫响应分析

利用RT-PCR技术从茶树‘龙井43’cDNA中克隆得到1个编码茶树脱氢抗坏血酸还原酶基因CsDHAR，该基因全长639 bp，编码212个氨基酸，属于谷胱甘肽转移酶（GST）超级家族成员，具较高保守性。系统进化分析结果表明CsDHAR蛋白与拟南芥DHAR1、DHAR2进化关系近，在不同物种间，与毛果杨、胡杨等植物亲缘关系较近；理化性质分析表明CsDHAR属于亲水性蛋白；结构分析表明CsDHAR蛋白具典型功能结构域，三级结构主要由α–螺旋和不规则卷曲构成。荧光定量PCR分析显示，CsDHAR在茶树叶片不同发育阶段表达量差异不显著；对‘龙井43’与‘安吉白茶’中CsDHAR进行荧光定量PCR分析，‘龙井43’在低温、高温处理4 h表达量最高、干旱和高盐处理24 h表达量最高；‘安吉白茶’在高温、高盐处理4 h表达量最高，干旱处理2 h表达量最高。不同逆境胁迫下CsDHAR均被诱导表达，表明该基因参与茶树响应逆境胁迫调节过程。     

苹果MdTOPP13/28在腋芽萌发中的表达分析

利用苹果全基因组数据,对苹果TOPP基因家族进行鉴定和生物学分析。结果表明：苹果TOPP基因家族共44个成员,分布于15条染色体上;系统进化树分析表明,苹果、桃和拟南芥TOPP高度同源;苹果TOPP基因结构中含1～2个外显子和0～20个内含子,以及10个保守基序;启动子顺式作用元件分析表明,苹果TOPP基因家族成员不仅受到光、热等环境影响,还受多种激素综合调控;基因芯片表达谱分析结果表明该基因家族在不同组织中均有表达。分析外源细胞分裂素（6-BA和TDZ）诱导苹果腋芽萌发的转录组数据,锁定了与其相关的候选基因MdTOPP13和MdTOPP28;克隆其序列并进行比对,两者表现出高同源性。以苹果砧木品种‘SH40’腋芽为材料,实时定量PCR分析表明,外源6-BA和TDZ处理后上调了MdTOPP13和MdTOPP28在腋芽中的表达量。综上可知,MdTOPP13和MdTOPP28在介导细胞分裂素调控腋芽萌发过程中可能发挥着重要作用。     

不同需冷量桃休眠相关DAM基因表达特性及激素调控的响应分析

以"南山甜桃"(需冷量200 h)、"瑞光51号"(需冷量400 h)和"春美"(需冷量600 h)为试材,从大量落叶期开始至花芽萌动期间,约每15 d采样一次,RT-PCR分析DAM基因在不同冷量积累时期花芽中的表达量,PLC-MS-MS测定相同时期吲哚乙酸(IAA)、脱落酸(ABA)和玉米素(ZT)含量变化,以期了解不同需冷量桃休眠过程中DAM基因的表达特性及激素的调控机理。结果表明:DAM基因在不同需冷量桃休眠过程中的表达趋势一致,随着休眠的深入,"春美"中DAM基因的表达水平呈先升后降趋势;"南山甜桃"和"瑞光51号"在进入休眠期以后DAM基因表达水平急剧下降,与低温积累量呈负相关。"春美"中DAM基因表达量明显高于"瑞光51号"和"南山甜桃"。"春美"中DAM基因表达水平比"南山甜桃"和"瑞光51号"开始下调约晚30 d,但"瑞光51号"和"南山甜桃"中DAM基因下调的时间一致。IAA、ZT在不同需冷量桃休眠过程中的含量变化差异不显著,ABA含量变化差异显著,可能在休眠解除过程中起重要调控作用。     

Abscisic acid relationships in dormancy of apple buds

When potted, dormant, leafless seedling of ‘Antonovka’ apple were held for 15 weeks at 4 or 24°C, the patterns of change for abscisic acid (ABA) in buds were similar. At both temperatures, ABA concentration had decreased to a low level by 6 weeks and remained at a fairly low level until Week 12. The ABA concentration showed a tendency to rise in both treatments by Week 15.When excised axillary buds of ‘Northern Spy’ seedings were placed on 10^?4 M ABA medium immediately after excision, their growth was inhibited substantially depending on the length of exposure to ABA. When similar axillary buds were first allowed to begin growth on ABA-free medium, and then subsequently transferred to 10^?4 M ABA medium, no inhibition of growth occurred, even though these buds contained about twice as much ABA as did the buds placed directly on ABA medium prior to the beginning of growth.Thus, growing buds responded much less to exogenous applications of ABA than did non-growing buds. Diminishing of bud reaction to ABA responded to emergence from dormancy after 18 weeks of chilling.     

The influence of fruiting on the bud sprouting and flower induction responses to chilling in Citrus

Summary

The effect of chilling temperatures on bud sprouting and flower formation was compared on fruiting and non-fruiting ‘Owari’ satsuma mandarin (Citrus unshiu Marc) trees. On non-fruiting trees, bud dormancy was weak, and a significant proportion of buds were able to sprout at high temperatures without being chilled. Separate effects of low temperatures on bud sprouting and flower induction were demonstrated. On fruiting trees these two effects of low temperatures were also demonstrated on summer-flush buds, but not on older (spring-flush) buds. The spring-flush buds from fruiting trees scarcely sprouted without being chilled. These buds required a longer chilling period for dormancy release than for flower induction, and it was not possible to separate the effect of low temperature on flower induction from the effect on dormancy release. The presence of fruit reduced flower formation by reducing bud sprouting. Furthermore, fruit had a direct inhibitive effect on vernalization which resulted in increased formation of vegetative shoots. The effect of fruit and low temperature on flowering was unrelated to carbohydrate accumulation in the leaves or the roots.     

油桃开花时间调控基因在花芽休眠过程中的表达分析

对拟南芥中21个调控开花时间的基因进行NCBI blast比对后找到桃中所对应的同源基因,以拟南芥的突变体表型及基因注释功能为依据分为促进开花和抑制开花两类。以7年生‘曙光’油桃花芽为试材,利用水培法测定萌芽率,界定休眠分为诱导期、自然休眠期和休眠解除期3个阶段。研究结果表明诱导期和自然休眠期内花芽单芽质量上升平缓,休眠解除后突然升高到0.12 g,翌年2月9日达到0.15 g;而花芽含水量从诱导期开始缓慢下降,在休眠解除时达到最低水平（39%）,之后平稳上升到53%。聚类分析发现,两类基因对开花的影响与其在休眠进程中的表达趋势不存在必然的相关性。利用荧光定量PCR（RT-PCR）技术测定目的基因在休眠过程中的表达特性,发现在休眠进程（自然休眠和休眠解除期）中PpFT-like和PpCO-like表达量逐渐升高,推测其可能与需冷量积累相关。PpDDL-like、PpCCT-like、PpELF8-like、PpAMP1-like、PpHUA2-like和PpHUB1-like表达量先升高后降低,在休眠解除时达到最高水平之后随休眠解除下降,与花芽休眠解除进程一致,推测其可能参与调控花芽休眠解除过程。     

苹果全基因组PIN成员鉴定及MdPIN15的克隆和在腋芽萌发中的表达分析

从苹果金冠基因组中鉴定得到18个生长素输出载体蛋白PIN-formed(PIN),对其进行理化特性、基因结构、系统进化和启动子元件分析。结果表明,MdPIN基因家族中,含有1~14个外显子,0~13个内含子;MdPIN蛋白的保守基序数量在3~10。苹果PIN和拟南芥PIN等蛋白高度同源,且根据其进化树分为G1、G2和G3亚组;18个MdPIN在不同基因型苹果的不同器官中表达具有明显差异。以‘长富2号’为材料,从其腋芽中克隆得到一个候选基因MdPIN15,其开放阅读框为1869 bp,编码622个氨基酸。实时定量PCR表明,MdPIN15在梢尖部位表达量最高,其次是腋芽,在花芽中表达量最低;,外源GR24和Lovastatin(LVS)处理降低MdPIN15的表达量;6-BA和去茎尖处理提高了MdPIN15的表达量。MdPIN15在介导细胞分裂素(CK)、生长素(IAA)和独脚金内酯(SL)等激素调控腋芽萌发有重要作用。     

Temperature effects on dormancy,bud break and spear growth in asparagus (Asparagus officinalis L.)

Summary

The effects of the length of chilling, chilling temperature and growing temperature on dormancy of asparagus crown buds and subsequent rates of spear growth were examined. The results showed that prior chilling enhanced bud break at low growing temperatures and stimulated the growth of spears.Thus, chilling should facilitate commercial production by hastening bud break and spear growth rates at lower temperatures. If sufficient chilling was given, the minimum temperature for rapid bud break was approx. 12.5°C for ‘Rutgers Beacon’ and ‘Jersey Giant’, and around 10°C for ‘UC 157’ and ‘Apollo’. The optimum chilling temperature appeared to be closer to 5°C than to 10°C or 2°C for ‘Rutgers Beacon’ plants grown at 12.5°C. Increasing the growing temperature had a significant effect on the relative spear growth rate (RSGR) in all cultivars. Prior chilling had no effect on the RSGR for ‘Dariana’ and ‘Apollo’; but, for ‘UC 157’, chilling plants at 5°C for 5 or 10 weeks increased growth rates at 12.5°C and at 20°C. These results demonstrate that release of bud dormancy and spear growth rates depended not only on the growing temperature, but also, at least in some cultivars at some temperatures, on the duration and temperature of chilling during the previous Winter.     

魔芋组培快繁的影响因素

以万源花魔芋顶芽、球茎为外植体,比较不同激素浓度配比对外植体培养的影响,并进一步诱导试管微型芋。结果表明：顶芽是魔芋组培快繁的最佳外植体,腋芽产生频率高、速度快,较球茎分化不定芽的时间提早60 d左右|腋芽分化适宜培养基是MS + BA 2.4 mg?L-1 + NAA 0.1 mg?L-1,腋芽分化率90%|在增殖培养基中腋芽增殖系数达3.58|腋芽在MS + BA 0.5 mg?L-1 + NAA 0.01 mg?L-1 + 蔗糖50 g?L-1培养基中诱导形成微型芋,培养60 d的诱导率达90.9%。     

Root formation,bud growth and survival of ornamental shrubs propagated by cuttings on different planting dates

Summary

Semi-hardwood cuttings of Cornus alba ‘Sibirica’, Deutzia ‘Mont Rose’, Forsythia × intermedia ‘Lynwood’, Ligustrum vulgare ‘Liga’, Philadelphus × virginalis, Potentilla fruticosa ‘Goldfinger’, and Spiraea × vanhouttei were planted on seven dates from July to October in two years and at three locations to investigate the effect of planting date on root formation, axillary bud growth, and plant survival. Cuttings were planted directly in the field and covered with polyethylene. Generally, root formation, bud growth, and plant survival were similar both years and at the three locations. All species except Deutzia had relatively constant rooting percentages at planting dates until mid August. For all species rooting percentages declined from mid August to October. Except for Deutzia, plant survival the following spring was constant or decreasing with planting date. For all species except Potentilla axillary bud growth and survival of cuttings planted in late September or October tended to increase while rooting percentages continued to decrease. In all species there was a close relationship between axillary bud growth and survival. Results revealed that many roots per cutting accelerated axillary bud growth.