苹果光敏色素作用因子基因PIF 的克隆和分析

 以短枝型苹果（Malus domestica Borkh.）为试材,采用RT-PCR结合RACE技术,克隆获得一个光敏色素作用因子（PIF）基因,命名为MdPIF。该基因编码区共2 142 bp,推测其编码713个氨基酸。氨基酸序列分析显示,在其C端具有保守氨基酸结构域bHLH,N端具有光敏色素结合域APB,与其它植物光敏色素结合因子有很高的同源性。实时荧光定量PCR分析表明,在花后20 ~ 110 d,MdPIF在短枝型和非短枝型苹果枝条均能表达,同一生长时期,短枝型苹果枝条的表达量显著低于非短枝型,说明苹果短枝性状可能与MdPIF的差异表达有关。MdPIF在叶片、枝条、花瓣、果实和芽中均能表达,在不同器官中的表达量存在明显差异,在枝条中相对表达量最高,推测其可能主要调控苹果枝条的伸长。     

梨贝壳杉烯酸氧化酶基因PcKAO1 的克隆与表达分析

 以梨矮化砧木‘中矮1 号’新梢叶片为试材,根据苹果基因组中相关序列信息设计特异引 物,通过RT-PCR 的方法克隆了梨赤霉素合成过程中关键酶--贝壳杉烯酸氧化酶（KAO）基因的编码 框全长序列。该序列全长1 568 bp,开放阅读框（ORF）编码503 个氨基酸,相对分子量为57.59 kD,等 电点为9.47,氨基酸序列与其它物种已知的KAO 序列具有53.14% ~ 98.61%的相似性,且具有细胞色素 P450 家族蛋白典型的功能结构域和跨膜结构域,将该基因命名为PcKAO1,GenBank 登录号为 KC153027.1。用同样的方法克隆了对照梨品种‘早酥’（乔化）和‘锦香’（半矮化）的PcKAO1 基因, 通过比对分析发现3 个品种的PcKAO1 基因间仅有个别碱基差异,其编码的蛋白序列完全一致。RT-PCR 半定量分析表明：PcKAO1 基因在‘中矮1 号’各个检测的器官组织中均有表达,其中以种子和子房中的 表达量最高;在3 个品种的新梢叶片中,除新梢生长初期（5 月10 日）之外,其他时期矮化砧木‘中矮 1 号’均低于乔化和半矮化的对照品种‘早酥’和‘锦香’,而在这些时期‘中矮1 号’新梢生长逐渐减 缓乃至停长。     

短枝型苹果新品种‘龙富’

 ‘龙富’苹果是从‘长富2’选出的短枝型芽变新品种,节间长度介于‘长富2’和短枝型‘烟 富6’之间,树冠比较紧凑,不会因旺长而造成果园郁闭;果实近圆形或长圆形,平均单果质量222.34 g, 果实整齐度高,着色速度快,脱袋7 ~ 9 d 着全红色,优质果率90%以上;果肉白色,肉质细嫩,香味浓 郁,含可溶性固形物16.1%,品质优。盛果期产量为108.8 t · hm-2,抗性与‘长富2’相近。     

菊花叶绿素a/b结合蛋白基因CmLhcb1及其启动子的克隆和表达分析

 以切花菊品种‘公子’cDNA为模板克隆出叶绿素a/b结合蛋白同源基因cab,其开放阅读框为798 bp,编码266个氨基酸。经多物种间比对分析,确认其属于cab基因家族的Lhcb1类,命名为CmLhcb1。同源克隆菊花品种‘清露’Lhcb1基因,氨基酸序列与‘公子’完全相同。CmLhcb1在叶片中的表达量比在茎、花和根中高,弱光和GA₃处理使CmLhcb1表达上调,多效唑处理后CmLhcb1表达量受到抑制。CmLhcb1的表达受昼夜节律调节,白天表达量显著高于夜间。通过high-efficiency TAIL-PCR（hiTAIL-PCR）方法克隆到‘公子’切花菊CmLhcb1起始密码子上游序列715 bp和‘清露’起始密码子上游序列716 bp,序列经PLACE数据库的比对分析,发现有很多与非生物和生物胁迫相关的元件,主要与光照、GA、ABA、水分、水杨酸和病毒相关,CmLhcb1启动子是光诱导型启动子,具有GT1-box和Z-box。     

苹果NBS-LRR1 基因的鉴定与表达分析

 NBS-LRR 蛋白是植物细胞内普遍存在的主要抗性蛋白家族,该家族的蛋白包含有NBS 结构域和LRR 结构基序,在植物抵御各种病原物的侵袭中发挥重要作用。从‘嘎啦’苹果中鉴定了一个NBS-LRR 类基因,命名为MdNBS-LRR1,（GenBank 登录号：JX126858）。该基因全长为3 116 bp,包含一个2 826 bp 的开放读码框,编码包含941 个氨基酸残基的蛋白质;其氨基酸序列含有典型的NBS-LRR类抗病基因所具有的NB-ARC 结构域。Blast 分析发现MdNBS-LRR1 与大豆NBS-LRR 类抗性蛋白具有较高的氨基酸序列一致性（60%）。RT-PCR 分析结果表明,MdNBS-LRR1 在‘嘎啦’苹果的幼叶、茎、功能叶、芽、皮和花等组织中均有表达,在幼叶中的表达量最高,茎中最低。苹果轮纹病病原菌侵染可促进MdNBS-LRR1 基因表达上调,接种后24 d 表达量最高,是对照的10.6 倍左右,另外,在‘嘎啦’苹果幼苗叶片中,SA、MeJA 和ACC 均可诱导该基因的表达,表明MdNBS-LRR1 基因的表达受到与抗病相关信号转导途径的调控。     

红肉苹果冷信号基因MdICE1的表达及其蛋白与MdMYB的互作

根据拟南芥AtICE1蛋白序列在苹果基因组中Blast比对得到苹果同源蛋白序列,利用DNAMAN软件设计特异性引物并克隆苹果冷信号基因（MDP0000662999）,暂命名为MdICE1。以从新疆红肉苹果与‘富士’杂交F1代中选出的‘紫红3号’叶片诱导出的红色愈伤组织为试材克隆MdICE1,测序发现该基因的开放阅读框长度为1 626 bp,编码541个氨基酸。进化树分析表明,MdICE1与AtICE1在同一进化支上,推测它们具有相似的功能。氨基酸序列比对发现,MdICE1存在bHLH基序。低温处理有利于苹果愈伤组织花青苷的累积;与培养在24 ℃下的愈伤组织相比,低温（8 ℃）诱导苹果愈伤组织冷信号基因MdICE1以及花青苷合成相关转录因子基因MdMYB10和MdbHLH3的表达。酵母双杂交试验证明MdICE1可以与MdMYB10相互作用;亚细胞定位发现MdICE1蛋白存在于细胞核内;转化大肠杆菌并诱导获得了MdICE1的重组蛋白,为进一步研究MdICE1蛋白在花青苷代谢途径中的功能奠定了基础。     

芹菜非特异性脂转移蛋白基因的克隆与表达分析

 以芹菜（Apium graveolens）‘六合黄心芹’、‘津南实芹’和‘美国西芹’为试验材料,采用RT-PCR 技术分别获得其cDNA 序列。序列分析表明：来源于3 个芹菜品种的非特异性脂转移蛋白（Non-specific lipid transfer protein,nsLTP）基因核苷酸序列高度保守,全长357 bp,编码118 个氨基酸,起始密码子ATG 之后含有27 个氨基酸残基的信号肽序列,推测其成熟的蛋白含91 个氨基酸残基,预测其蛋白质分子量为11.75 kD,pI 值为9.36。芹菜的nsLTP 蛋白主要由α–螺旋和随机卷曲组成。空间结构上分析显示,芹菜nsLTP 蛋白中H1 区域明显分为H1a 和H1b 两个亚区域,而模板碧桃中H1 区域为一个连续的螺旋结构,存在明显的差异。进化分析显示,芹菜nsLTP 与香石竹、大洋洲滨藜等植物的nsLTP相似性较高,在保守位置具有8 个半胱氨酸残基。实时定量PCR 表达分析表明,该基因主要在芹菜的茎以及茎尖生长活跃中心表达,具有明显的组织特异性。     

草莓FaCBF1基因的克隆及表达分析

以‘丰香’草莓为试材,通过SON-PCR结合RT-PCR技术获得了1个冷诱导转录因子CBF/DREB家族基因编码区全长cDNA序列,命名为FaCBF1,GenBank登录号为FJ767754。该基因包含1个长为636 bp的完整开放阅读框,编码211个氨基酸,预测分子量为23.4 kD,等电点为6.53。氨基酸同源性分析表明,FaCBF1与GenBank中登录的蔷薇科植物CBF/DREB具有较高的同源性。进化树分析表明,草莓FaCBF1与近缘属的月季、苹果和沙梨处于同一进化枝上,而与李属植物进化关系较远。半定量RT-PCR分析显示,FaCBF1能被低温、干旱和高盐胁迫诱导,但对ABA诱导不敏感;在同一诱导时期在根中的表达量高于叶和茎中的表达量。     

芜菁二氢黄酮醇4–还原酶基因的克隆与功能鉴定

二氢黄酮醇4–还原酶（dihydroflavonol 4-reductase,DFR）是花青素生物合成晚期阶段的关键酶,属于NAD/NADP依赖型还原酶家族,催化从二氢黄酮醇转变成无色花色素苷的反应。利用UV-A处理‘津田’芜菁（‘Tsuda’turnip）和‘赤丸’芜菁（‘Yurugi Akamaru’turnip）块根24 h后提取总RNA,通过RT-PCR方法分别克隆了‘津田’芜菁BrDFR1和‘赤丸’芜菁BrDFR2基因。BrDFR1和BrDFR2的开放读码框分别为1 158 bp和999 bp,分别编码385和332个氨基酸。氨基酸序列分析显示,BrDFR1和BrDFR2与大白菜DFR具有高度同源性,从第8到第302位氨基酸的肽段具有FR_SDR_e结构域。BrDFR1和BrDFR2基因组全长序列均含有5个位置与序列完全相同的内含子。Southern杂交结果显示,‘津田’芜菁BrDFR1和‘赤丸’芜菁BrDFR2基因均为单一拷贝。UV-A可以诱导BrDFR1基因表达,对BrDFR2基因表达的诱导效果不明显。BrDFR1和BrDFR2基因在大肠杆菌细胞中可以表达并纯化出分子量约为42.8 kD的BrDFR1蛋白和37.5 kD的BrDFR2蛋白。过量表达BrDFR1和BrDFR2基因的烟草花色加深。芜菁DFR基因的RNAi载体遗传转化烟草后,转基因植株的花色变浅。这些工作将为阐明依光型和非依光型花青素生物合成机理奠定研究基础。     

苹果属观赏海棠McUFGT的克隆及其在不同叶色品种间的表达差异分析

为探讨UFGT基因在观赏海棠叶片呈色过程中的作用,以观赏海棠常紫红色类品种‘王族’叶片总RNA为模板,通过RACE扩增,获得一个长度为2 186 bp的cDNA序列,其编码区共1 425 bp,编码475个氨基酸,命名为McUFGT。利用高效液相色谱法和实时荧光定量PCR技术,对3个不同叶色的观赏海棠品种‘王族’（叶片常紫红色类）、‘绚丽’（新叶红色类）和‘火焰’（叶片常绿色类）叶片中的花色素苷含量、McUFGT相对表达量进行测定分析。结果表明,在3个品种中矢车菊色素苷是主要的花色素苷物质,并且随着叶片的生长发育,不同叶色品种间矢车菊色素苷差异显著,其中以叶片常紫红色品种‘王族’矢车菊色素苷积累最多。同时矢车菊色素苷含量的变化与McUFGT相对表达量变化趋势基本一致,说明McUFGT在苹果属观赏海棠叶片花色素苷合成及色泽形成过程中具有重要的作用。     

苹果MdGA20ox1 基因的克隆、亚细胞定位及表达分析

 以苹果砧木SH40[（Malus × domestica）× M. honanensis]为试材,采用RT-PCR 结合RACE 技术从SH40 茎尖中克隆得到一个赤霉素合成关键酶基因（GA20–氧化酶基因）,命名为MdGA20ox1, 其cDNA 全长1 579 bp,编码392 个氨基酸。该基因在GenBank 登录号为KC493633。氨基酸序列同源性 分析表明：MdGA20ox1 与玉米、拟南芥、梨等植物GA20ox 具有55.9% ~ 96.7%的相似性。洋葱表皮细 胞瞬时表达显示,MdGA20ox1 蛋白定位于细胞核与细胞质膜。植株生长量测定和相对定量表达结果表明, MdGA20ox1 基因在砧木SH28、SH40 和M26 自根苗的表达呈先下降再上升然后下降的趋势,这与其生长 动态基本一致。嘎啦/SH28 的植株生长量和MdGA20ox1 表达量最高,嘎啦/M26 次之,嘎啦/SH40 最低, 初步表明该基因的表达有与苹果植株矮化程度呈负相关的趋势。MdGA20ox1 在嘎啦/SH40 和嘎啦/SH28 不同组织中的表达模式一致,且半矮化类型砧木SH28 嫁接‘嘎啦’,其茎尖、幼叶、成熟叶和枝皮中的 表达量均高于矮化类型SH40 嫁接‘嘎啦’。     

垂枝与直枝梅花PmTAC1启动子序列差异与垂枝性状的关系初探

在前期转录组数据的基础上对梅花（Prunus mume）垂枝候选基因PmTAC1(TILLER ANGLE CONTROL1)进行了克隆及相关分析。PmTAC1编码区全长915bp，编码304个氨基酸，且在梅花垂枝和直枝品种中无序列差异。氨基酸序列比对进一步证实Pm TAC1具备IGT家族典型结构域，进化树分析表明PmTAC1与桃（Prunus persica）的PpeTAC1亲缘关系最近，亚细胞定位预测该蛋白定位于细胞核和叶绿体，蛋白疏水性分析显示其具有亲水性。PmTAC1在茎中表达最高，叶和顶芽次之。PmTAC1在垂枝品种的1年生枝条中的表达显著高于直枝品种，且在两种枝型枝条近远轴侧均有差异。垂枝品种PmTAC1的启动子序列长度为1 608 bp，直枝品种启动子序列长度为1 379 bp。启动子顺式元件预测到光响应、赤霉素合成、脱落酸响应顺式元件的数量在两种枝型品种间具有差异。推测PmTAC1在垂枝和直枝梅花品种中的启动子序列及表达量差异可能与垂枝性状形成有关。     

板栗赤霉素缺陷型短雄花序芽变的初步鉴定及CmGID1基因的表达分析

 利用赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯利和吲哚乙酸分别涂抹板栗短雄花序,结果显示仅赤霉素能够抑制短雄花序顶端的细胞程序性死亡,并在一定程度上恢复短雄花序的伸长生长。通过RT-PCR扩增方法,从板栗短雄花序芽变和正常雄花序cDNA中克隆出赤霉素受体基因GID1部分序列。测序及序列分析结果表明：克隆的cDNA片段为786 bp,所推导的氨基酸序列与杨毛果GID1氨基酸序列有91%的同源性,与陆地棉、蓖麻GID1均有85%的氨基酸序列同源性。经氨基酸序列功能分析,推测该GID1序列是板栗有编码功能的赤霉素受体基因,命名为CmGID1（GenBank登录号为HQ651231）。实时荧光定量PCR结果显示,从花序萌发至花药萌发前期,除其中一个时期（5月23日）外,芽变短雄花序CmGID1的表达量均高于正常雄花序;在花序的快速生长期,芽变短雄花序CmGID1表达量显著高于正常雄花序（P < 0.01）;且赤霉素处理后恢复生长的短雄花序CmGID1表达量显著降低（P < 0.01）。综合试验结果,初步揭示了该短雄花序为一个赤霉素缺陷型突变体。     

苹果组蛋白脱乙酰化酶基因HDA19的生物信息学分析与胁迫响应研究

从‘嘎拉’苹果中克隆了MdHDA19（MDP0000132078）基因。它编码1个脱乙酰化酶,该基因ORF为1 494 bp,编码497个氨基酸,预测其蛋白质分子量为55.73 kD,等电点为4.98。进化树分析表明,HDA19在不同物种间的氨基酸序列保守性较高,其中苹果MdHDA19与可可树TcHDA19亲缘关系最近（87.05%）。MdHDA19表达模式分析显示,其在苹果各个器官中均有表达,尤其在根和花中表达量较高。MdHDA19与苹果中MdSAT18互作,MdHDA19受到盐胁迫诱导,可能参与盐胁迫的调控。MdHDA19表达受低温（4 ℃）和高温（40 ℃）诱导,说明MdHDA19可能参与调控苹果对温度胁迫的响应。并用原核诱导的方法在体外表达了MdHDA19蛋白。     

苹果对炭疽菌叶枯病抗性遗传的研究及其分子标记筛选

利用两个对炭疽菌叶枯病高抗的苹果品种（系）‘富士’和‘QF-2’及两个高感品种‘金冠’和‘嘎拉’为亲本配制了4个杂交群体‘富士’ב金冠’,‘金冠’ב富士’,‘嘎拉’ב富士’,‘富士’בQF-2’。以F1群体植株为试验材料,对苹果炭疽菌叶枯病的抗性进行鉴定评价和遗传分析。结果表明,4个群体中抗、感植株的分离比分别符合1︰1,1︰1,0︰1和1︰0的理论比值,初步推测苹果抗炭疽菌叶枯病性状受隐性单基因控制,抗病基因型为rr,感病基因型为RR和Rr。以‘金冠’ב富士’F1群体为试材,采用分离群体分组分析（BSA）方法,通过对均匀覆盖苹果染色体组的500对SSR引物的筛选,获得了一个与抗病性状相关的分子标记S0506206-24,该标记与抗性基因位点的连锁距离为9.8 cM。     

苹果新品种‘彩虹1号’

‘彩虹1号’苹果是以‘礼泉短富’为母本、‘金冠’为父本杂交选育成的中熟新品种。果实近圆形,果形指数0.84,平均单果质量260 g;果面光洁无锈,底色黄色,全面着鲜红色;果肉黄白色,质地细,口感松脆,汁液多,味酸甜,有浓郁芳香味;果实硬度为10.2 kg ? cm-2,可溶性固形物14.6%;果实发育期140 d左右,在青岛地区9月中下旬成熟。树体萌芽率高,成枝力强,成花容易,短枝结果为主,连续结果能力强,丰产稳产,高抗炭疽菌叶枯病。在适宜‘富士’苹果种植的区域均可推广。     

观赏桃查尔酮合成酶基因的克隆及其序列分析

 以观赏桃品种‘红雨垂枝’为试材,采用SON-PCR方法从叶片中快速获得了查尔酮合成酶基因全长序列,命名为PphCHS,GenBank登录号为JN391444,其长度为2353 bp,具有一个1140 bp的完整开放阅读框（ORF）,编码379个氨基酸。氨基酸同源性分析表明,PphCHS与已报道的其他植物的CHS推导的氨基酸序列具有高达90%以上的相似性;氨基酸聚类分析表明：观赏桃首先与樱桃李聚类,其次与草莓。生物信息学分析表明：PphCHS蛋白含有查尔酮合酶家族的特征多肽序列RLMMYQQG CFAGGTVLR,不含信号肽序列。     

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。     

芹菜甘露醇脱氢酶基因的分离与表达分析

 以芹菜（Apium graveolens L.）本芹品种‘六合黄心芹’和西芹品种‘文图拉’为研究对象, 通过克隆测序,分别获得2 种芹菜的甘露醇脱氢酶基因序列。2 种芹菜来源的该基因全长均为1 098 bp, 编码365 个氨基酸,预测2 种芹菜该酶蛋白质分子量分别为39.66 kD 和39.69 kD,pI 值分别为6.79 和6.78。 2 种芹菜中甘露醇脱氢酶基因之间有17 个核苷酸位点不同,3 个氨基酸位点发生改变。通过与其他植物 甘露醇脱氢酶基因与氨基酸序列比对,表明该基因具有高度的保守性。进化分析显示,与同属于伞形科 的植物香芹进化关系最近。实时定量PCR 表明,芹菜中甘露醇脱氢酶基因在根、茎、叶、花中表达有差 异,其中根中含量最高。对2 种芹菜分别进行4 ℃、38 ℃、0.2 mol · L-1 NaCl 和20% PEG 处理7 个不同 时间段,实时定量表达分析显示,‘六合黄心芹’中甘露醇脱氢酶基因变化大于西芹‘文图拉’,且不同 处理后甘露醇脱氢酶基因表达响应呈现出较大的差异。