光照对荔枝果实着色和花色素苷生物合成影响的分子机制研究

以‘桂味’荔枝为试材,花后45 d用双层牛皮纸对整个果穗进行完全遮光处理,14 d后(采收前7 d)解除遮光,比较遮光和解除遮光处理果皮着色以及花色素苷生物合成途径中LcUFGT等8个结构基因和调控基因LcMYB表达的变化,探索光照调控荔枝果实花色素苷合成和着色的分子机制。研究发现:遮光处理显著抑制了果皮花色素苷的合成,延缓了果实的正常着色;解除遮光后,花色素苷迅速合成,7 d后呈现荔枝典型的红色;遮光处理抑制了花色素苷生物合成途径中LcUFGT等8个重要结构基因和调控基因LcMYB1的正常表达;解除遮光后LcUFGT和LcMYB1等基因的表达量均有不同程度的增加,其中LcDFR、LcF3'H、LcUFGT和LcMYB1的表达与花色素苷含量的变化规律基本一致。可见,荔枝果皮花色素苷积累和着色依赖光照,花色素苷生物合成途径中主要的结构基因和转录因子都可以被光诱导,其中LcDFR、LcF3'H、LcUFGT和LcMYB1可能在光照调控荔枝果实色泽形成中扮演更为重要的角色。     

转座子介导MYB在果树花青素合成中的调控作用

着色是果实的重要品质性状,也是果树育种计划的重要目标之一。随着更多高质量的果树基因组测序完成,与花青素相关的果实着色的分子调控机制已取得了重要进展,特别是转座子作为重要调控元件控制MYB转录因子影响果实着色的机制,在一些重要果树上已被揭示。综述了转座子调控果树果实着色的相关进展,特别是基于基因组给出了控制梨果实着色的2个重要转录因子MYB10和MYB114启动子区的转座子插入注释,希望能为红色梨以及其他园艺植物果实着色的分子生物学研究提供有价值的线索和思路。     

RNA干扰机制及应用研究进展

RNA干扰是外源和内源的双链RNA(double-strand RNA,dsRNA)特异性诱导生物体内同源靶基因mRNA的降解,从而导致转录后基因沉默的现象。目前对于RNA干扰机制已有深入研究,同时RNA干扰在抑制有害基因表达、功能基因组学及基因治疗等方面的应用研究也取得了较大进展。现主要综述了RNA干扰的作用机制、作用特点和技术应用等方面的研究进展。     

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。     

植物耐热性的分子机制研究进展

高温胁迫会使植物产生损伤,影响植物的生存,植物通过热激反应来应对热胁迫,如热激蛋白、抗氧化剂、植物激素、渗透调节物质、光合作用和蒸腾作用、细胞膜稳定性、产生挥发有机物及共生关系等在植物的热激反应途径中具有重要作用。Hsfs、MBF1c、APX1、Zats、DREB2A/2C及WRKY等转录因子在热激反应中传递放大信号,对提高耐热性至关重要。综述了植物耐热性的分子机理及分子生物学研究进展,以期为提高植物的耐热性及耐热性植物的选育提供指导。     

园艺植物中类胡萝卜素合成与调控的研究进展

园艺植物富含类胡萝卜素,提高类胡萝卜素含量是园艺作物育种目标之一。概述了近年来在高等植物中类胡萝卜素的合成、氧化裂解和其它衍生代谢途径的研究进展,并在结构基因调控、转录因子调控、转录后调控和库源调控等多个层面上阐述了类胡萝卜素生物合成调控机制。其中,调控类胡萝卜素合成的转录因子已经成为近年来研究的热点,主要分为直接调控类胡萝卜素合成和影响果实成熟进而间接调控类胡萝卜素合成两大类。随着研究的不断深入,新转录因子、新基因和新调控方式正不断被挖掘。     

RNAi及其在植物研究中的应用

RNA对基因的表达调控称为RNA干扰(RNA interfer-ence,RNAi)。它是一种转录后基因沉默现象(post transcrip-tional gene silence,PTGS)。是双链RNA(double strainedRNA,dsRNA)触发细胞质中与其同源的mRNA的降解,或在细胞核中dsRNA诱导同源的DNA甲基化而导致转录水平上的沉默。19     

植物MYB转录因子调控苯丙烷类生物合成研究

植物苯丙烷类化合物和人类生活密切相关,可用于生产医药、染料、农药、香料等。但是其生物合成也是非常复杂的过程,严格受到植物细胞内基因表达时间和空间的调控。该研究总结了植物苯丙烷类物质的生物合成途径及参与植物苯丙烷类物质合成调控的转录因子,重点阐述了MYB转录因子调控木质素的生物合成过程、R2R3 MYB转录因子调控黄酮醇及花青素的生物合成过程,并提出了植物苯丙烷类物质代谢研究存在的问题,以期为苯丙烷类化合物的研究和利用提供理论参考。     

茄果类蔬菜MYB转录因子研究进展

茄果类蔬菜是我国蔬菜的重要组成部分,主要有番茄、茄子和辣椒3种蔬菜作物。MYB转录因子是一类重要的转录因子。本文综述了近些年研究人员对茄果类蔬菜MYB转录因子的鉴定及分类,并总结整理了MYB转录因子在茄果类蔬菜花青素、辣椒素等次生代谢产物合成,植株形态发育,以及生物和非生物胁迫等方面的调控作用,旨在为茄果类蔬菜MYB转录因子研究提供参考。     

番茄果实角质层的形成机理

番茄果实的角质层厚且没有气孔,是研究鲜食果实角质层的理想材料。对番茄果实角质层的组分、形成、功能和调控因子进行了简要的综述,为鲜食果实发育和采后生物学的研究提供理论依据。     

桂花R2R3-MYB家族基因鉴定及其在花开放过程中的表达分析

对桂花(Osmanthus fragrans)R2R3-MYB转录因子进行鉴定和生物信息分析,分析相关基因在花开放过程中的表达,获得了响应相对低温调控桂花花开放和着色等的关键基因。利用转录组数据分析得到35个桂花R2R3-MYB,这些基因均包含R2R3结构域,且高度保守。通过分析MYB基因在19℃(花能开放)和23℃(花不能开放)处理以及不同组织中的相对表达量发现,Of MYB1、Of MYB12、Of MYB14、Of MYB23、Of MYB24随着花的开放表达量逐渐升高,其中Of MYB1和Of MYB14在盛花期的花瓣中表达量最高,表明其可能参与桂花着色的过程;而Of MYB4、Of MYB5、Of MYB17、Of MYB28、Of MYB34在花开放过程中的表达量呈先升高后降低的趋势,尤其是Of MYB5、Of MYB17在花芽(圆珠期)中表达量最高,表明其可能参与了花开放过程的调控。     

百合花色机理研究进展

百合花色主要由花青苷和类胡萝卜素形成,一般粉色和棕色花中主要成分是花青苷;黄色和橙色花中主要成分是类胡萝卜素;红色是由花青苷和类胡萝卜素共同组成。百合花色的遗传现象比较复杂。目前初步构建了几个群体,通过遗传连锁图谱标记了花色相关位点。百合中花青苷和类胡萝卜素合成代谢途径中的大部分结构基因已经被克隆和研究。花青苷合成途径中的转录因子LhMYB12调控百合花被片中的花青苷的有无,其转录水平调控花青苷的颜色强度和着色类型。本文总结了百合花朵的着色机理研究,为进一步开展百合花色育种提供了理论参考。     

甘蓝自交不亲和相关转录因子BosiPA1 蛋白基因的克隆与表达分析

 通过自交不亲和甘蓝‘A1’自花授粉1 h 和未授粉柱头蛋白质表达谱的对比,鉴定出1 个受 自花授粉诱导上调表达的蛋白,通过PCR 技术获取了其编码序列,命名为BosiPA1 蛋白,其基因全长为 3 730 bp,具有1 个1 092 bp 的完整编码框（KF314579）。BosiPA1 由6 个外显子、5 个内含子组成,编码 363 个氨基酸。序列分析表明BosiPA1 蛋白具有典型的basic helix-loop-helix（bHLH）功能域,在SCR、SRK、 Exo70A1 基因的ATG 上游启动子序列中存在可以被bHLH 功能区识别并结合的E-box（CANNTG）序列。 在分子进化上甘蓝BosiPA1与AtbHLH128 距离最近,与AtHEC1/2/3 和TgGBOF-1 处在同一个分支。RT-PCR 检测表明甘蓝BosiPA1 基因在花瓣、萼片、花粉、柱头和叶片中均有表达;荧光定量PCR 分析表明BosiPA1 基因在自花授粉10 min、30 min、1 h 的柱头中呈逐渐上升趋势。上述结果说明BosiPA1 与bHLH 的进化 分支较早,可能是一个参与甘蓝多器官发育的自交不亲和相关的转录因子。     

月季花发育及品质相关性状分子基础研究进展

连续开花性、重瓣性、花色及花香是包括月季在内的观赏植物的重要性状。以月季主要性状为主线,根据遗传图谱、基因克隆、转录组等分子生物学方法得到的研究结果,论述了月季性状遗传和发育的分子基础最新研究进展,为观赏植物重要经济性状分子生物学研究和分子育种提供参考。     

RNAi沉默CsHB1降低茶树叶片愈伤组织咖啡碱积累

以‘英红9号’茶树叶片为材料,克隆HD-Zip转录因子基因CsHB1,原核表达CsHB1重组蛋白,利用本氏烟草进行CsHB1表达蛋白的亚细胞定位;构建CsHB1的RNAi转基因载体,经农杆菌介导转化‘英红9号’茶树叶片愈伤组织,并对沉默CsHB1愈伤组织系进行基因表达分析和咖啡碱含量测定。结果表明,克隆基因与NCBI登记的‘龙井43’茶树Cs HB1(MF033534)有6个碱基差异,但编码相同的氨基酸序列;原核诱导表达获得CsHB1的49 kD不可溶蛋白;将CsHB1蛋白亚细胞定位于细胞核和细胞质。在沉默表达CsHB1愈伤组织中,CsHB1表达显著下降,催化茶叶咖啡碱合成的N–甲基转移酶基因yhNMT1表达下调,愈伤组织中咖啡碱含量显著降低。推测转录因子基因CsHB1的沉默抑制了靶基因yhNMT1的表达,进而降低‘英红9号’愈伤组织中咖啡碱的合成积累。     

植物转座子类型及其插入突变对园艺植物花发育影响的研究进展

转座子是一类广泛存在于原核生物和真核生物基因组内重复可移动的遗传元件,根据其结构和转座机制分为反转录转座子和DNA转座子。反转录转座子以mRNA分子为中间体、反转录为cDNA后再整合到基因组,其转座模式是“复制—粘贴”。DNA转座子以DNA为中间体,其转座模式是“剪切—粘贴”。两类转座子都包含有自主和非自主转座元件。作为基因组的主要构成元件,植物转座子在基因组和基因进化、结构重排、表达调控等方面发挥关键作用,进而改变植物的基因型和表现型。综述了近年来有关植物转座子结构特征、转座机制以及功能等方面的研究进展,特别是转座子插入突变改变基因活性而控制园艺植物花发育的研究进展,并对今后研究前景进行了展望,旨在为深入了解植物转座子园艺学功能提供参考。     

植物SOD的分子生物学及其在植物抗逆基因工程中的应用进展

超氧化物歧化酶(SOD)普遍存在于生物体内的能清除超氧阴离子自由基的一类金属酶,在植物抗逆基因工程中有广泛的应用。我国研究者现已从很多植物中克隆出SOD基因,转SOD基因的研究工作也已取得了可喜的成果。现就近年来国内在植物SOD的分子生物学研究及其在植物抗逆基因工程中的应用研究方面的进展进行综述,并对植物抗逆基因工程中存在的问题进行了分析和探讨。     

低温对'寒富'苹果花芽呼吸和抗氧化酶活性的影响

以‘寒富’苹果花芽为试材,设置梯度低温(-25-、30-、35和-40℃)处理,研究顶花芽和腋花芽的呼吸速率和抗氧化酶活性对低温的响应特点。结果表明:顶花芽呼吸速率随着温度的下降表现出先升高后显著下降再升高的趋势,在-30℃顶花芽呼吸速率降到最低点,且明显低于腋花芽,此后顶花芽的呼吸速率虽呈上升的趋势,但一直处于较低水平。腋花芽呼吸速率在低温处理的前期呈逐渐降低的趋势,在-30℃降到最低点,此后急速升高,在-35℃达到最高点后快速下降。2种类型花芽的SOD酶活性在-10~-25℃均是快速升高,此后顶花芽的SOD酶活性急剧下降并一直处于较低水平,腋花芽的SOD酶活性下降幅度较小且维持在较高的水平。顶花芽的POD酶活性变化呈升高-下降交替出现的特点,在-25℃和-35℃出现峰值;腋花芽则表现为降低-升高-降低的趋势,在-35℃达到峰值且高于顶花芽。顶花芽的CAT酶活性在低温下呈先升高后降低的变化趋势,在-25℃出现峰值;腋花芽CAT酶活性则呈升高-降低交替出现的特点,在-25℃和-35℃出现峰值。此外,腋花芽的POD和CAT酶活性升高幅度明显高于顶花芽。由此认为,腋花芽的呼吸途径活性受低温抑制的程度低于顶花芽,以及其抗氧化酶清除活性氧的能力高于顶花芽,都有利于减少低温胁迫引起的活性氧伤害。     

转录因子调控果实成熟和衰老机制研究进展

重点综述近年来关于果实成熟和衰老相关转录因子及其调控机制的研究进展,为进一步阐明果实成熟和衰老的转录调控网络提供参考。