调控观赏植物花色的类黄酮3'羟化酶基因研究进展

综述了类黄酮3′羟化酶基因(F3′H)调控观赏植物花色的分子机理及近年来的研究进展,总结了类黄酮生物合成途径中F3′H的作用,F3′H基因的分离克隆及鉴定方法、表达模式及其对花色的影响,并提出未来研究的展望,以期为进一步明确F3′H基因调控花色的分子机理研究以及可能的花色定向育种提供参考。     

几种主要果菜类蔬菜果形遗传及其调控机制研究进展

果实形状是果菜类蔬菜产品的重要外观品质之一,是影响消费者的重要因素,受环境影响较大,其遗传和分子调控机理相对复杂。本文中全面综述了茄果类、瓜类等果菜类蔬菜在果形QTL定位、基因图位克隆、GWAS连锁分析及候选基因的克隆等遗传基础和分子机制方面的主要进展;阐述了IQD、OVATE、TRM、WUSCHEL和CLAVATA等重要基因家族成员参与果实形状的分子调控机理,并对果菜类果形在遗传机制及分子调控机理方面的研究进行了展望,旨在为蔬菜作物果形的改良和精细调控提供参考。     

果树自交不亲和SFB与S-RNase作用分子机制研究进展

综述了蔷薇科果树自交不亲和性分子机制的相关研究进展,对果树自交不亲和关键基因SFB与S-RNase的生物合成与表达,序列结构特点及对应功能、作用机理及其在花柱传输组织中的相互作用等方面进行了总结,并在此基础上提出了改进修正抑制子假说的相互作用机理,以期为开展果树自交不亲和分子机制的深入研究提供基础资料。     

种子萌发调控的分子机理研究进展

休眠与萌发是植物种子对环境变化的适应特征,受许多基因调控和环境因子的影响,至今尚未能清楚地阐明其调控机制.近年来从拟南芥等植物的突变体中鉴定了一些与种子萌发相关的基因,有助于阐明种子萌发的分子机制.现综述光和赤霉素、脱落酸等植物激素对种子萌发调控作用的分子机理以及相关的蛋白质组学的研究进展.     

基于牡丹类黄酮糖基转移酶基因建立VIGS技术体系

牡丹（Paeonia suffruticosa Andrews）花色的化学基础研究较为深入,但因其无遗传转化体系,导致花色相关基因的功能验证只能利用其他植物进行旁证。利用保守区段长分别为413和418 bp的牡丹花瓣类黄酮糖基转移酶基因PsUF3GT和PsUF5GT,通过VIGS表达载体,采用二因素三水平的试验体系对目的基因进行沉默。结果表明,PsUF3GT和PsUF5GT的表达量在花斑中（盛开期花瓣,真空抽滤15 min）和非斑中（蕾期花瓣,真空抽滤10 min）分别比空载体处理的花斑中（盛开期花瓣,真空抽滤10 min）和非斑中（蕾期花瓣,真空抽滤15 min）降低了65.0%和85.0%;花斑中总花青苷含量分别降低了24.2%和28.2%,尤其是盛开期花瓣（真空抽滤15 min）处理后3G型糖苷降低了92.2%,蕾期花瓣 （真空抽滤10 min）处理后3G5G型糖苷降低了54.9 %。由此获得了沉默PsUF3GT和PsUF5GT的适宜体系：以盛开期或者花蕾期带花柄的花朵为材料,抽真空渗透10 ~ 15 min后,置于去离子水中暗培养1 d（8 ℃,湿度60%）;之后转移至23 ~ 25 ℃、湿度60%的环境,光照培养3 d后可用于检测和分析。本研究中建立的VIGS体系可有效沉默花瓣中的内源基因,为牡丹基因功能验证及其花色形成的分子机制研究奠定了基础。     

园艺植物单性结实的分子研究进展

对园艺植物单性结实相关基因的定位、克隆及其作用机理、单性结实材料基因转录表达情况、单性结实性状的分子标记和QTLs定位等研究进展进行了综述,并对今后这一领域的研究进行了展望。     

大白菜pol CMS育性恢复基因的表达分析

 为进一步探明pol CMS育性恢复基因作用的分子机理,利用数字基因表达谱技术,选用不育系与恢复系杂交的F₂代分离群体,对大白菜polCMS育性恢复相关基因的差异表达进行了分析,并选取部分基因进行了实时荧光定量PCR验证。共有2 826个基因差异表达,其中441个上调表达,2 385个下调表达。GO功能注释表明,差异表达基因显著富集的细胞位置为细胞质、细胞器及大分子复合物等位置,细胞器包括线粒体、叶绿体及质体等,分子功能主要为核酸外切酶的活性,参与的生物过程是花粉壁的形成和组装。与pol CMS显著相关的通路主要是核糖体、糖和氨基酸代谢、核苷酸切除和修复、RNA降解等通路。表达谱和RT-PCR结果表明恢复基因主要通过下调表达调控育性恢复,有4个差异表达基因与育性恢复密切相关。     

《中国蔬菜》2013·6 学术论文导读

植物果实发育调控的分子机理研究进展蒋励等(中国农业大学农学与生物技术学院,北京100193)-《中国蔬菜》2013(6) 果实的发育与成熟是一个复杂的过程,果实大小、形状、颜色、品质、风味等都随着果实发育和成熟而变化,并受一系列果实发育相关基因的影响和调控.研究植物果实发育调控的分子机理对于今后提高果实品质具有重要的意义.因此,本文主要综述了拟南芥和番茄中果实发育与成熟相关基因的发掘与相互作用,以及果实发育调控的分子机理研究进展,为今后的果实发育研究和育种工作的开展提供一定的理论指导.     

葡萄无核基因及无核育种研究进展

无核葡萄是世界葡萄生产与消费的重要发展趋势,也是主要的育种目标。从无核葡萄的分类、无核性状的形成、无核形成的分子机制、内源激素调控、遗传与育种现状等几个方面进行论述。以基因组学和基因编辑等生物技术的快速发展为背景,对今后葡萄无核机理研究的展开和无核葡萄的育种进行展望,以期为无核葡萄的育种提供一定的理论参考依据。     

‘库尔勒香梨’脱萼组与宿萼组样品差异表达基因的筛选

【目的】系统研究‘库尔勒香梨’脱萼组和宿萼组花器官的转录组表达情况,筛选2者之间的差异表达基因,为进一步阐明‘库尔勒香梨’萼片脱落与宿存分子机理奠定基础。【方法】采用Illumina高通量测序技术对‘库尔勒香梨’脱萼组和宿萼组代表样品进行测序,利用生物信息学方法筛选2者的差异表达基因和进行功能基因预测。【结果】Trinity法拼接后得到48 894条unigenes序列,从中选取了2组样品中共表达和单独表达的SPL转录因子进行了功能探究,发现3条unigenes可能与萼片发育有关。筛选的差异表达基因获得了Gene Ontology和KEGG数据库的注释,涉及植物激素信号转导、光合代谢、苯丙氨酸代谢、芳香族化合物合成、细胞发育等与萼片发育相关过程。【结论】筛出了2组样品的差异表达基因,获得了与萼片发育相关的基因及其对应的功能注释,为今后进一步研究‘库尔勒香梨’萼片脱落与宿存分子机理奠定了良好基础。     

牡丹花色研究进展

 摘　要: 归纳了牡丹的花色、花色素组成、花色与花色素组成的关系、色斑演化、花色遗传育种的最新进展, 总结了牡丹基于色素组成的化学分类的最新成果, 并就今后牡丹花色研究的努力方向进行了展望。     

基于银杏花芽3个分化时期转录组测序的相关基因筛选与表达分析

鉴定银杏花芽分化调控的关键基因,揭示银杏花芽分化调控的主要分子机制,为缩短银杏童期和选育银杏早花品种提供理论指导。本研究中采用高通量测序技术对银杏花芽分化3个时期（花芽未分化期、花芽分化始期、花芽分化盛期）的样品进行转录组测序,并分析数字表达谱,筛选开花调控相关基因并进行荧光定量PCR（RT-qPCR）表达验证。转录组测序共产生27.52 Gb原始数据,注释到8大功能数据库（GO、COG、KEGG、KOG、NR、Pfam、Swiss-Prot、eggNOG）上的 unigene 总数为35 179个。通过GO分类和KEGG Pathway 富集性分析,将unigene分别归于55个GO类别和126个代谢途径。差异表达基因分析显示,花芽未分化期较花芽分化始期有2 253个基因上调,2 032个基因下调;花芽分化始期较花芽分化盛期有1 770个基因上调,1 901个基因下调;花芽未分化期较花芽分化盛期有1 865 个基因上调,2 042个基因下调。发掘出大量的开花相关的基因涉及5个开花调控途径（光周期途径、春化途径、赤霉素途径、自主途径和年龄途径）。筛选出gene.Gb_17618（GI序列）、gene.Gb_19790（FT/TFL1序列）、gene.Gb_16301（AG序列）、gene.Gb_28337（花发育MADS-box序列）、gene.Gb_01884（SOC1序列）和gene.Gb_41704（CO序列）等6个银杏花芽分化差异表达关键基因序列,荧光定量PCR检测表达水平与转录组结果一致。     

植物花青素基因的克隆及应用——文献综述

评述了近十年来有关植物花青素的基因克隆研究进展及其应用前景。植物花青素代谢途径及其主要酶类的作用之研究已较为成熟，一大批调控植物花色的结构基因与调节基因已被克隆。利用外源基因导入、反义基因及共抑制原理已培育出了新色系观赏植物品种。用基因工程的方法培育蓝色月季的工作正在进行。利用结构基因和调节基因为创造新花色、植物体彩化、植物生长发育及研究植物的花青素代谢等开辟了广阔前景     

仁用杏花芽3个发育时期数字基因表达谱分析

以仁用杏‘优一’为试材,运用转录组、数字基因表达谱技术,研究了仁用杏花芽萌动期前后相关基因的表达规律。结果发现,仁用杏花芽在花芽萌动期前后进行着各种旺盛的生物合成和代谢活动,且4个开花调控途径（光周期途径、春化途径、自主途径、GA调控途径）均已启动,光周期途径在花芽萌动时发挥重要作用,涉及到了74条基因,其中有38条差异基因上调表达,29条下调表达;GA途径在花芽萌动期对花芽的生长发育调控表现为抑制作用,涉及到了60条基因,其中有13条差异基因上调,9条差异基因下调;其他两条途径于花芽萌动前作用,其中春化途径涉及到了23个基因,其中有4条差异基因上调,15条差异基因下调;自主途径涉及到了24条基因,其中有3条差异基因上调,11条差异基因下调。本研究通过数字基因表达谱分析,初步了解仁用杏花芽萌动前后的网络途径,为后期对仁用杏花芽相关开花基因的研究、探明仁用杏早花的分子机理及通过分子育种方法培育仁用杏晚花品种提供坚实的理论依据。     

Transcriptome profiling reveals differentially expressed genes associated with wizened flower bud formation in Chinese pear (Pyrus bretschneideri Rehd.)

Flower buds are very important for pear yield; non-germinated flower buds become wizened and drop from the branch, reducing pear production. However, little research has focused on the study of wizened flower bud (WB) formation in spring. In order to elucidate the mechanism of WB formation in pear, physiological indices relating to plant hormones and antioxidases were measured. We found that activities of peroxidase (POD) and superoxide dismutase (SOD) were higher and lower, respectively, in WBs than in normal flower buds (NBs). The contents of indole acetic acid (IAA), gibberellin (GA), and cytokinin (CTK) were lower in WBs, while the level of addition of abscisic acid (ABA) was higher in WBs than in NBs. Differentially expressed genes (DEGs) were surveyed between WBs and NBs. In total, 23 DEGs relating to POD and SOD were detected from GO (Gene Ontology) enrichment, and 29 DEGs associated with plant hormone biosynthesis were found from the KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes) pathway. Notably, the expression patterns of these 52 genes were consistent with variations of antioxidase activities or hormone contents. Because POD and SOD are stress-response enzymes, the differences in POD and SOD activities between NBs and WBs indicated that WB formation in pear could result from ambient environmental stresses that influence expression levels of hormone biosynthesis genes.     

The changes in the growth pattern of peas caused by flower formation

Weekly growth analyses were made of a very late flowering pea line (‘L’) and its medium flowering (‘M’) and early flowering (‘E’) mutants, grown at three photoperiods.The number of stem nodes of young vegetative plants is not affected by the genotype (L, M, E) nor by the day length. In older plants node numbers tend to increase with the day length, but the rate of node formation decreases with flower formation.Internode length is also independent of genotype, but it increases with day length, even in very young plants, and shows a further considerable increase when flower formation starts.Hence, flower formation clearly marks changes in the growth pattern, consisting of a decrease in node formation and an increase in internode length. These effects are primarily brought about by the genes which determine the rate of flower formation.     

Changes in carbohydrate composition in lettuce flower stalks during development

Summary

Changes in carbohydrate composition in lettuce flower stalks were investigated during growth in order to check whether or not accumulated carbohydrates are used for the rapid development of flower stalks and seed formation. Sucrose was the predominant sugar in lettuce flower stalks, followed by fructans of low molecular weight, glucose and fructose.With regard to fructans, only 1-kestose and 1-nystose were detected, and they increased in concentration from the appearance of terminal flower buds to anthesis. Starch concentration was very low (less than 0.03 mg g^–1 dry weight). The concentrations of sucrose, fructans and hexose decreased during seed formation. If fully-developed lettuce leaves were removed from every other node at the flower bud stage, no significant differences were noted in the concentrations of sucrose, glucose, fructose, and fructans in the flower stalks of defoliated and control plants. These results suggest that sucrose and fructans are reserve carbohydrates in stems, and that accumulated sucrose and fructans are used for seed development.     

百合分子育种研究进展

从百合基因克隆（包括减数分裂基因、花发育基因、花色基因、花粉发育基因以及抗性相关基因）,再生体系建立（包括不定芽再生系统、原生质体再生系统、体细胞胚再生系统、愈伤组织再生系统）,外源基因转化方法（包括农杆菌介导的遗传转化、DNA直接导入系统的基因转化、花粉管通道法）及转基因应用等方面,介绍近年来国内外百合分子育种的研究进展,并讨论了百合分子育种研究中存在的问题和应用前景。