叶色黄化突变体甜瓜叶片内部生理生化变化 的研究

从薄皮甜瓜白莎蜜1 号中筛选出一个生长发育正常的自发型叶色黄化突变体93 88-1,以突
变亲本白莎蜜1 号为对照,对其光合色素含量、叶绿素生物合成前体物质含量、叶绿素荧光参数以及叶绿
体超微结构进行研究。结果显示：9388-1 光合色素含量显著低于白莎蜜1 号,而叶绿素a 与叶绿素b 的
比值显著高于白莎蜜1 号;叶绿素合成受阻于胆色素原（PBG）与尿卟啉原Ⅲ（Urogen Ⅲ）之间;荧光参
数F₀、P_n、ФPS Ⅱ和ETR 显著低于白莎蜜1 号,而qN 和NPQ 显著高于白莎蜜1 号,Fm、FV/Fm 和qP 与
白莎蜜1 号无显著差异;突变体9388-1 的叶绿体内部基粒片层垛叠数有所减少,基粒排列不整齐,呈线
条状,基粒片层间距离大,排列疏松,内含物混浊,淀粉粒少,而白莎蜜1 号基粒片层结构紧密排列,结
构完整,淀粉粒多。表明叶绿素的生物合成受阻,导致叶绿体内部结构发育缺陷,从而影响光合色素的稳
定性,改变叶绿体各种色素的含量与比例,最终引起叶色黄化。同时,突变体能及时地耗散过剩的光能,
对光合机构起一定的保护作用,维持植株正常生长。     

北海道黄杨叶片应答低温胁迫的蛋白质组分析

 采用双向电泳的蛋白质组学方法分析了北海道黄杨叶片蛋白质对低温胁迫的应答反应。北海道黄杨植株在室外种植，从2008年10月—2009年2月每月提取叶片总蛋白。在考马斯亮蓝染色的2-DE胶上发现36个表达量显著差异蛋白点，其中通过质谱鉴定出19个蛋白质，包括已知的和新鉴定的低温胁迫相关蛋白质。这些鉴定出的蛋白质涉及多个生理过程，如能量与代谢、调控、防御应答等，同时这些蛋白质的表达模式与生理生化变化模式相一致。     

黄瓜叶色黄化突变基因yl-2的鉴定

叶绿素的含量与叶片光合作用效率以及作物产量潜力密切相关,是作物的一个重要生理指标。通过对黄瓜株系HN3种子进行甲磺酸乙酯(EMS)诱变,筛选得到叶色黄化的突变体yl-2。以该叶色黄化突变体yl-2和野生型黄瓜HN3为亲本,构建了BC_1F_2分离群体,遗传分析表明该突变体为隐性单基因控制。通过DNA混池测序,运用MutMap的方法寻找突变基因,得到4个符合要求的SNP位点,这4个SNP位点分布在黄瓜6号染色体上13～19 Mb的物理区间内。在这4个SNP中,仅有1个SNP即SNP17451330位于基因(Csa6G385090)上,且为异义突变,其余3个SNP均位于基因间。生物信息分析发现基因Csa6G385090编码叶绿素a加氧酶CAO,SNP17451330导致的氨基酸突变位于CAO蛋白的保守结构域。根据异义突变SNP17451330设计的dCAPS标记与群体植株的叶色表型共分离,预示着基因Csa6G385090很可能是叶色黄化突变体yl-2的候选基因。     

盐胁迫下枣叶片蛋白质组差异的分析

【目的】为了探明盐胁迫下枣蛋白表达的差异,【方法】以较耐盐碱的‘七月鲜’枣品种的扦插苗为材料,经过临界浓度(0.60%)的钠盐(NaCl)处理,取其叶片进行蛋白质双向电泳,经ImageMaster 2D分析,【结果】结果表明,处理与对照之间总蛋白的整体分布模式非常相似,在pH 3~10和MW50~90 kD内的蛋白点分布最多,处理与对照之间量变倍数大于1.5倍的差异点有26个,其中6个蛋白受胁迫上调,20个蛋白受胁迫下调。在上调的蛋白质点中,3个点受盐胁迫诱导增加了近4倍,2个蛋白质点相对丰度增加了2倍以上,表现出强烈的盐诱导特性。说明他们可能在枣的抗盐机制中发挥重要作用。在下调的蛋白质点中,2个点相对丰度降低至对照的5倍左右,表现出强烈的盐抑制特性,说明其可能是对盐胁迫比较敏感的2个蛋白质或多肽,并且在枣的抗盐性机制中也发挥比较重要的作用。【结论】在临界浓度钠盐胁迫下,枣叶片蛋白质表达有显著差异。     

茄子叶色黄化突变体的特征及遗传分析

以茄子叶色黄化突变体‘chl861-2’及其叶色正常近等基因系‘0643-1’为试材，研究其生长变化趋势、主要农艺性状、叶绿素含量变化和光合特性。该突变体具有叶绿素缺失突变特征，从子叶期开始表现出叶色黄化现象，子叶浅黄色，整个生育期真叶黄色。突变体植株生长缓慢，矮小，生育期延长，生长势和果实显著小于野生型，单果质量只有野生型的71.58%；在苗期、门茄开花期、四门斗开花结果期总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b的含量比野生型亲本显著降低；在苗期、门茄开花期净光合速率（Pn）显著低于野生型，气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）低于野生型，胞间CO2浓度（Ci）高于野生型。以突变体与3个正常叶色自交系为亲本构建6世代群体，对突变体叶色黄化性状遗传规律进行分析，结果表明叶色黄化性状为隐性核单基因控制，将该基因命名为Smchl-1。     

龙眼果实采后果皮褐变过程差异表达蛋白分析

【目的】探讨龙眼果实采后果皮常温褐变过程的差异表达蛋白变化。【方法】以‘乌龙岭’龙眼为研究对象,龙眼果实采后在常温(28±2)°C下贮藏0、1、3和5 d后,应用双向电泳和MALDI-TOF/TOF-MS技术分析果皮的差异蛋白。【结果】在龙眼常温下贮藏0、1、3和5 d等不同时间点,共检测到42个差异蛋白至少发生一次丰度在2倍以上的表达变化,其中38个蛋白被成功鉴定,有14个上调表达,20个下调表达,4个复杂变化。这些蛋白质参与了应激和防御(13.2%)、蛋白折叠、稳定和降解(28.9%)、能量与物质代谢(26.3%)、信号转导(10.5%)和次生代谢(2.6%)等生理过程。【结论】脱氢抗坏血酸还原酶、过氧化氢酶、蛋白质二硫键异构酶的下调表达,可能引起龙眼果实采后果皮细胞内活性氧增加;苹果酸酶和膜联蛋白的下调表达,可能与生物膜系统完整性的破坏有关;另外泛素结合酶、蛋白酶体α亚基和20S蛋白酶体PAF1亚基的下调表达,可能导致对果皮细胞中损伤或失活蛋白的选择性降解速率降低,使细胞内环境平衡失调;而过氧化物酶的上调表达,可能引起酚类物质反应生成褐色物质,致使果皮发生褐变。     

一个西瓜叶色黄化突变体的生理特性分析

【目的】分析西瓜叶色黄化突变体的生理特性,为叶色标记的研究和应用提供理论参考。【方法】将西瓜叶色黄化突变体(YL)与正常绿叶西瓜(ZK)的生理特征进行比较,分析其叶片超微结构,光合色素的含量,光合参数,抗氧化酶活性及丙二醛含量。【结果】西瓜叶色黄化突变体YL的叶绿体超微结构基粒片层数少,与正常绿叶西瓜ZK相比叶绿体发育不完全,YL叶片叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量平均比ZK低80.95%、83.87%、69.87%;YL的净光合速率和气孔导度显著低于正常绿叶植株,胞间CO_2浓度以及蒸腾速率低于ZK但差异不显著。YL的抗氧化酶含量低于正常绿叶植株,而伸蔓期丙二醛含量为0.56μmol·L~(-1),显著高于ZK。【结论】光合色素的减少是导致叶色黄化的主要原因;而叶绿体发育不完全,影响植株捕光能力,致使净光合速率下降,植株代谢能力减弱。     

石榴果实成熟期不同品种果皮蛋白质表达的双向电泳分析

【目的】石榴果实色泽是影响果品商品价值的重要因素之一,但石榴果皮颜色形成的分子机制还不清楚。应用差异蛋白组学技术,从蛋白水平上探究石榴果实发育成熟期果皮的代谢进程。【方法】运用双向电泳和MALDI-TOFTOF MS质谱鉴定技术研究‘三白’石榴和‘中农红’石榴果实成熟时果皮蛋白质组学差异。【结果】分别对‘三白’、‘中农红’石榴进行2-DE和质谱鉴定,在‘三白’和‘中农红’石榴果皮的电泳图谱中发现每一张重复胶上分别可以检测到892个蛋白点和890个蛋白点,与‘中农红’相比,在‘三白’果皮图谱中共检测到36个表达量相差2倍以上的蛋白质点,相对于‘中农红’,‘三白’有13个蛋白质点上调表达,19个蛋白质点下调表达。通过质谱鉴定和数据库检索注释了4个蛋白质点。分别为半胱氨酸合酶1(sport 1402)、细胞色素b6-f复合体(sport 0013)、叶绿素a/b结合蛋白(sport 5108)及果糖激酶2-like(sport 0503)。【结论】细胞色素b6-f复合体(sport 0013)、叶绿素a/b结合蛋白(sport 5108)和果糖激酶2-like(sport 0503)可能与果皮颜色变化相关;半胱氨酸合酶1(sport 1402)可能对提高石榴的抗氧化胁迫能力起到了重要作用。为研究石榴果实发育蛋白质组学及改善石榴果实品质提供一定的理论依据。     

苹果叶片应答轮纹病菌胁迫的叶绿体蛋白质组学分析

【目的】开展苹果叶片应答轮纹病菌胁迫的叶绿体蛋白质组学研究,筛选苹果叶片应答轮纹病胁迫后差异表达的叶绿体蛋白。【方法】以未受轮纹病菌胁迫和受轮纹病胁迫的苹果叶片为试材,分别提取叶片叶绿体及其蛋白,利用双向电泳技术(2-DE)结合质谱技术(MALDI-TOF-TOF/MS)检测并分析差异表达蛋白点。【结果】叶绿体蛋白样品经双向电泳分离后,获得了背景清晰的双向电泳凝胶图谱。经质谱检测及数据库检索,成功鉴定得到21个差异表达蛋白点,按照功能划分为6类,分别为光合作用相关、能量代谢相关、蛋白代谢相关、氨基酸合成相关、抗氧化相关及未知功能蛋白。【结论】苹果叶片受轮纹病菌侵染后,叶绿体光合作用、能量代谢等多个代谢过程中的相关蛋白差异表达,应答轮纹病菌的胁迫。     

番茄叶色黄化突变体的遗传分析及SSR分子标记

在番茄普通栽培品种中蔬4号06884中发现能稳定遗传的叶色黄化突变体06883,该突变体新出叶最初为绿色,四叶一心时第一片真叶开始转黄,果实转色慢,硬度大耐贮藏。通过该突变体和栽培品种中蔬4号的正反交试验的遗传分析证明,该突变材料的叶片黄化性状由1对隐性主效核基因控制,该性状可以用来作为指示性状鉴定杂种纯度。应用SSR分子标记技术对该突变基因进行初步定位,经连锁分析表明,该基因与LEaat006、LEtat002和Tom196-197连锁,与它们的连锁距离分别为8.9、16.3和18.7cM。     

两个黄瓜(Cucumis sativus L.)叶色突变体的比较分析研究

通过对黄瓜黄绿叶突变体9110Gt和NCG-042植株表型观测、遗传分析和分子标记验证,证明9110Gt是区别于NCG-042的新叶色突变体。这两个黄绿叶突变体在表型上存在一定的区别:9110Gt在苗期表现叶色黄化,而NCG-042的心叶在整个生育期都表现黄化。遗传分析证明,两个突变体的叶色突变性状分别由两个不同的等位基因控制,且两基因间存在互补作用。分子标记的检测结果也进一步证实了这一结论。     

‘华月’苹果花器官蛋白提取及表达谱分析

蛋白质样品制备方法是蛋白质组学分析的关键。为建立适于苹果花器官总蛋白提取及分析方法,以10年生‘华月’苹果花序为试材,通过优化提取条件,确立了适于苹果花器官总蛋白提取的技术方法。基于此,开展了苹果花器官蛋白双向电泳分析,并对随机筛选的32个蛋白点进行质谱(MALDI-TOF-TOF/MS)鉴定,经数据库检索,32个蛋白点均得到成功鉴定,按照功能划分为代谢及能量产生相关、抗性相关、蛋白质合成相关、细胞结构相关、调节相关及未知功能蛋白等6类。该研究通过优化蛋白质样品制备方法,进而完成双向电泳分析及质谱鉴定,为进一步利用苹果花器官开展苹果抗病蛋白质组学研究奠定了基础。     

自交不亲和甘蓝亲和花粉授粉早期差异蛋白质分析

 为从蛋白质的角度揭示自交不亲和甘蓝亲和授粉早期花粉与柱头相互作用,将蛋白质组学方法应用于自交不亲和性甘蓝柱头与亲和花粉互作早期差异蛋白质的研究。结果表明,亲和授粉后3 ~ 5 min与1 h对比,有116个差异蛋白质点,而授粉后1 h与2 h差异不显著。按照特异表达与变化量大的蛋白质点优先原则,初步选取差异点中71个点做质谱分析,鉴定出31个可信差异蛋白质。与亲和授粉后3 ~ 5 min组相比,1 h组中特异表达蛋白质有19个,上调表达9个,下调表达3个。31种蛋白质的生物信息学分析表明,有两种蛋白与前人发现的与花粉管在柱头中生长发育相关蛋白相同,其他29种参与包括胁迫与防御应答在内多种生理过程。对早期差异蛋白中这种“既有促进花粉管发育的蛋白,也有与防御相关蛋白”现象分析表明,花粉管生长性侵入柱头的过程有可能伴随着柱头抗性的提高。     

白粉病菌胁迫下黄瓜R17抗病品系叶片蛋白质组分析

 以黄瓜抗白粉病品系R17为试材,在接种白粉病菌24、48和72 h后提取叶片蛋白质,采用双向电泳技术研究白粉病菌胁迫条件下黄瓜叶片蛋白质组的变化。结果表明：黄瓜幼苗在白粉病菌胁迫下,24、48和72 h的叶片双向电泳图谱与未接种对照组均存在一定差异。通过质谱分析和数据库搜索,共鉴定出7种表达差异蛋白点,它们分别为磷脂酰肌醇-4-磷酸5-激酶、假拟蛋白g5bf、PSⅡ聚光复合体叶绿素a/b结合蛋白、铁氧还蛋白NADP氧化还原酶、XS结构域所含蛋白、肌球蛋白XI和苹果酸脱氢酶。这些蛋白都可能是与应答白粉病菌胁迫相关的蛋白质网络中的一部分,它们在黄瓜抗病反应中起不同的作用。     

红果肉与白果肉杨梅花青苷和糖代谢途径的差异蛋白研究

 以红果肉杨梅‘大叶梅’和白果肉杨梅‘水晶’为研究材料,运用2-DE 和MALDI-TOF-TOF 质谱技术,比较分析两个品种成熟期果肉花青苷和糖代谢途径相关蛋白的差异表达,共获得41 个2 倍差 异表达蛋白,其中33 个差异蛋白得到质谱鉴定。与白果肉的‘水晶’相比,有3 个蛋白质在红果肉的‘大 叶梅’中特异表达,29 个蛋白质上调表达,1 个下调表达。将这些差异蛋白按照功能进行分类,大部分 涉及花青苷代谢（12%）、糖和能量代谢（30%）、蛋白质代谢（18%）、防御应答（15%）等生理过程。发 现花青素合酶（ANS）、苯基丙氨酸解氨酶（PAL）、查尔酮合酶11（CHS11）、二磷酸尿核苷葡萄糖︰类 黄酮3–O–葡糖基转移酶（UFGT）是花青苷合成密切相关的关键酶,这些酶在红果肉的‘大叶梅’中 明显上调表达;同时,还发现9 个糖代谢相关蛋白在红果肉的‘大叶梅’中也显著上调表达。花青苷和 糖代谢途径关键蛋白对杨梅果肉花青苷合成和颜色的形成起到重要作用。     

葡萄着色期果皮蛋白质组分析

为了研究葡萄不同着色期果皮中蛋白质表达特征,以着色初期、中期和后期等3个着色时期的葡萄果皮为研究对象,运用2-DE、MALDI-TOF/TOF-MS质谱技术以及生物信息学方法对差异蛋白进行分析,结果表明:(1)双向凝胶电泳显示,果皮着色3个时期有1050个高度重复的蛋白点,差异显著的蛋白点有162个,其中108个蛋白得到鉴定,有87个蛋白映射到葡萄蛋白质组数据库中;3个时期均表达的差异蛋白有20个,且随着果皮颜色加深,差异蛋白数量呈上升趋势。(2)GO分析显示,ATP合成酶β亚基(ATPβ)极显著富集于磷酸核糖代谢过程,对着色初期果皮生理代谢的能量需求具有重要意义。(3)KEGG分析表明,碳代谢、生物固碳、磷酸戊糖、氨基酸生物合成等代谢通路在果皮着色的不同时期显著富集。(4)qRT-PCR分析显示,S–腺苷甲硫氨酸合成酶基因(VvMETK4)在果皮着色后期表达量最高。     

‘中油桃9号’及其黄肉突变体花和叶片中类胡萝卜素代谢及相关基因的时空表达

以‘中油桃9号’及其黄肉芽变的花和叶片为试材,采用HPLC法对类胡萝卜素的积累水平进行定性和定量分析,实时荧光定量PCR法对类胡萝卜素代谢关键基因的表达水平进行分析。结果表明:在花萼中,黄肉突变体的总类胡萝卜素水平为‘中油桃9号’的5.7倍,其中的β–胡萝卜素为‘中油桃9号’的19.6倍;除DXS和LCY-E外,突变体花萼中无论是合成类胡萝卜素的基因,还是降解类胡萝卜素基因的表达水平均显著高于‘中油桃9号’。在花瓣中,两个材料的类胡萝卜素总量无显著差异,但各类胡萝卜素成分含量存在显著差异;突变体DXS、HDR、PDS、LCY-E、CHY-B和CCD1的表达量显著高于‘中油桃9号’,ZDS、NCED1和CCD4的表达量显著低于‘中油桃9号’。在叶片中,‘中油桃9号’和黄肉突变体均以β–胡萝卜素、紫黄质、9–顺式–紫黄质和叶黄质为主,幼果期时两个材料的类胡萝卜素总量无显著差异,果实成熟后突变体的类胡萝卜素总量呈上升趋势,显著高于‘中油桃9号’;自花后55～80 d,仅CCD4的表达模式与类胡萝卜素的积累一致,因而认为CCD4的表达差异是两个材料后期叶片类胡萝卜素含量差异的主要原因。     

不同光照强度对甜瓜叶色黄化突变体幼苗生理指标的影响

为了选择适于甜瓜叶色黄化突变体生长的光照强度,以甜瓜叶色黄化突变体为试材,野生型甜瓜为对照,研究不同光照强度对突变体苗期叶绿素含量、可溶性糖、可溶性蛋白质以及抗氧化酶等的影响。结果表明:甜瓜突变体在轻度遮光(90%光照)条件下,叶绿素的含量最多,而全光照及中度以上遮光都会影响叶绿素的积累;突变体和野生型中可溶性糖及可溶性蛋白质在全光照和轻度遮光下的含量随着时间的变化均有所增加,而中度以上遮光会抑制其积累;在不同光照强度下,突变体超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性与野生型相比差异显著,突变体抗氧化酶的活性增强,并且突变体在不同的生长时期抗氧化酶的活性显著不同。试验结果显示轻度遮光是甜瓜叶片黄化突变体最适生长的光照条件。     

‘白核’龙眼种子败育不同时期差异蛋白分析

 以‘白核’龙眼种子为试验材料, 比较两种蛋白质的提取方法, 确定了酚抽法提取龙眼种子蛋白。应用蛋白质组学研究技术, 分析了龙眼种子败育4个不同时期的蛋白质组变化, 共发现21个差异蛋白, 其中9个上调表达, 12个下调表达。通过MALD I/TOF /TOF2MS/MS质谱分析和蛋白质数据库检索, 共鉴定出12个差异蛋白, 分别为胞质苹果酸脱氢酶、丙酮酸脱氢酶、磷酸甘油酸变位酶、RuBisCO大亚基结合蛋白α、β亚基、17 kD HSP、抗坏血酸过氧化物酶、胞质抗坏血酸过氧化物酶、半胱氨酸蛋白酶、Desication-related protein以及两个未知蛋白。这些鉴定出的差异蛋白质与能量和物质代谢、分子伴侣功能、自由基清除和抗氧化作用、细胞凋亡等生理过程密切相关, 可能参与了龙眼种子败育过程。     

结球甘蓝花粉膜联蛋白基因的克隆及其表达分析

 对结球甘蓝（Brassica oleracea L. var. capitata L.）花粉总蛋白双向电泳及差异蛋白质谱分析, 发现膜联蛋白在花粉萌发后较萌发前表达下调。通过同源扩增和RACE 等方法首次在结球甘蓝花粉中扩增得到BoAnnexin2 基因的cDNA 序列,该基因cDNA 全长1 157 bp,开放阅读框为951 bp,编码316 个氨基酸残基,预测分子量为36.02 kD,等电点6.33。BoAnnexin2 编码蛋白C 端有4 个膜联蛋白重复序列,共2 个Ⅱ型钙结合区域,在第4 个钙结合区位点包含GXXXGXS（T）/DXXG 基序。实时荧光定量试验表明,BoAnnexin2 在甘蓝成熟未萌发花粉中的表达量是萌发45 min 后表达量的8 倍,表明BoAnnexin2 在甘蓝花粉萌发起始阶段起到重要调控作用。