萝卜硫苷生物合成相关基因RsFMO_(GS-OXs)的预测及分析

以控制拟南芥硫苷生物合成相关基因家族FMO GS-OXs全长cds为参考序列,在萝卜ESTs数据库中进行blastn检索,得到具备Score≥100、E-value≤10-10和coverage≥70%条件的24条萝卜ESTs作为候选的拟南芥FMO GS-OXs基因的同源ESTs,并进行序列聚类拼接、注释及分析。结果显示:在萝卜中发现两个旁系同源基因(RsFMO GS-OXa和RsFMO GS-OXb)。RsFMO GS-OXs与拟南芥FMO GS-OXs间在核酸水平上的一致性为68.0%~83.2%;RsFMO GS-OXs旁系同源基因间的一致性仅为67.3%;RsFMO GS-OXs与白菜FMO GS-OXs同源基因间的一致性为67.3%~92.9%。系统进化分析发现,RsFMO GS-OXa和白菜FMO GS-OX2基因亲缘关系最近,而RsFMO GS-OXb和白菜FMO GS-OX5a亲缘关系更近一些,同时认为,RsFMO GS-OXa和RsFMO GS-OXb的直系同源基因分别为FMO GS-OX2和FMO GS-OX5。     

萝卜抽薹开花相关基因的研究进展

通过构建萝卜抽薹开花相关基因的cDNA文库,获取大量的EST序列,并与十字花科模式植物拟南芥、白菜等进行比较基因组学研究,研究结果显示:萝卜与拟南芥、白菜等植物基因组具有很高的同源性,控制抽薹开花的相关基因在不同物种中具有保守性。拟南芥抽薹研究表明,抽薹开花过程受多基因控制,具有多种调控途径。抽薹开花是一个复杂的过程,其中FLC、FT、LFY等基因处于关键位置。目前这些关键基因在萝卜EST序列中已经发现了同源片段,并进行了一些基因克隆,结合萝卜基因组测序的完成,未来萝卜抽薹研究将进入基因功能验证和全基因组调控模式研究之中。     

萝卜硫苷合成和调节相关基因研究进展

硫代葡萄糖苷(glucosinolates,简称硫苷)是十字花科蔬菜中一类重要的含硫阴离子的亲水性次生代谢产物,硫苷及其降解产物在植物品质、风味、抗虫、抗癌和保健等方面具有重要作用。对萝卜中硫苷的功能、硫苷合成和调控相关基因等进行了综述,以期为通过基因改良工程或表达调控手段培育高硫苷含量的萝卜新品种提供理论参考。     

甘蓝硫苷生物合成相关基因FMO_(GS-OXS)的预测与分析

以拟南芥中控制硫苷生物合成相关基因家族FMO_(GS-OX)位点基因全长编码区及蛋白为参考序列,在甘蓝(Brassica oleraceae L.)基因组数据库中进行Blastn和Blastp检索,得到具备Score≥100、E值≤10-10、coverage≥70%条件的甘蓝注释基因作为候选拟南芥FMO_(GS-OX)的同源基因,并进一步进行同源性比较、基因结构比较及序列聚类分析。结果显示,在甘蓝中发现3个旁系同源基因Bol010993、Bol029100、Bol031350。甘蓝和拟南芥FMO_(GS-OX)同源基因之间在核酸水平上的相似性为69.4%~83.0%;甘蓝3个FMO_(GS-OX)旁系同源基因间的相似性保持在70.0%~84.0%。甘蓝Bol010993与拟南芥FMO_(GS-OX)1~FMO_(GS-OX)4的结构较为相似,而Bol029100、Bol031350与拟南芥FMO_(GS-OX)5的结构较相似。系统进化分析及共线性分析初步确定,甘蓝中分别存在1个FMO_(GS-OX)2(Bol010993)和2个FMO_(GS-OX)5(Bol029100、Bol031350)基因。     

小白菜不同叶期及不同叶位硫苷的质量摩尔浓度

硫代葡萄糖苷简称硫苷,是一种重要的植物次生代谢产物,具有多种生物学活性,与人类的生活密切相关。为研究小白菜Brassica rapa ssp. chinensis不同叶期、不同叶位硫苷质量摩尔浓度的变化,以小白菜品种‘黑油冬’‘Heiyoudong’为试材,利用固相萃取仪和高效液相色谱仪对四叶期、八叶期、十二叶期及八叶期不同叶位的硫苷质量摩尔浓度进行检测。结果表明:小白菜八叶期的总硫苷质量摩尔浓度明显高于四叶期和十二叶期,脂肪族硫苷质量摩尔浓度随叶期升高呈下降趋势,吲哚族、芳香族硫苷变化趋势与总硫苷变化趋势一致;小白菜八叶期内叶位总硫苷质量摩尔浓度高于外叶位,菜心部位硫苷质量摩尔浓度最高,为4.35 μmol·g-1,其中脂肪族硫苷质量摩尔浓度高达2.55 μmol·g-1,吲哚族硫苷质量摩尔浓度高达1.60 μmol·g-1,芳香族硫苷质量摩尔浓度相对较低;此外,叶位Y7吲哚族硫苷占比最高,占总硫苷质量摩尔浓度的56.7%,其他叶位则以脂肪族硫苷为主,占总硫苷质量摩尔浓度的59.0%~79.0%。在所有叶位中,芳香族硫苷质量摩尔浓度最低,占比低于7.1%。     

西兰花茎中硫苷的提取工艺研究

[目的]以西兰花茎为研究对象,研究硫代葡萄糖苷的最佳提取条件,从而提高西兰花茎的综合利用价值。[方法]试验以乙醇浓度、料液比、提取温度、提取时间为因素,通过单因素和正交试验,得到硫苷的最佳提取条件。[结果]本试验得出在乙醇浓度为75%、料液比为1∶15、提取温度为70℃、提取时间为30min的条件下硫苷的提取量最大。[结论]提取量可达601.24μmol·g~(-1)。     

硫苷介导的白菜抵御甜菜夜蛾幼虫取食胁迫的分子机制

【目的】探究甜菜夜蛾Spodoptera exigua幼虫取食对白菜Brassica campestris ssp. chinensis硫代葡萄糖苷质量摩尔浓度及组分的影响,初步明确硫苷介导的白菜抵御甜菜夜蛾幼虫取食胁迫的分子机制。【方法】使用高效液相色谱法检测甜菜夜蛾幼虫取食对白菜硫苷质量摩尔浓度和组分的影响,实时荧光定量聚合酶链式反应(RT-qPCR)分析硫苷代谢关键基因表达模式的变化,谷胱甘肽硫转移酶试剂盒检测取食白菜后甜菜夜蛾幼虫体内谷胱甘肽硫转移酶活性的变化。【结果】白菜中8种硫苷组分在甜菜夜蛾幼虫取食后显著增加(P<0.05),其中吲哚族的4-羟基吲哚-3-甲基硫苷(4OH)、1-甲氧基-3-吲哚基甲基硫苷(NEO)、3-吲哚基甲基(GBC)和脂肪族的4-戊烯基硫苷(GBN)对甜菜夜蛾幼虫取食反应最为强烈;RT-qPCR结果显示：甜菜夜蛾幼虫取食后,白菜脂肪族硫苷合成相关基因BcBCAT4、BcMAM1的显著上调可能与脂肪族硫苷的增加有关(P<0.05),而BcSOT16的上调与4OH、NEO、GBC呈正相关;取食后,甜菜夜蛾幼虫体内谷胱甘肽硫转移酶活性显著增强...     

萝卜属抽薹开花相关基因FLC的预测及分析

以控制拟南芥春化途径的关键基因FLC全长CDS为参考序列,在萝卜属(Raphanus) EST数据库中进行BLASTN检索,得到具备Score≥100、E value≤10-10和coverage ≥70%条件的70条萝卜ESTs作为候选的拟南芥FLC基因的同源ESTs,并进行序列聚类拼接、注释及分析。结果显示: 在普通萝卜和野生萝卜中各发现两个旁系同源基因(RsFLCa和RsFLCb及RrFLCa和RrFLCb)。RFLCs与拟南芥FLC间在核酸水平上的一致性为787%～869%;RFLCs旁系同源基因间的一致性为759%～934%;RFLCs与芸薹属FLC直系同源基因间的一致性绝大多数维持在85%以上,且高于与拟南芥直系同源基因间的一致性。系统进化分析发现,与白菜、甘蓝及甘蓝型油菜中FLC多拷贝产生的机制可能类似,萝卜属FLC基因的多拷贝现象可能也是伴随萝卜基因组的多倍化而产生的。     

萝卜叶片和肉质根硫代葡萄糖苷组分与含量分析

采用HPLC分析法对‘滁州小五缨’、‘古岭夏萝卜’和‘云南白萝卜’3个萝卜品种叶片和肉质根的硫苷进行了分析。结果表明,3个地方品种叶片和肉质根硫苷组分相同,均含6种脂肪族硫苷和3种吲哚族硫苷,但品种及器官之间的硫苷含量存在显著差异。3个品种肉质根总硫苷含量分别为22.59,12.44和27.94 mg/g DM,其中95%以上是脂肪族硫苷。3个品种肉质根总硫苷与总脂肪族硫苷含量分别是叶片2.6～4.9倍与2.8～6.0倍;‘滁州小五缨’肉质根总吲哚族硫苷含量是叶片17倍,而‘古岭夏萝卜’和‘云南白萝卜’却只有0.37和0.77倍。4-甲基硫代-3-丁烯基硫苷是肉质根和叶片主要硫苷组分,相对含量分别为90.43%～93.92%和62.42%～74.05%。结果表明萝卜肉质根和叶片都含有丰富的硫苷,且不同品种以及器官之间的硫苷含量差异显著。     

萝卜春化响应相关基因鉴定及表达模式分析

抽薹开花是十字花科蔬菜最重要的性状之一。秋冬季节低温环境,使萝卜(Raphanus sativus L.)过早完成春化,导致未熟抽薹,严重影响产量与品质。本研究采用多重序列比对及系统进化树构建等生物信息学技术,鉴定出萝卜抽薹开花相关基因272个。对萝卜NHJS1、NHJS2和2#材料不同春化阶段的转录组数据进行重分析,筛选出春化相关基因;再结合META分析技术,共确定萝卜春化响应关键基因25个。利用蛋白质-蛋白质互作网络(PPI)分析了春化响应关键基因之间潜在的互作关系。对富集在春化、冷响应、赤霉素生物合成与信号转导途径上的春化响应关键基因进行了实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析,结果显示,RsGA20ox1、RsAGL18、RsFLC2等基因在萝卜春化响应中发挥着重要作用。研究结果为深入解析萝卜春化分子机制奠定了基础。     

Molecular Characterization and Expression Profiles of Myrosinase Gene (RsMyr2) in Radish (Raphanus sativus L.)

Myrosinase is a defense-related enzyme and is capable of hydrolyzing glucosinolates into a variety of compounds, some of which are toxic to pathogens and herbivores. Many studies revealed that a number of important vegetables or oil crops contain the myrosinase-glucosinolate system. However, the related promoter and genomic DNA sequences as well as expression profiles of myrosinase gene remain largely unexplored in radish (Raphanus sativus). In this study, the 2 798 bp genomic DNA sequence, designated as RsMyr2, was isolated and analyzed in radish. The RsMyr2 consisting of 12 exons and 11 introns reflected the common gene structure of myrosinases. Using the genomic DNA walking approach, the 5′-flanking region upstream of RsMyr2 with length of 1 711 bp was successfully isolated. PLACE and PlantCARE analyses revealed that this upstream region could be the promoter of RsMyr2, which contained several basic cis-regulatory elements including TATA-box, CAAT-box and regulatory motifs responsive to defense and stresses. Furthermore, recombinant pET-RsMyr2 protein separated by SDS-PAGE was identified as myrosinase with mass spectrometry. Real-time PCR analysis showed differential expression profiles of RsMyr2 in leaf, stem and root at different developmental stages (e.g., higher expression in leaf at cotyledon stage and lower in flesh root at mature stage). Additionally, the RsMyr2 gene exhibited up-regulated expression when treated with abscisic acid (ABA), methyl jasmonate (MeJA) and hydrogen peroxide (H₂O₂), whereas it was down-regulated by wounding (WO) treatment. The findings indicated that the expression of RsMyr2 gene was differentially regulated by these stress treatments. These results could provide new insight into elucidating the molecular characterization and biological function of myrosinase in radish.     

萝卜与芸薹属物种间的远缘杂交研究进展

萝卜是十字花科植物中与芸薹属亲缘关系最近的物种,是芸薹属植物遗传改良的宝贵种质资源,可提供细胞质雄性不育基因、恢复基因、自交不亲和基因以及多种抗逆基因。笔者概述了近1个世纪以来萝卜与芸薹属物种间远缘杂交的研究进展,包括萝卜属与芸薹属植物的亲缘关系、杂交不亲和性机理、改良杂交效率的技术和手段、萝卜优异基因在近缘种中的应用、新型遗传材料的创制及人工合成新物种,并对萝卜属与芸薹属远缘杂交育种的前景进行了展望。     

萝卜与芸薹属物种间的远缘杂交研究进展

萝卜是十字花科植物中与芸薹属亲缘关系最近的物种,是芸薹属植物遗传改良的宝贵种质资源,可提供细胞质雄性不育基因、恢复基因、自交不亲和基因以及多种抗逆基因。笔者概述了近1个世纪以来萝卜与芸薹属物种间远缘杂交的研究进展,包括萝卜属与芸薹属植物的亲缘关系、杂交不亲和性机理、改良杂交效率的技术和手段、萝卜优异基因在近缘种中的应用、新型遗传材料的创制及人工合成新物种,并对萝卜属与芸薹属远缘杂交育种的前景进行了展望。     

Analysis and Evaluation of Nutritional Quality in Chinese Radish (Raphanus sativus L.)

Radish (Raphanus sativus L.) is an important vegetable crop worldwide. High nutritional quality was critical in its genetic improvement and production. The nutritional quality of 42 Chinese radish cultivars was analyzed in this study. The contents of six nutritional facts, dry matter (DM), crude fiber (CF), total soluble sugar (TSS), vitamin C (Vc), protein, and nitrate, ranged from 29.7 to 88.2, 4.507 to 18.546, 2.233 to 15.457, 0.1416 to 0.3341, 0.34 to 1.15, and 1.81 to 5.89 g kg-1 flesh weight (FW), respectively. Significant differences among the 42 radish cultivars were detected in the contents of nutritional facts. The data were subjected to cross-correlation analysis and principal component analysis (PCA). It was found that DM content was positively correlated with the content of TSS (r=0.7104), Vc (r=0.4011) and protein (r=0.4120). Vitamin C (Vc) content of radish showed a positive correlation (r= 0.3300) with the protein content. According to the principal component analysis, out of the 42 radish cultivars, Nau-17, Nau-28, Nau-6, Nau-11, Nau-10, Nau-27, and Nau-31 were detected with very high scores in comprehensive evaluation. It could be concluded that abundant diversity of nutritional fact content occurred in different radish genotypes, and PCA analysis was effective for selecting radish germplasm with high quality. The results could contribute useful knowledge of nutritional quality, and provide important germplasms for the elite cultivar development and the inheritance study of nutritional facts in radish.     

不同颜色肉质萝卜核型分析研究

以红皮红心、绿皮红心、红皮白心和白皮白心4种不同肉质颜色的32份萝卜品种为材料,室内检测红色肉质萝卜的色素含量及镜检观测不同颜色肉质萝卜的核型.结果表明,供试红色肉质萝卜色素含量变幅为3.4‰～28.8％,基因型间存在显著差异.不同颜色肉质萝卜品种的染色体数目均为2n=2x=18,且未见随体,红皮红心萝卜核型公式为2n...     

栽培萝卜种质亲缘关系的AFLP分析

 利用筛选出的8对引物对56份来源于不同国家和地区的栽培萝卜种质的亲缘关系进行了AFLP分析，共扩增出327条带，其中多态性带128条，多态性位点百分率39.1%，显示出栽培萝卜种质之间存在着较丰富的遗传多样性。系统聚类分析将供试材料分为5类9组，主坐标分析将其分为4类7组，2种分类方法所获结果基本一致。基于分子标记的分类与种质的表型基本吻合。     

从萝卜下胚轴再生完整植株

以萝卜无菌幼苗下胚轴为外植体,研究了不同基因型萝卜品种,不同浓度的NAA、BA、蔗糖、AgNO3对植株再生的影响。基本培养基(BM)为MS无机盐 Gly2mgL 肌醇2mgL 烟酸05mgL VB101mgL 琼脂68gL。试验证明萝卜离体再生主要受基因型和BA、NAA浓度影响。从自交系小红头下胚轴愈伤组织产生的绿色子叶状团块在提高BA、NAA浓度的培养基中大量增殖;降低激素浓度,尤其是BA浓度后,这些子叶状簇生团块发育成大量无根苗,叶片正常。无根苗在添加不同种类的生长素的培养基中生根,并成功地移植入田间。本实验也对AgNO3的作用进行了研究和讨论。     

利用细胞质雄性不育系生产萝卜一代杂交种

采用细胞质雄性不育系生产萝卜一代杂交种(F1)是解决萝卜生产用种混杂难题的最佳途径。试验观察了从种植田中选出的萝卜细胞质雄性不育植株RS-CMS1的花器结构、花粉母细胞减数分裂行为和花粉粒形态特征,介绍了本课题组萝卜细胞质雄性不育转育工作的进展情况。试验结果表明,RS-CMS1植株的雄性不育只受细胞质基因控制。本研究是启动利用细胞质雄性不育生产萝卜一代杂交种研究的第一步。另外,还提出了利用萝卜细胞质雄性不育生产白菜等重要芸薹属蔬菜一代杂交种的新策略和新构想。     

萝卜胞质雄性不育系小孢子母细胞发育的组织学观察

利用石蜡切片的方法对萝卜雄性不育系RS-CMS2的小孢子母细胞发育过程进行了组织学观察。结果表明:萝卜雄性不育株在四分体时期开始出现败育现象;绒毡层细胞膨大,出现大的液泡;随后绒毡层细胞破裂,侵入药室,细胞彼此之间难以分清界限;小孢子粘连在一起,胞质进一步收缩,并开始出现降解。该研究为进一步揭示萝卜细胞质雄性不育的作用机制、提高育种效率有重要的参考价值。     

不同施肥处理对萝卜莱菔子素含量的影响

以绿皮绿肉型萝卜品种‘潍县青’为试验材料,设6个施肥处理,用高效液相色谱法测定其萝卜莱菔子素含量。结果表明:生长前期叶片中莱菔子素含量较高,肉质根进入膨大期后莱菔子素主要在肉质根中积累;666.7m~2有机肥施用量150 kg、配合施用氮肥和复合肥,叶片和肉质根莱菔子素含量均可达到较高水平;有机肥有利于萝卜幼苗莱菔子素的积累。