利用Solexa测序技术鉴定苋菜试管开花过程中的miRNAs

利用Solexa测序技术对苋菜试管开花过程中的miRNAs进行筛选和鉴定,使用GO数据库和KEGG代谢途径数据库对靶基因进行功能注释和分类。结果显示:共得到sRNA Unique序列5 457 486条,其中与拟南芥基因组完全匹配有27 596条,仅仅占0.51%;miRNA主要分布在18 nt~25 nt之间,其中长度为24 nt序列数量最多;苋菜试管开花过程中miRNA的表达丰度存在明显差异,主要低丰度表达;总共鉴定了235个已知的苋菜miRNA,构成20个家族,不同家族间成员数量存在巨大差异;苋菜保守miRNA的长度主要集中在21 nt和20 nt;另外总共获得14个候选的新miRNA,其中有8个miRNA含单个基因座,另6个miRNA具备多个基因座;11个候选的miRNA预测到了靶基因,总共对应着约46个基因符合靶标特征。这些靶标参与植物生物体的各个发育进程,在苋菜试管开花过程中对生物过程、细胞组分及分子功能起到重要作用。     

木薯sRNA 测序分析及其开花相关 microRNA的挖掘

为研究木薯花序与叶片中 sRNA 表达特性,探索 microRNA 对其开花过程的调控。本研究以木薯品种“华南八号”花序和幼叶为材料,利用 RNA-seq 技术进行 sRNA 测序分析;并筛选开花相关 microRNAs 进行表达特性分析。从花序和幼叶测序结果中分别获得 12 092 109 条和 11 499 655 条 sRNA 序列。花序中筛选出 139 条已知 microRNAs 和253 条新预测 microRNA,分别预测得到 992 和 3 736 条靶基因;幼叶中筛选出 134 条已知 microRNA 和 191 条新预测microRNAs,分别预测得到 979 和 2 603 条靶基因。最终筛选出 8 种与开花调控相关和 3 种花色调控相关的 microRNAs。表达分析显示,miRNAs 在两样品间呈现出较大的整体性差异,并且在功能与代谢通路上也不尽相同;开花相关microRNAs 中表达差异较大的为 miR156、miR172 和 miR169,其中 miR156 表达量在花序中高于幼叶,而 miR172 表达量在花序中低于幼叶,推测其功能为抑制后续的开花过程,避免过度开花。本研究分析了木薯花序与幼叶中 sRNA的整体特性,通过表达差异分析初步明确了 microRNAs 对木薯开花的调控,为进一步深入探索奠定了基础。     

木薯 sRNA 测序分析及其开花相关 microRNA 的挖掘

为研究木薯花序与叶片中 sRNA 表达特性,探索 microRNA 对其开花过程的调控。本研究以木薯品种“华南 八号”花序和幼叶为材料,利用 RNA-seq 技术进行 sRNA 测序分析;并筛选开花相关 microRNAs 进行表达特性分析。 从花序和幼叶测序结果中分别获得 12 092 109 条和 11 499 655 条 sRNA 序列。花序中筛选出 139 条已知 microRNAs 和 253 条新预测 microRNA,分别预测得到 992 和 3 736 条靶基因;幼叶中筛选出 134 条已知 microRNA 和 191 条新预测 microRNAs,分别预测得到 979 和 2 603 条靶基因。最终筛选出 8 种与开花调控相关和 3 种花色调控相关的 microRNAs。 表达分析显示,miRNAs 在两样品间呈现出较大的整体性差异,并且在功能与代谢通路上也不尽相同;开花相关 microRNAs 中表达差异较大的为 miR156、miR172 和 miR169,其中 miR156 表达量在花序中高于幼叶,而 miR172 表 达量在花序中低于幼叶,推测其功能为抑制后续的开花过程,避免过度开花。本研究分析了木薯花序与幼叶中 sRNA 的整体特性,通过表达差异分析初步明确了 microRNAs 对木薯开花的调控,为进一步深入探索奠定了基础。     

春石斛离体培养条件优化及其试管开花研究

以春石斛类原球茎体及其试管苗为试验材料,采用L9(34)正交试验设计,比较不同激素浓度和不同浓度天然附加物对春石斛原球茎增殖和壮苗生根的影响,同时进行离体培养条件的优化,并在此基础上进行试管开花研究.结果表明:(1)最适宜春石斛原球茎增值的培养基为KC+1.5 mg/L 6-BA+0.5 mg/L IBA+100 mL/L椰汁;(2)最适宜春石斛试管苗壮苗生根的培养基为1/2MS+1.0 mg/L IBA+1.0 mg/L NAA+100 g/L马铃薯匀浆物;(3)在4种不同花色的春石斛中,玫瑰红花色的春石斛试管苗花芽诱导率最高,为38.67％;(4)磷含量增加至原来5倍时,春石斛试管苗花芽诱导率最高,为32.14％.     

橄榄多酚氧化酶基因(PPO)克隆及其试管苗离体保存过程中的表达分析

以来源于橄榄成熟胚的橄榄试管苗为材料,进行PPO基因克隆,比较试管苗不同保存阶段PPO基因转录水平和PPO酶活性的变化。结果表明:克隆获得1个PPO基因全长cDNA序列,命名为PPO2,GenBank登录号为JQ319005,cDNA全长序列为1 934 bp,推测出橄榄PPO开放阅读框(ORF)1 818 bp,编码606个氨基酸。橄榄PPO2属于碱性、亲水、非分泌蛋白,可能定位于线粒体基质空间,具有3个典型的保守结构域,丝氨酸磷酸化占主导地位,并且二级结构以不规则卷曲为主。而三级结构预测表明,橄榄试管苗PPO2蛋白主要由α螺旋和不规则卷曲组成;进化树分析显示橄榄PPO蛋白与胡杨PPO关系最近,而与葡萄和莲的亲缘关系较远;qPCR分析显示,PPO2基因在橄榄试管苗不同保存阶段都有表达,但在橄榄试管苗保存1个月幼叶比较多时PPO2基因的表达量最高;而橄榄试管苗在分别保存1、2、3、4、5个月时PPO活性变化趋势不明显,当保存时间到6、7、8个月时PPO活性急剧增加。因此,PPO基因可能与幼嫩组织的启动分化有关,并在橄榄试管苗生长发育过程中发挥重要作用。     

马铃薯试管块茎诱导过程中mRNA差异显示分析

试验采用DD-PCR技术,对马铃薯试管块茎诱导初期的mRNA表达进行了差异显示分析。结果表明,块茎形成过程中,除了有新的基因表达开启外,还有一些基因表达关闭,同时还伴随着许多基因的表达强度增强,表明块茎形态建成是一系列基因协同作用的结果。     

马铃薯试管块茎诱导过程中总RNA的变化

试验以南中 5 5 2 (N5 5 2 )脱毒试管苗为材料 ,设计采用了 5种蔗糖浓度和 5种光照时间共 2 5个处理 ,测定分析了各处理试管块茎诱导前后总RNA的变化规律。结果显示 ,除连续光照下各蔗糖浓度处理的总RNA含量变化幅度较小外 ,其它处理在培养过程中总RNA含量均存在不同程度的变化差异。光照处理后总RNA含量上升的处理能正常形成块茎。培养期间总RNA含量上升到一定程度后 ,即呈下降趋势的处理无块茎形成或形成极少。不同处理可能启动了不同的基因表达系统 ,进而导致了试管块茎的形成差异     

蒙古冰草苗期抗旱相关microRNA的差异表达分析及靶基因预测

为明确蒙古冰草抗旱相关microRNA(miRNA)的表达特征及其靶基因,利用实时荧光定量PCR技术,对前期测序筛选到的4个miRNA(amo-miR21、amo-miR44、amo-miR62、amo-miR82)在干旱胁迫下的苗期差异表达情况进行了定量验证,用Target Finder软件和psRNATarget数据库在线预测其靶基因,并用MegAlign软件对预测的靶基因进行了同源性比对分析。结果表明,干旱胁迫下,蒙古冰草中amo-miR21、amo-miR82和amo-miR62的表达量呈上调趋势,而amo-miR44的表达呈下调趋势,与前期测序结果相符;4个miRNA共预测出32个靶基因,其中,amo-miR44在玉米、水稻和小麦数据库中未发现同源的靶基因,在拟南芥、大麦、蒺藜苜蓿中发现的靶基因相似性较低;而amo-miR21、amo-miR82和amo-miR62的靶基因均与小麦中预测的靶基因存在较高同源性(68.6%~95.6%),推测这3个靶基因是参与干旱逆境胁迫响应的基因。     

木薯抗旱相关miRNA表达差异分析

对2个木薯(Manihot esculenta Crantz)品种SC124和KU50进行驯化和非驯化干旱处理,利用实时荧光定量PCR技术(qPCR)取样2个部位的3个时间点,对5个miRNA进行表达差异研究。结果显示,5个miRNA具有不同的表达形式,miRNA 171 ab和398 b经过驯化后诱导(DH)条件下表达,miRNA 166 a在直接干旱处理(DNH)条件下的功能叶中有表达,而驯化后诱导条件下只在根中有表达;miRNA 390 b和399 e在2种干旱处理方式中都有表达,经过驯化后表达量也明显增加。通过对不同处理、部位和时间点上的表达情况分析,表明miRNA具有明显的品种特异性、组织特异性和时序性。     

菠萝黑心病发生过程中AcAPXs的表达分析及克隆

菠萝黑心病(internal browning, IB)严重制约菠萝产业发展,该病害的发生主要是过量活性氧(reactive oxygen species, ROS)引起膜损伤,打破质体多酚氧化酶(polyphenol oxidase, PPO)与液泡内酚类底物原有的区室化划分,使其接触氧化后聚合成醌类物质。抗氧化清除系统能够清除过量ROS,维持机体内ROS的动态平衡。本课题组前期用抗氧化剂抗坏血酸(ascorbic acid, AsA)处理采后‘巴厘’菠萝,能有效延缓黑心病的恶化,然而其作用机理尚不明确。抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase, APX, EC1.1.11.1)是I类血红素过氧化物酶,以抗坏血酸作为特定的电子供体,催化过氧化氢转化为水,参与植物的多种发育生理过程和胁迫反应。本研究筛选出6个AcAPX基因,对其黑心病发生过程以及AsA处理后的转录水平进行分析,发现AcAPX1基因在贮藏后期极显著响应AsA处理,9 d和12 d时显著上调表达;相关性分析发现,AsA处理后的菠萝黑心病指数与AcAPX1基因表达水平呈显著正相关。结果表明：AcAPX1显...     

铜胁迫对苋菜叶片叶绿素a荧光诱导动力学的影响

以苋菜(Amaranthus mangostanus L.)为材料,采用营养液中添加铜的培养方法,观测了根部生长变化;运用叶绿素荧光分析技术研究了铜胁迫下苋菜光系统Ⅱ(PSⅡ)反应中心结构和功能的变化以及PSⅡ反应中心供体侧和受体侧氧化还原状态的影响。结果表明:铜胁迫使苋菜根部生长受到抑制,叶片PSⅡ反应中心失活;最大光化学效率(FV/FM)下降;叶片PSⅡ受体侧产生严重的伤害,线性电子传递受阻;PSⅡ供体侧的放氧复合体(OEC)受损;铜胁迫对苋菜叶片PSⅡ的伤害从PSⅡ供体侧和受体侧开始。     

红厚壳种仁油脂体外抗氧化能力研究

采用4个抗氧化体系对红厚壳种仁油脂的体外抗氧化能力进行研究。结果表明,红厚壳种仁油脂总酚酸含量为(0.26±0.045)mg/mL。0.10%的红厚壳种仁油脂对ABTS+自由基清除能力的TEAC值为123.39μmol/L;5%的红厚壳种仁油脂清除DPPH自由基的能力显著高于100μg/mL的BHT;7.5%的清除羟自由基的能力显著高于100μg/mL的BHT和Trolox;1.6%的对脂质过氧化的抑制能力均不及100μg/mL的BHT和Trolox。说明红厚壳种仁油脂具有显著的抗氧化活性。     

甘蔗基因表达定量PCR分析中内参基因的选择

以甘蔗接种黑穗病菌后0、6、12、24、48、60和72 h时间点的材料为研究对象,应用实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR Real-time qPCR)技术,探讨25S rRNA、GAPDH、β-actin和β-tubulin4个内参基因mRNA水平的表达情况.经geNorm程序统计学分析,4种内参基因的表达稳定性各异,25S rRNA>GAPDH>β-actin>-tubulin,其中以25S rRNA表达稳定性最好,且根据该基因设计的两对定量PCR引物都是可行的.同时,甘蔗PPO基因表达特性的定量PCR分析也显示,甘蔗PPO基因与植物的抗病性相关.结果显示,研究中所筛选的内参基因是合适的.     

2种多胺对铁皮石斛瓶内开花的影响

以铁皮石斛无根组培苗为试验材料,研究不同浓度的外源腐胺（Put）和精胺（Spm）对铁皮石斛瓶内开花的影响。结果表明：培养基中添加适量的Put和Spm可提高开花率。当Put浓度为0.4 mg/L时,铁皮石斛瓶内开花率最高,为30.47%;Spm浓度为0.2 mg/L时,铁皮石斛瓶内开花率最高,为22.26%;Put浓度为0.2 mg/L时,铁皮石斛始花期最短,为83.33 d,观赏期最长,为43.33 d。Put浓度为0.4 mg/L时,植株可溶性糖和可溶性蛋白含量最高;对照处理下植株全N含量达最高;Spm浓度为0.6 mg/L时,植株C/N比达最大。Put浓度为0.4 mg/L时,有利于铁皮石斛组培苗碳氮化合物的积累,可提高铁皮石斛的开花率;Put浓度为0.2 mg/L时,能使花期提前,延长观赏期。Spm浓度为0.4 mg/L时,有利于铁皮石斛组培苗株高增长和生根,促进铁皮石斛组培苗的营养生长。     

彩椒的离体快繁研究

以红盾彩椒为试材,进行组培快繁,研究不同激素类型与配比组合对愈伤组织诱导、不定芽分化及芽的伸长的影响,并初步建立彩椒的组培快繁体系。 结果表明：子叶愈伤诱导最适培养基为：MS＋0.3 mg/L 6-BA＋1.0 mg/L NAA;不定芽诱导最适培养基为：MS＋3.0 mg/L 6-BA＋0.5 mg/L IAA＋4.0 mg/L AgNO3;芽伸长最适培养基为：MS＋2.0 mg/L 6-BA＋0.2 mg/L IAA＋2.0 mg/L ZT＋2.0 mg/L GA3;最后在1/2MS＋0.5 mg/L IBA(或 0.5 mg/L NAA)培养基上进行生根培养。     

花生根部耐盐相关miRNAs的鉴定与功能分析

miRNAs作为一种基因表达调控子在植物应答胁迫的过程中起着重要的作用,当花生受到盐胁迫时,也会有相应的miRNAs参与基因表达调控应答胁迫。本研究对200份花生品种进行萌发期耐盐性鉴定,获得了高耐盐花生品种3份,中耐盐花生品种5份,盐高敏感品种4份。并对不同耐盐性花生品种在盐胁迫处理条件下进行了抗氧化酶活性(SOD,POD,CAT)和MDA含量的测定。结果表明,耐盐性花生品种清除活性氧的能力大于盐敏感型。盐胁迫条件下,耐盐性花生植株MDA含量较少,受到的伤害相对较小,而盐敏感植株的受伤害程度最大,也证明了耐盐性花生品种在受到盐胁迫伤害时植物体内存在更强大的保护作用。通过小RNA测序及对靶基因序列进行功能分析和同源序列功能检索,获得了8条花生耐盐相关保守miRNAs序列,miR159-1,miR159-2,miR159-3,miR164-2,miR167-3,miR319-1,miR319-2,miR2111-1。荧光定量PCR测定结果表明,这些花生保守miRNAs受盐胁迫诱导,并调控其靶基因的应答反应。     

龙眼MSIL全基因组鉴定及表达分析

MSIL（Muliticopy suppressor of IRA homolog1-Like）基因是WD重复蛋白的一个亚家族,在植物生长发育过程中发挥重要的作用。为了解龙眼MSIL（DlMSIL）基因家族的生物学功能,本研究基于基因组和转录组数据,采用生物信息学分析法对DlMSIL基因成员进行鉴定,并进行蛋白质结构及理化性质分析、系统发育进化树构建、启动子顺式作用元件分析、龙眼体胚阶段和不同组织器官表达情况以及GA₃处理下的定量表达分析。结果表明：DlMSIL基因家族含有6个成员属于WD40和CAF1C_H4-bd超家族,可分为3类;DlMSIL蛋白编码393~551 aa,等电点为4.68~7.62,该家族成员均不属于分泌蛋白;基因家族成员的内含子数目在4~14之间;DlMSIL启动子序列包含大量非生物胁迫响应元件及MYB结合位点,推测DlMSIL基因家族可能参与多种非生物胁迫反应;DlMSIL可能参与不同胚胎的发育过程和不同组织器官的形态建成。GA₃处理下的表达分析显示高浓度时,DlMSI1a与DlMSI1c的表达受到了一定的抑制,而DlMSI4a的表达量呈现先下降后上升再下降的趋势,推测DlMSIL可能参与激素响应途径。本研究表明,DlMSIL基因家族成员可能参与胚胎发育、激素信号通路以及非生物胁迫反应等多种生物学功能,体现了龙眼MSIL基因家族功能具有多样性。     

甘蓝型油菜胚胎离体培养体系的建立及其在油脂合成积累研究中的应用

为便于体外研究甘蓝型油菜的胚胎发育和种子油脂积累规律,以春油菜862的胚胎为材料,构建胚胎离体培养体系,通过综合比对基础培养基类型、蔗糖浓度、琼脂浓度,确定含蔗糖8％和琼脂0.6％的B5培养基作为胚胎离体培养和胚胎胚性生长的最佳体外培养体系,并用于研究种子油脂的积累和变化.在体系中分别加入甘蓝型油菜的角果皮和叶片提取物...