不同低温胁迫下早钟6号枇杷幼果细胞超微结构的变化

以枇杷品种早钟6号幼果为试材,采用人工降温的方法,研究低温胁迫下枇杷幼果超微结构的变化.结果表明:6、3℃低温胁迫下,幼果果肉细胞质膜、液泡膜清晰,叶绿体、线粒体结构没有明显变化;0℃低温胁迫下,原生质膜、液泡膜结构完整,叶绿体结构受到较为严重的破坏,线粒体双层膜结构依稀可见,但已经没有明显的内脊,内部呈小泡化;-3℃低温胁迫下,原生质膜、液泡膜均破裂,原生质体浓缩,叶绿体扭曲变形、相互融合,线粒体膜结构受损,内脊消失.可见,一定的低温会对枇杷幼果产生不同程度的伤害,尤其在0℃以下的低温胁迫幼果冻害严重.     

低温胁迫对枇杷幼果抗氧化酶系统和组织结构的影响

【目的】研究低温胁迫下枇杷幼果果肉和种子的生理指标及组织结构的变化规律,探索幼果低温伤害的机制。【方法】以"大五星"枇杷最易受冻的幼果为试材,经不同低温胁迫(12,6,3,0,-3,-6℃)处理不同时间(12,24,36,48h),测定幼果果肉和种子的丙二醛(MDA)含量、相对电导率(REC)、抗氧化酶活性,并研究低温胁迫对其组织结构和低温半致死温度(LT50)的影响。【结果】枇杷幼果果肉、种子的LT50分别是-6.1和-4.9℃。果肉、种子分别在0和3℃以上的轻度低温胁迫下,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性上升,MDA含量和REC均较低;但果肉、种子分别在-3和0℃以下重度低温胁迫下,保护酶活性逐渐降低,REC和MDA含量上升。0℃时幼果外果皮细胞出现明显破裂和自溶现象,-3℃时中果皮(果肉)细胞破裂,果实受低温伤害严重。而种子在3℃时种皮细胞出现破裂,0℃时种皮与种胚开始分离,种胚细胞自溶明显,低温伤害较重。【结论】轻度低温胁迫时,过氧化酶系统协同作用可有效清除枇杷幼果果肉和种子细胞内的活性氧;重度胁迫时,酶失去保护功能;枇杷幼果中种子耐低温能力最差,3℃时即出现低温伤害,其次为外果皮,而果肉耐低温能力则最强。     

低温胁迫下海滨木槿的转录组分析

海滨木槿(Hibiscus hamabo Sieb.et Zucc.)是一种典型的耐盐植物,甚至能够在海水中生长,是沿海滩涂绿化的绝佳绿化树种,但在栽培试验中发现海滨木槿不耐寒,很难在北方地区越冬。为探究海滨木槿在低温胁迫下的分子应答机制,挖掘海滨木槿的抗寒基因,培育耐寒海滨木槿,通过转录组测序(RNA-seq)的试验方法分析海滨木槿在低温胁迫下的差异基因表达情况。试验结果表明,低温胁迫下的处理组与常温对照相比,共有23 689个差异表达基因,其中上调表达基因10 256个,下调表达基因13 433个。通过GO富集分析,发现差异基因大多富集在代谢过程、细胞过程、膜、催化活性等方面;通过KEGG的富集分析,发现这些差异基因大多富集在代谢途径、次生代谢物的生物合成、光合作用、植物昼夜节律、植物激素信号转导等方面,本研究还筛选了一些潜在的耐寒差异基因,如FKF1、GI、PYL、PP2C、CML、CPK、SNRK2、NCED和BIN2等。本试验结果可为研究海滨木槿的耐寒机制以及培育海滨木槿耐寒品种提供技术参考和基础。     

花生幼苗响应低温胁迫的转录组分析

低温冷害是限制我国东北地区花生产量和品质提升的主要环境因素,鉴定花生耐寒的关键功能基因,并揭示其调控机制是创制耐寒花生种质,提高花生耐冷性的重要途径之一。以耐寒型花生品种农花5号为试验材料,对6℃低温胁迫下的花生叶片进行RNA-Seq转录组测序分析。结果表明:与对照相比,共有3910个基因持续差异表达;GO功能注释将差异表达基因富集到43个功能组,其中生物学过程中的代谢过程富集到的基因数目最多;KEGG代谢通路分析将持续差异表达基因富集到116个代谢通路中,其中植物激素信号转导、淀粉和蔗糖代谢、植物-病原菌互作、植物昼夜节律和α-亚麻酸代谢途径富集到的基因数目最多,且大部分为上调表达,在低温胁迫中具有重要作用。从转录组数据库中随机挑选6个差异表达基因进行qRT-PCR验证,其表达趋势与高通量测序结果相一致,证明了转录组数据的可靠性。研究结果将为揭示花生响应低温胁迫的分子机制提供理论依据。     

萱草根茎低温胁迫转录组分析

低温胁迫是萱草育种和生产中最严重的非生物胁迫之一.该研究以耐冷型和冷敏感型萱草低温处理前后的根茎为材料,利用转录组测序(RNA-seq)技术,比较了耐冷型和冷敏感型萱草在低温胁迫下的基因表达差异.结果表明,4个样品获得的高质量clean reads均大于35880734条;低温处理后,耐冷型萱草差异表达基因数量多于冷敏...     

γ-氨基丁酸对枇杷幼果耐寒性的影响

为探索外源γ-氨基丁酸(GABA)对枇杷幼果耐寒性的影响,分别对5年生‘川早枇杷’幼果喷施0、1、5、10、20 mmol.L_-1^GABA溶液一周后,于人工气候箱-3℃处理24h,研究GABA对低温胁迫下枇杷幼果相对电导率(REC)、丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶活性及渗透调节物质含量的影响。结果表明,与对照相比低温胁迫使枇杷幼果的REC、MDA含量和冻害指数显著升高,而经外源GABA处理后其REC、MDA含量和冻害指数显著下降。另外,经GABA处理后枇杷幼果的超氧化物歧化酶活性、抗坏血酸过氧化物酶活性、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量和脯氨酸含量较0 mmol.L_-1^处理显著升高,并与REC和MDA含量呈极显著负相关的关系。综上,外源GABA能够通过提高抗氧化酶活性和渗透调节物质含量来缓解冻害对枇杷幼果造成的不利影响,其中20 mmol.L_-1^GABA处理对枇杷幼果耐寒性的增强效果最好。     

杜鹃花叶片转录组测序数据组装及功能注释

采用2代 Illumina Hi-Seq 测序技术对2年生杜鹃花白凤4号(Rhododendron pulchurum cv. BaiFeng 4)扦插苗叶片的转录组进行测序,获得了213 723 424条 Clean reads数据,经过质控和De novo。组装共获得平均长度为930 nt的53 568个Unigenes。与Nr、Swiss-Prot、KOG、KEGG四大数据库进行BLAST信息比对(E-value≤10^-5),共获得28 877个注释基因。与Nr数据库序列同源性比较发现,杜鹃花与葡萄(Vitis vinifera)具有较高的同源性,而与其他物种的同源性较低。杜鹃花转录组的Unigenes在KOG数据库比对上30 508个注释,分为25类。在GO数据库比对上17 218个Unigenes,其中与抗逆有关的Unigenes有11 928个。在KEGG数据库的132条代谢通路中富集了6 475个杜鹃花Unigenes,其中注释到植物激素生物合成代谢途径和信号转导途径的有384个。同时,有1 062个Unigenes被注释为转录因子,有8 738条SSR标记被挖掘。     

野生罗非鱼响应低温胁迫的脑组织转录组测序分析

【目的】比较低温胁迫下野生罗非鱼和养殖吉富罗非鱼的基因表达模式,揭示野生罗非鱼低温应答的特有分子调控机制,为后续开展野生罗非鱼耐冷亲本大范围筛选打下基础。【方法】挑选规格相近的野生罗非鱼和养殖吉富罗非鱼进行梯度降温试验,水温先以1℃/12 h的速度从26℃降至14℃,并保持288 h（12 d）,于26℃、20℃及14℃保持0、120和288 h等5个时间点分别解剖罗非鱼采集脑组织样品,构建cDNA文库后以Illumina HiSeq×Ten测序平台进行双端测序及比较转录组分析,并采用实时荧光定量PCR对具有重要功能的差异表达基因（DEGs）进行表达验证。【结果】野生罗非鱼在11℃时开始出现死亡个体,但在8℃时仍有50.0%的存活个体,说明野生罗非鱼较养殖吉富罗非鱼具有更强的低温耐受能力。在14℃的长时间低温胁迫过程中,养殖吉富罗非鱼脑组织中表达显著上调的差异表达基因数量约是野生罗非鱼的10倍,即养殖吉富罗非鱼的应激反应远比野生罗非鱼强烈。KEGG信号通路富集分析结果显示,养殖吉富罗非鱼和野生罗非鱼在14℃保持120和288 h的上调差异表达基因均富集到核糖体发生、内质网蛋白加工及剪接体信号等信号通路上,野生罗非鱼的上调差异表达基因还额外富集到核苷酸切除修复、N-糖基化生物合成和DNA复制信号等通路上。与养殖吉富罗非鱼相比,在野生罗非鱼中发现577个特有的差异表达基因,主要富集在NOD受体信号通路、凋亡和内吞等通路上,且表现为NOD受体信号通路被启动,而细胞凋亡受抑制。在野生罗非鱼中,参与NOD受体信号通路的关键功能基因（Nemo、NFκB、p38、JNK和IL-1β）在长时间低温胁迫中均维持在一个较高的表达水平,而内吞途径关键基因的表达上升倍数也明显高于养殖吉富罗非鱼。【结论】野生罗非鱼通过避免过度的应激反应和维持低水平代谢的细胞稳定以减轻低温胁迫对机体的损伤,并持续启动NOD受体信号通路及内吞途径以维持其免疫能力,而具有较养殖罗非鱼更强的低温耐受力。     

镉胁迫下西瓜的转录组测序分析

以西瓜品种和欣(HX)和黑媚娘(HMN)的幼苗叶片为材料,经60 mg/kg氯化镉溶液处理(以未经氯化镉溶液处理的为对照)后,采用Illumina测序技术对转录组进行高通量测序,探讨西瓜镉胁迫的分子机理。结果表明:在黑媚娘处理组(HMN)和对照组(HMNCK)中共检测到8 579条差异基因,其中有4 297条基因表达显著上调,4 282条基因表达明显下调;在和欣处理组(HX)和对照组(HXCK)中共检测到7 108条差异基因,其中有3 662条基因表达显著上调,3 446条基因表达显著下调;不同组间差异基因的维恩图表明,HMN和HX组间有5 656条差异基因;根据不同数据库的注释信息,发现西瓜体内与镉胁迫相关的差异表达基因主要包括响应光合作用、信号转导、次生物质代谢、转录因子等相关基因;转录因子MYB、AP2/EREBP、bHLH、NAC和WRKY家族可能在西瓜响应镉胁迫中具有重要作用。用q RT–PCR技术对随机挑选的7条基因进行荧光定量验证,结果与Illumina测序数据一致,证实了差异表达基因数据的有效性。     

疏花疏果与套袋对枇杷果实生长与品质的影响

以13～14年生田中枇杷为材料,研究疏花疏果与套袋对枇杷果实生长及品质的影响,结果表明,疏花后可有效减少养分消耗,使座果率提高10.2%;枇杷疏果以每穗留3～5个果为宜,疏果后可使平均单果重和商品果率分别比对照提高13.4g和27.3%,锈斑果率、日灼果率和裂果率分别比对照降低12.4%,0.6%和9.7%;疏果后套袋可完全避免日灼的发生,锈斑果率由35.2%降低到0.9%,商品果率从57.8%提高到96.3%;同时可提高枇杷果实的可食率、可溶性固形物含量、总糖含量和糖酸比,有效改善果实品质、口感风味、色泽和贮藏性能。     

低温胁迫下小兰屿蝴蝶兰叶片转录组分析

实验研究了不同温度处理下小兰屿蝴蝶兰叶片组织的基因表达水平。取生长状态相同的10株小兰屿蝴蝶兰,实验组4℃处理24h,以室温下处理的小兰屿蝴蝶兰为对照进行转录组测序分析,通过采用GO数据库、KEGG数据库比对,对差异表达基因的功能、以及参与调控路径的分析。结果显示低温胁迫下共分析获得2865个差异基因,其中有471个为上调基因,有2394个为下调基因。GO功能注释分析可以将其分为生物过程、细胞组分、分子功能三大类,61分支;KEGG通路分析结果得知,差异表达基因注释到125个不同代谢通路中,其中比较多的差异基因富集于代谢过程、次级代谢物的生物合成、核糖体的代谢通路中。实验结果对于培育抗冷性蝴蝶兰具有一定的指导意义。     

离子交换色谱法测定枇杷果实和叶片中的有机酸

用离子交换色谱法对枇杷有机酸进行有效分离与测定,EG40淋洗液在线发生器能降低背景电导,获得较好的重现性和平稳的基线.测定结果表明,枇杷果实和叶片中有机酸组分和含量有较大差别.果实中以苹果酸为主,其次为奎尼酸和酒石酸,而柠檬酸、草酸和顺乌头酸等含量较低.叶片中以奎尼酸为主,苹果酸、柠檬酸和草酸含量很低.     

基于高通量测序的低温胁迫下赤桉miRNAs的挖掘与分析

目的 预测、挖掘和分析涉及赤桉Eucalyptus camaldulensis低温胁迫应答的miRNA,为研究其调控赤桉低温胁迫应答的分子网络奠定基础。方法 采用高通量测序对低温处理组和对照(CK)组的赤桉组培苗茎尖进行小RNA测序。以miRBase21.0、Rfam14.1和巨桉E. grandis基因组为参考数据库,利用Bowtie、miREAP和miRDeep2等软件进行miRNA预测,使用RNAfold对预测到的miRNA前体进行二级结构的折叠;采用psRNATarget预测靶基因,通过DEGSeq包分析差异表达的miRNA,并对它们进行GO注释和KEGG富集分析。结果 在赤桉中,共预测到隶属于54个家族的392个已知miRNA和97个新miRNA;其中,CK组共预测到282个已知miRNA,65个新miRNA;低温处理组共预测到329个已知miRNA,51个新miRNA。挖掘到80个在低温处理下显著差异表达的miRNA,包括55个上调和25个下调。GO基因功能注释和KEGG富集分析的结果表明,这些差异表达miRNA可能通过参与代谢通路、次生代谢物的生物合成、细胞膜的改变、信号转导和生物调节等响应低温胁迫。此外,还挖掘到25个可能与ICE1-CBFs-COR通路有关的miRNA。结论 借助高通量测序和生物信息学软件初步得到了低温胁迫下差异表达的赤桉miRNA,为进一步分析这些miRNA在赤桉低温胁迫中的分子功能提供一些参考。     

缺刻缘绿藻转录组测序及脂质代谢相关基因注释

为了能深入地了解缺刻缘绿藻花生四烯酸(ArA)和脂质的代谢过程,利用Roche 454 GS FLX测序仪对该藻转录组进行高通量的焦磷酸测序。得到高质量读序(read)382 468条,占原始读序的97.14%,平均每条读序长322 bp,总大小达123 Mb。经CAP3软件拼接得到22 714条重叠群、25 621条singleton。将这些序列与公共数据库进行同源性搜索、比较、基因功能注释和分类。基于转录组中所注释的基因构建缺刻缘绿藻脂质代谢途径:脂肪酸是在叶绿体内从头合成,然后游离脂肪酸进入胞质,由内质网进行三酰甘油的合成,最后可能在油体蛋白作用下形成油滴并储在于细胞中。ArA自油酸是开始经过多个去饱和酶及延长酶的作用而产生的。油酸是由硬脂酰-ACP去饱和酶作用而形成的,而棕榈油酸是在叶绿体的糖脂上被去饱和而产生的。三酰甘油最终被分解成自由脂肪酸和丙酮酸,而长链脂肪酸是以酰基-辅酶A的形式逐级降解的。     

钙处理对低温胁迫下枇杷幼苗Ca2+-ATPase活性和膜脂过氧化水平的影响

【目的】探讨钙处理对低温胁迫下枇杷叶片Ca2+-ATPase活性和膜脂过氧化的调节机制,为枇杷抗寒性研究提供依据。【方法】采用外源钙(5 mmol/L CaCl2)和钙调素拮抗剂三氟拉嗪(Trifluoperazine,TFP,100mmol/L)处理Hoagland营养液砂培法培养的2年生"早钟6号"枇杷(Eriobotryajaponica Lindl.cv.Zaozhong No.6)容器幼苗,设钙预处理、TFP预处理和先TFP后钙处理,以未做预处理为对照,于-6℃人工气候室进行低温胁迫处理,研究钙处理对低温胁迫下枇杷成活率、CaM含量以及Ca2+-ATPase、CAT、SOD活性和H2O2、MDA含量的影响。【结果】与对照相比,钙处理显著提高了低温胁迫后枇杷幼苗的成活率、叶片细胞CaM含量以及质膜、内质网膜、液泡膜和线粒体膜Ca2+-ATPase活性,并激活了CAT和SOD活性,降低了细胞H2O2和MDA含量;而钙调素拮抗剂TFP对钙处理所诱导的上述生理效应均有抑制作用,削弱了幼苗对低温胁迫的抗氧化能力,加剧了低温对幼苗的伤害。【结论】钙处理提高了枇杷幼苗的抗冻能力,Ca2+-CaM信使系统可能参与了低温胁迫下枇杷抗冻性的诱导和调控。