异源表达四季秋海棠BsRbohD基因高光下促进花色素苷合成积累

为了探究四季秋海棠BsRbohD基因的功能,本研究以异源表达四季秋海棠BsRbohD基因的‘哥伦比亚’野生型拟南芥为材料,通过最大光化学效率(F_v/F_m)、活性氧(ROS)水平、花色素苷含量及相关合成基因表达的变化来分析BsRbohD基因与花色素苷之间的关系。结果显示:四季秋海棠BsRbohD基因异源转入拟南芥后可正常表达。在对照条件下,两个过表达株系OE1、OE2的超氧阴离子(O₂·^-)产生速率和过氧化氢(H₂O₂)含量虽然略高于野生型,但F_v/F_m、花色苷含量和相关结构基因没有显著差异;高光条件下,与野生型相比,BsRbohD在OE1和OE2中显著表达,使得O₂·^-产生速率和H₂O₂含量显著增加;之后,花色素苷的含量及合成相关基因的表达响应高光而显著上调的时间显著提前、上调幅度也较野生型高。本研究的结果表明,四季秋海棠Bs...     

马铃薯块茎花色素苷合成相关R2R3 MYB蛋白基因的克隆和功能 分析

植物花色素苷的合成代谢受转录因子的调控, 其中R2R3 MYB为最主要的转录调控因子。本研究以彩色四倍体马铃薯为试材, 克隆了R2R3 MYB基因家族里调控马铃薯块茎花色素苷合成R2R3 MYB-StAN1的3个同源基因, 并利用生物信息学分析、稳定烟草遗传转化、qPCR等方法对这3个同源基因的结构和功能进行分析和鉴定, 结果表明, 这3个同源基因均含有R2和R3保守结构域, 其主要差别在于C端由10个氨基酸序列组成的重复结构(R)数目不同, 根据R数目将其分别命名为StAN1-R0、StAN1-R1和StAN1-R3, 其蛋白分子量分别为28 047.91、29 458.35和31 527.60 Da, 等电点(pI)分别为6.14、6.90和8.39, 均为亲水蛋白。通过转化烟草发现, 转入StAN1-R0、StAN1-R1和StAN1-R3后, 烟草叶片叶色变化明显, 其中转StAN1-R1烟草叶色呈深红色, 其叶片花色素苷含量最高。进一步利用qPCR分析表明, 外源StAN1使烟草叶片花色素苷合成代谢途径的关键基因(NtCHS、NtCHI、NtF3H、NtF3’H、NtDFR、NtANS、NtUFGT)上调表达, 同时烟草内源NtbHLH基因的表达显著上升; StAN1-R1可以高效地调控烟草内源NtbHLH基因和结构基因NtDFR和NtANS的表达。结果表明, StAN1的3个同源蛋白均可以调控花色素苷的合成, 而只含一个重复序列R的StAN1调控花色素苷合成的能力最强。     

大豆隐花色素CRY2基因表达对马铃薯抗逆性的影响

隐花色素相关基因对植物发育过程起着重要的调控作用,是改良作物农艺性状及抗逆性等性状的基因资源.基于已建立的马铃薯遗传转化体系,将携带大豆隐花色素CRY2基因植物表达载体(pearlygate104-Glyma.10G180600,pearlygate104-Glyma.20G209900)转化马铃薯栽培种'大西洋',经...     

影响葡萄果皮颜色的MYB类转录因子的研究进展

在葡萄品种中,果皮颜色从白色到黑色存在广泛的差异,花青素苷的合成和积累是形成果皮颜色的直接原因,MYB类转录因子是调控花青素苷合成的一类重要的转录因子。为了进一步探究不同种果皮颜色同MYB转录因子之间的关系,本研究列出了花青素的结构和种类以及花青素苷生物合成途径,归纳了葡萄色泽与花青素苷的关系,列举了调控植物花青素苷合成的相关基因的功能,并着重分析了葡萄MYB类转录因子在花青素苷合成过程中的功能,以期为今后改良葡萄果皮颜色提供指导。     

隐花色素CRY2基因片段克隆及RNAi植物表达载体的构建

隐花色素是植物向光反应的主要的光受体,介导蓝光／近紫外光调控的反应。在拟南芥中CRY2调节去黄化反应并控制开化时间。我们根据在GenBank中已经发表的拟南芥（NM_100320）、中国大白菜（AY176689）、油菜（AJ889779）CRY2基因的cDNA保守序列设计并合成同源引物。通过RT—PCR方法从“津田”芜菁（Brassica rapa L．subsp．rapa“Tsuda”）总RNA中扩增出CRY2基因的cDNA部分片段,采用gateway技术中的BP反应将其克隆到pDONR221中。测序表明,该片段与拟南芥具有87％的同源性,与油菜和中国大白菜的同源性达97％以上。采用gateway技术中的LR反应,以植物表达载体pH7GWIWG2（I）为基础,构建了由组成型启动子35S调控的CRY2基因的ihpRNAi植物表达载体。     

有色稻中花色素、原花色素以及黄酮含量的分析

栽培稻品种豫南黑香糯的叶鞘和颖果分别呈紫色和紫黑色,并且其颜色在整个生长发育过程中呈现不同的变化.本实验对形成颜色差异的花色素、原花色素和黄酮在叶鞘和颖果中的含量分别进行了测定.结果表明:在叶鞘部位花色素、原花色素和黄酮随着生长发育过程含量变化呈S型曲线.在分蘖期花色素和黄酮含量最高,分别为27.104 1 U/g、6.982 6 g/kg,而在拔节期时原花色素含量最高,达到149.0104 g/kg;在颖果部位上述物质则呈直线上升趋势,成熟期花色素、原花色素和黄酮的含量最高,分别为52.6193 U/g、472.3193 g/kg、31.1150g/kg.在叶鞘中相关性分析表明:花色素和原花色素呈显著水平(R=0.911*),花色素与黄酮达极显著水平(R=0.982**);然而在颖果中相关性未达到显著或极显著水平.说明在叶鞘中控制颜色的表现主要是花色素、原花色素和黄酮,在颖果中除了上述物质影响颜色的表达外还受光照、温度等环境因素影响,其深层次的调控机理有待进一步的探讨.     

光照对植物合成花色素苷的影响研究进展

花色素苷决定着花卉、果实及彩叶植物叶片的颜色,对植物的观赏性有着重要价值,已受到人们的广泛关注。近几年来,对于外界环境影响植物花色素苷合成的研究已有相关报道,但都是一些综合性的阐述。对于光照影响植物花色素苷的研究,缺乏更为系统和深入的论述。依据国内外近几年的相关文献,在阐述植物花色素苷合成机理的基础上,针对光照这一外界环境因子,综述了光照时间、不同光质及光照强度对于植物花色素苷合成的影响。指出了对于一般植物,光照时间越长,越有利于其合成花色素苷;在不同的光质中,对合成花色素苷最有效的是蓝光和紫外光;对于一般植物,光照强度越大,越有利于合成花色素苷。还分析了目前关于植物花色素苷研究尚存在的问题,并展望了今后的研究方向,以期为今后的研究提供一些参考。     

芥菜型油菜BjA09.TT8和BjB08.TT8基因调节类黄酮的合成

bHLH类转录因子TT8具有调控植物类黄酮合成的功能。本研究采用同源克隆法,在芥菜型油菜紫叶芥中获得了2个TT8拷贝,分别命名为BjA09.TT8和BjB08.TT8,它们分别编码521和517个氨基酸。定量表达分析表明,这2个拷贝在叶中的表达量均显著高于茎和根中,且都响应茉莉酸(JA)信号,在50μmol L–1的茉莉酸甲酯处理0.5 h后表达量均达到峰值;利用毛状根体系过表达发现,BjA09.TT8和BjB08.TT8分别可使紫叶芥和绿叶芥菜型油菜四川黄籽的毛状根中总黄酮含量升高,同时对类黄酮合成基因Bj.CHS的表达具有促进作用,说明二者在功能上具有冗余性。分别在野生型拟南芥和拟南芥tt8突变体中过表达BjA09.TT8和BjB08.TT8发现,过表达拟南芥植株叶片颜色变紫,植株总黄酮和原花色素含量显著升高。本研究表明,BjA09.TT8和BjB08.TT8基因能够促进芥菜型油菜类黄酮的合成,为进一步解析芸薹属植物原花色素合成的调控机制提供了参考。     

水稻花色苷含量及合成结构基因的差异表达研究

水稻花色苷的生物合成受许多因素影响,而控制关键酶的结构基因是最主要的因素。针对2个红米材料和2个白米材料,采用实时荧光定量的方法,对合成水稻花色苷的结构基因( OsPAL 、 OsCHS 、 OsCHI 、 OsF3H 、 OsF3′H 、 OsDFR 、 OsANS 、 OsF3′5′H 、 OsUFGT )在茎、叶及种子发育过程中的相对表达水平进行了测定。结果表明:1) OsPAL 、 OsCHS 在水稻的茎、叶和种子中表达, OsCHI 在白米恢复系蜀恢498和白米株系的组织中均有表达,是花色苷合成的组成型基因;其它基因在参试材料的茎、叶和种子中的表达量不同,具有组织特异性。2)在红米品种贵红1号和红米株系开花后7~28 d的花色苷含量逐渐增加,而白米恢复系蜀恢498和白米株系的花色苷含量逐渐下降;这些基因在红米品种贵红1号和红米株系的前中后期均有表达且表达量较高, OsCHS 在红米品种贵红1号种子发育过程中的表达量逐渐增加;这些基因在白米恢复系蜀恢498和白米株系开花后7~28 d的前中期表达量较低,后期急剧降低。表明这些基因的表达量与其花色苷的含量动态变化相同,对花色苷的积累有一定的作用。3) OsPAL 、 OsCHS 表达量与红米品种贵红1号花色苷含量呈显著正相关, OsF3H 表达量与白米株系花色苷含量呈显著正相关, OsPAL 表达量与红米株系花色苷含量呈显著正相关, OsCHI 、 OsF3′5′H 、 OsUFGT 表达量与红米株系花色苷含量呈极显著正相关。研究表明,这些基因在参试材料的茎、叶和种子开花后7~28 d前中后期的差异表达,可能是造成它们着色差异的主要原因。 OsPAL 、 OsCHS 是红米品种贵红1号籽粒花色苷合成的关键基因, OsF3H 在白米株系籽粒发育过程中扮演重要的角色, OsPAL 、 OsCHI 、 OsF3′5′H 、 OsUFGT 在红米株系籽粒花色苷积累中起重要作用。     

采后的梨果实中花色素苷降解与微红梨和全红梨采前果实的红色丧失和色素类型有关

微红的梨果品种Rose marie、Flamingo、Forelle占南非梨业面积的五分之一。不幸的是，由于果实红色不足而导致等级较低，限制了种植这些梨树品种的赢利。果实颜色差被归因于收获前高温期内红色的丧失。     

5-氮杂胞苷调节植物基因表达研究进展与应用展望

5-氮杂胞苷是一种DNA甲基化抑制剂,可以通过降低DNA的甲基化水平来调节基因的表达,从而对生物的生长发育进行表观遗传调控,其在动物与医学领域已有广泛的研究与应用,近年来在植物基因表达调节方面的研究与应用报道也逐渐增多。本研究对植物DNA甲基化的类型、引发、影响因素和抑制剂的作用进行了概述,重点对5-氮杂胞苷对植物基因表达水平的调节和作用效果进行了阐述。并对其在水稻、小麦、棉花等重要作物生长发育、逆境适应、育性调节及次生代谢的影响与作用进行归纳,可为植物基因表达表观调节研究与应用提出新的关注点。     

木质素生物合成关键酶基因的研究进展

木质素是木材中仅次于纤维素的主要成分,占木材干重15%～35%,影响造纸业的造纸工艺和纸张质量.利用基因工程技术调控木质素生物合成途径中的关键酶基因的表达可以降低木质素含量或者改变木质素成分,开发新型植物资源,从源头降低成本,减少污染.本文介绍了木质素合成的过程,木质素合成关键酶:苯丙氨酸氨解酶(PAL),咖啡酸/5-羟基阿魏酸-O-甲基转移酶(COMT),咖啡酰辅酶-A-O-甲基转移酶(CCoAOMT),阿魏酸-5-羟基化酶(F5H),肉桂酰CoA还原酶(CCR)和(肉桂醇脱氢酶)CAD并统计了在GenBank中注册的木质素合成酶关键基因,论文最后就利用基因工程在改良木质素含量中的应用概况和前景做了讨论.     

植物LPATs基因研究进展

植物溶血磷脂酸酰基转移酶(lysophosphatidic acid acyltransferase, LPAT)是三酰甘油(triglycerides,TAG)生物合成的重要限速酶,在脂质合成、种子发育及生物膜合成等方面具有重要的作用。目前,LPAT基因已在多种植物中被克隆,其编码的蛋白根据亚细胞定位大致可分为质体和微体两大类。文章综述了近年来国内外植物LPAT基因,包括拟南芥LPAT基因的染色体定位和基因结构,植物LPAT酶的底物选择性、表达调节及其生理功能,并对其在TAG生物合成的研究进行分析和展望。     

香蕉抗寒相关功能基因研究进展

香蕉是世界上产量最大的三大水果之一,也是世界上第四大粮食作物。低温是影响中国香蕉生产的重要因素之一,尤其是除海南和广东西南等地区外的香蕉产区常年遭遇冬春寒流侵袭。近年来随着抗寒基因工程的发展,有关香蕉抗寒性的分子水平研究得到了较大进展。本文从香蕉抗寒相关的功能基因入手,归纳了近几年国内外关于香蕉的抗寒相关功能基因(冷胁迫相关蛋白基因,膜脂相关蛋白基因,抗氧化酶基因等)研究并提出了展望,旨在为香蕉抗寒主效基因资源的发掘及香蕉抗寒品种的选育提供思路。     

大豆脂肪酸合成关键酶基因的电子定位及结构分析

利用最新大豆遗传图与物理图的整合图谱,对12个大豆脂肪酸合成中乙酰辅酶A羧化酶、脂肪酸合酶等关键酶基因进行基因定位与结构分析。它们分别被定位在A2、B2、C2、D1b、D2、G、I、L、M等9个连锁群上,并通过序列比对获得了所在相应连锁群区间两侧标记。同时,比较基因的cDNA和gDNA序列信息,获得了这12个基因结构信息,内含子数目从最少的0到最多的30个,其中FAD2-1、FAD2-2、FAD2-3与FatB是单外显子基因,没有内含子;其余基因都有内含子,KASI有6个,KASII有12个,SACPD有2个,FAD3有7个。通过定位获得对应分子标记可以为基因的分子辅助育种提供参考资料,而基因结构信息能更好地用于基因的功能分析。     

茶树功能基因分离克隆研究进展

茶叶是世界上最流行的无酒精饮品之一,具有许多生理保健作用。在包括中国在内的许多国家,茶树是重要的木本经济作物之一,它含有许多有价值的次生代谢产物。最近十多年来,茶树分子生物学研究是茶叶科学中最活跃和进展最快的一个领域。分离和克隆重要的茶树功能基因,对揭示茶树优质、高产和抗逆的分子机理,对采用基因工程技术进行茶树遗传调控等都有重要意义。本文介绍了茶树功能基因分离克隆的研究进展,并对今后茶树功能基因的研究提出了展望。     

耐冷调节基因及其在植物耐冷基因工程中的应用新进展

低温是主要的非生物胁迫之一,不仅影响植物的生长发育及产量、品质,而且限制植物的广泛分布。从低温信号转导途径角度全面阐述了上游耐冷调节基因蛋白激酶基因、调控CBF/DREB1的基因、CBF/DREB1亚家族基因及其他转录因子基因及其在植物耐冷基因工程中应用的最新研究进展,以期为耐冷基因的利用及植物耐冷遗传改良和育种提供参考。