玉米中低温应答ERF基因鉴定及表达分析

ERF转录因子在植物的多种发育过程和非生物胁迫反应中发挥重要作用。在玉米中,虽然ERF家族基因对盐胁迫和干旱胁迫的响应研究已经有报道,但尚没有研究从全基因组水平鉴定ERF家族基因对低温胁迫的响应。本研究采用高通量测序技术Illumina HiSeq,分别在5℃和22℃处理下构建玉米叶组织转录组,从中筛选出57条低温响应ZmERFs,包括53条上调表达的Zm ERFs,4条下调表达的Zm ERFs。不同的Zm ERFs在不同组织部位和发育阶段的表达模式有很大变化。蛋白保守结构域分析表明ZmERFs蛋白中共有20个保守基序,EAR基序出现在组B1成员中,LWSY基序出现在A1,A5和B2成员中。启动子分析显示,多种逆境相关元件ABRE、ARE、LTR和MBS在低温响应ZmERFs的启动子中高度富集。RT-qPCR结果进一步显示GRMZM2G544539和GRMZM2G040664基因可以同时受低温、盐和干旱胁迫诱导表达,GRMZM2G434203基因可以同时受低温和干旱胁迫诱导表达,表明ERF转录因子可以参与包括低温在内的多重非生物胁迫反应。此外,启动子中含有7个ABRE元件的GRMZM2...     

银杏AP2/ERF转录因子鉴定及其ERF家族在逆境胁迫下的表达分析

AP2/ERF转录因子广泛参与银杏的生物学过程,其ERF基因家族存在着通过调控次生代谢来应对环境压力的可能。为探究ERF基因家族在这一过程中的应答机制,本研究分别构建了紫外和干旱处理下银杏叶转录组数据库,利用在线生物信息学工具对银杏AP2/ERF转录因子的保守结构域、理化性质及基因家族同源性进行分析,同时利用转录组测序技术检测了ERF基因家族在这两种逆境胁迫下的表达情况,筛选其中5个与类黄酮等代谢相关的ERF基因进行荧光定量PCR验证分析。结果表明,在银杏中共鉴定到61个AP2/ERF转录因子,根据其保守结构域特点分为4类,即ERF亚家族28个、DREB亚家族23个、AP2和RAV亚家族分别为5个。不同成员之间的氨基酸数目、等电点(pI)等理化性质有较大差别。从与拟南芥、大豆的序列同源性分析结果来看,同一个亚家族的成员之间亲缘关系较近。GbERF亚家族和GbDREB亚家族同属于银杏ERF基因家族,成员数最多。转录组预测分析结果显示,大部分ERF基因家族成员在紫外和干旱胁迫诱导下的基因表达量会增加。经验证,5个基因表达量的变化情况总体与预测结果一致。本实验结果为后期开展银杏ERF基因家族的功能研究提供科学依据。     

水稻耐旱性基因OsERF65的克隆、表达及转录自激活活性分析

ERF家族转录因子普遍存在于植物中,在植物生长发育、抵抗逆境的过程中发挥着重要作用。本研究从‘珍汕97B’中克隆到一个耐旱相关基因OsERF65,属于ERF转录因子家族的成员。生物信息学分析表明,OsERF65含有一个保守的AP2结构域,与AtERF73等同源蛋白的亲缘关系较近。OsERF65的启动子区域含有多个响应非生物胁迫及激素处理的顺式作用元件,定量PCR结果显示该基因的表达明显受干旱、高盐等非生物胁迫处理的诱导;酵母中转录激活活性结果显示OsERF65具有一定的转录自激活活性;烟草瞬时表达结果表明Os ERF65蛋白定位于细胞核中。本研究为进一步研究OsERF65的生物学功能奠定了一定的基础。     

AP2/ERF转录因子对植物非生物胁迫的应答机制研究进展

AP2/ERF (APETALA2/ethylene responsive factor)家族转录因子是植物中的一大类转录因子,最早从拟南芥(Arabidopsis thaliana)中分离出。该家族转录因子一般包含两个AP2/ERF结构域,该结构域大约由60～70个氨基酸组成与DNA结合有关。AP2/ERF家族参与非生物胁迫的反应,比如干旱胁迫、高盐胁迫和低温胁迫等。这些胁迫会激活植物激素ABA、茉莉酸(jasmonate, JA)、乙烯(ethylene, ET)、水杨酸(salicylic acid, SA)等信号途径,同时激活AP2/ERF转录因子家族基因的表达,进而调控其下游功能基因的表达。本研究综述了近年来有关植物AP2/ERF转录因子响应非生物胁迫应答机制的新进展,探讨了该家族转录因子的结构特点、分布,及其对植物发育和次级代谢的影响以及对非生物胁迫的应答。     

菊花AP2/ERF家族全基因组分析

作为植物的转录因子家族之一,AP2/ERF基因家族在植物的发育调控、激素响应以及调控植物应对各种胁迫的生命过程中发挥关键作用。本研究基于菊花脑(Chrysanthemum nankingense)基因组,筛选到菊花AP2/ERF基因家族,并对该家族的成员进行基因与蛋白结构、蛋白理化性质、保守基序、启动子顺式元件、组织和胁迫条件下的表达特征等进行了相关分析。此外,结合现有的公共数据库的60个菊花转录组测序数据,通过WGCNA分析对该基因家族成员进行了初步的功能分类。研究结果表明：菊花AP2/ERF基因家族共筛选229个成员,分别将其命名为CnAP2001～CnAP2229。系统进化分析发现菊花AP2/ERF家族成员属于4个亚家族(AP2, ERF, DREB, RAV)以及3个Soloist (未分类)序列。通过WGCNA的方法,将筛选的39 508个表达的基因划分为36个模块。分析发现有31个AP2/ERF家族成员在花发育相关的7个模块,20个成员在胁迫相关的3个模块。综上所述,AP2/ERF家族成员在菊花花发育过程以及非生物胁迫过程中发挥着重要功能,本研究为菊花分子育种提供了新的思路...     

15个马铃薯AP2/ERF转录因子的生物信息学与表达分析

AP2/ERF (APETALA2/ethylene-responsive factor)是植物中的一大类转录因子,其参与非生物胁迫反应、激素应答、植物生长、花发育、种子发育、损伤响应、病菌防御、耐高盐等多种生物学过程,为了初步阐明该转录因子在马铃薯胁迫响应中的功能,本研究对15个马铃薯StERF基因进行了生物信息学和表达分析。结果表明,15个马铃薯StERFs转录因子除St ERF3、StERF10、St ERF12、StERF120仅具有WLG结构域外,其余11个均具有YRG和WLG结构域,在进化上可分为3个亚家族(AP2, ERF和RAV)。对15个StERFs基因上游2 000 bp启动子区的顺式作用元件分析发现,其包含ABRE、CGTCA-motif、TGACG-motif和TCAelement等响应元件。RT-qPCR分析结果表明马铃薯StERFs基因在聚乙二醇(PEG-6000)、乙烯、水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯(MeJA)和甘露醇等处理下表达模式不同,StERF79、StERF72在5种处理下均上调表达,StERF156,StERF5在水杨酸和甘露醇胁迫处理下均上调表达...     

花椰菜转录因子ERF056的克隆、分子特征及盐胁迫表达谱分析

AP2/ERF转录因子在植物中广泛存在,其在植物生长发育及逆境应答过程中均发挥重要作用。但目前对花椰菜中AP2/ERF转录因子及其功能知之甚少。本研究利用前期花椰菜转录组数据,采用RT-PCR等方法从花椰菜中分离并克隆得到一个AP2/ERF转录因子:ERF056。基因序列及分子特征分析结果表明,花椰菜ERF056全长741 bp,编码246个氨基酸,具有一个AP2/ERF结构域,其编码产物为疏水性蛋白,无跨膜结构,内部以无规则卷曲和α-螺旋为主。聚类分析结果显示,花椰菜ERF056与油菜和甘蓝中相应转录因子具有较高相似性。转录表达谱分析结果显示,ERF056在花椰菜不同组织中均有表达,其中花球中表达量最高。盐胁迫表达特征分析表明,花椰菜ERF056在盐胁迫条件下呈下调表达,暗示其负向响应盐胁迫。相关研究为深入揭示花椰菜ERF056在盐胁迫应答中的功能及调控机制提供了帮助。     

AP2/ERF转录因子响应植物涝渍胁迫的研究进展

AP2/ERF (APETALA2/ethylene-responsive factor)是植物中广泛存在的一类超大家族转录因子,含有1～2个由60～70个氨基酸组成AP2/ERF结构域,根据AP2/ERF结构域的数量及结合序列可以将其分为5个亚家族：AP2 (APETALA2)、ERF (Ethylene responsive element binding factor)、DREB/CBF (Dehydration responsive element/C-repeat)、RAV (Related to AB13/VP)和Soloist。该家族转录因子在调控植物响应涝渍胁迫过程中发挥重要作用,本研究综述了AP2/ERF转录因子的发现、结构特征和分类,重点介绍了近年来该类转录因子参与调控植物对涝渍胁迫的响应过程等方面的研究进展,可为今后挖掘和利用该类转录因子基因进行分子遗传改良和种质创新提供参考。     

沙柳SpsDREB8基因的克隆与表达分析

脱水响应元件结合蛋白(DREB)是植物响应非生物胁迫应答的重要转录因子。本研究从沙柳(Salix psammophila)中克隆获得SpsDREB8基因,并对其进行AP2结构域多序列比对、构建进化树和预测蛋白结构等生物信息学分析,采用RT-qPCR方法对该基因在不同组织及逆境下的表达模式进行分析。结果表明,本研究成功克隆获得SpsDREB8基因,该基因全长864 bp,编码287个氨基酸,预测蛋白分子量为31 615.84 Da,等电点为5.21,为亲水性蛋白,无信号肽区域,具有AP2保守结构域,属于AP2家族成员;基于系统进化树分析表明,该基因属于AP2/ERF转录因子家族DREB亚组A-2组,与杨柳科植物进化关系较近;实时荧光定量PCR结果显示,SpsDREB8基因在沙柳根、茎、叶、花中都有表达,其中在嫩茎中的表达量最高,根中的表达量最低;在高温、低温和NaCl处理下,SpsDREB8基因在1、2、4 h表达显著高于对照组;干旱处理24 h后,SpsDREB8基因表达显著上调。研究表明沙柳SpsDREB8可能在响应非生物胁迫过程中发挥重要作用。该研究结果为进一步探索沙柳抗逆分子机制...     

水稻干旱响应基因OsERF74的克隆和功能的初步分析

ERF (Ethylene-responsive factor)转录因子家族是AP2-EREBP (APETALA2 and ethylene-responsive element binding proteins, AP2/ERF)超家族中的一个具有较多成员的家族,其在植物中广泛存在并在植物生长发育过程中发挥重要作用。在水稻中ERF转录因子家族成员的OsERF74为水稻干旱响应模块7的节点基因。本研究从水稻品种‘日本晴’中克隆了OsERF74,通过生物信息学和蛋白质系统发育树分析显示OsERF74为ERF类转录因子,具有高度保守的AP2结构域,并在其N端具有跨膜结构域;在烟草中对OsERF74进行亚细胞定位显示其定位于细胞膜上;OsERF74在水稻营养生长和生殖生长时期的各个组织中均有表达,而在苗期的根和叶组织中OsERF74的表达受到多种激素和非生物胁迫的调节;为了解OsERF74基因功能,构建并获得了超表达转基因植株。通过高渗透胁迫下的种子萌发实验显示OsERF74超表达能够增强水稻种子在高渗透胁迫下的萌发率。本研究初步探究了OsERF74的特性与功能,为进一步挖掘水稻干旱响应功...     

崇明岛地方菜用大豆指纹图谱构建及遗传多样性分析

利用大豆的13对核心SSR引物,对来自上海市崇明岛的61份菜用大豆品种(系)的基因组DNA进行PCR扩增。结果表明,有7对引物在61份菜用大豆之间具有稳定的多态性。一共有31个等位基因被这7对多态性引物检测到,每对引物检测到的等位基因为3～7个,其平均变异数为4.43个。利用这7对SSR引物对61份菜用大豆品种(系)进行遗传相似性分析,构建了每份品种(系)的遗传图谱。根据非加权类平均法进行聚类分析,61份菜用大豆品种(系)间遗传相似系数为0.57～1.0,以相似系数0.79为划分标准,可将其分为9个类别。并根据其主要植物学特性和籽粒特征,将这61份菜用大豆也分为9大类型,但是基于农艺性状和SSR多态性所分类群间存在较大的差异。本研究在一定程度上反映了崇明岛的菜用大豆品种资源之间的亲缘关系,为充分利用崇明岛菜用大豆地方品种资源、拓宽育种遗传基础提供了理论依据。     

园艺疗法研究现状及展望

起源于17世纪末的园艺疗法集园艺、医学、心理学为一体,是一门新兴的边缘交叉学科。它对残疾、精神病、智力低下、高龄老人等患者均有不同的疗效,是现代医学的补充和完善,我国园艺疗法研究还处于起步阶段。本文在分析园艺疗法的概念、产生、发展等的基础上,提出了园艺疗法研究发展的建议：1）开设《园艺疗法》课程;2）引进园艺治疗师这一职业和创立园艺疗法协会;3）充分利用现成的各种景观元素来提供主动的疗效;4）建立园艺治疗庭园。     

桂花OfF3'H基因的克隆与表达分析

类黄酮3'-羟化酶(F3'H)属于细胞色素P450单加氧酶家族,是苯丙烷类代谢途径关键成员,在植物色泽形成及类黄酮成分调控方面起重要作用。本研究以四季桂‘金玉台阁’为实验材料,采用cDNA末端快速扩增法(RACE)从盛花末期小花cDNA中克隆了桂花OfF3'H基因(GenBank编号:MH509392)。序列分析结果显示该基因全长为1 856 bp,其中5'端非翻译区长度为102 bp,3'端非翻译区长度为191 bp,开放阅读框长度为1 563 bp,编码由520个氨基酸残基组成的蛋白质。系统进化分析表明Of F3'H含有植物F3'H蛋白典型的保守结构域,且与猕猴桃的AcF3'H蛋白亲缘关系最近。桂花花期不同阶段生理与分子研究发现初花期OfF3'H基因表达量和总黄酮含量均为最低,而花谢期OfF3'H基因表达量和总黄酮含量达到最高。此外,Of F3'H存在10个潜在的磷酸化位点,其中第83位点的丝氨酸和第304位点的苏氨酸在不同植物间高度保守。本研究为深入研究桂花花色形成及植物类黄酮合成调控的分子机制提供一定的理论依据。     

红肉猕猴桃果实发育期不同果肉部位比较转录组分析

红肉猕猴桃中果皮和内果皮在果实发育不同时期色泽变化模式有显著差异,但目前对于其内在的分子调控机制尚不清楚。本研究中,利用高通量测序技术,对红肉猕猴桃(‘红实2号’)中果皮与内果皮4个不同发育时期(开花后0 d, 28 d, 75 d, 157 d,分别标注为T1时期, T2时期, T3时期, T4时期)的样本进行转录组测序。经去除低质量数据后,得到Clean reads数目为2 192～4 331万,检测到的基因数目为24 607～29 170个。在(log2 Ratio)≥1和FDR<0.05阈值下,中果皮和内果皮在T2、T3、T4时期检测到的差异基因数目分别为1 880个、4 799个、7 346个和4 31个、1 493个、7 700个。KEGG分析显示这些差异表达基因被富集到68个代谢途径,包括DNA复制、RNA转运、蛋白质输出、植物激素信号转导、类黄酮生物合成、花青素合成、淀粉与蔗糖的代谢等。此外我们还鉴定到13个花青素合成相关基因差异表达,大部分基因的表达量随果实的发育呈现下降趋势,这一结果与花青素含量变化模式相吻合。本研究不仅深化了对猕猴桃果实成色差异机理的认识,还对今后的彩色猕猴桃选育种工作有一定的帮助。     

Vegetative maintenance and propagation of cauliflower

1. 1.
   During the past 7 years research has been carried out on different propagation methods for cauliflower. Propagation from root-shoot cuttings proved to be the most efficient method. It was developed at the Institute of Horticultural Plant Breeding, Wageningen. The results obtained with it are generally satisfactory.     
   
   

Influence of Phytohemagglutinin on the Agronomic Performance of Beans (Phaseolus vulgaris L.)

The abundant lectin phytohemagglutinin (10 % of total seed protein) does not contain sulfur amino acids and, being a potent antimetabolite, it is responsible for the lowering of the nutritional value of bean seeds. The aim of the present work was to improve the dry bean cultivar ‘Taylor's Horticultural’ (Asgrow), by genetically introducing the lectin null (lec/lec) character from two null genotypes: ‘Pinto UI 111’ and ‘Heidi’. Thirty-seven BC²F₃ and fourteen BC₆F₅ inbred lines were evaluated in agronomical trials. Analysis of Variance (ANOVA) showed significant differences among BC₂F₃ breedings lines for all traits under evaluation. Comparison of the LedLee genotypes versus lec/lec did not show statistically significant differences in the means for the following traits: yield, yield components and percentage of protein in the seed. Fourteen BC6F5 lines, compared together with their recurrent parent ‘Taylor's Horticultural’, showed significant differences among genotypes for 1000 seed weight, protein percentage on dry matter and ash percentage. No significant differences were observed for grain yield. The data indicate that lectin removal did not have a detrimental effect on the traits evaluated.     

1-MCP处理对韭菜采后贮藏生理和品质的影响

采用0.5μg/mL1-MCP熏蒸处理韭菜,研究1-MCP采后处理对20℃、RH80%~85%贮藏期间韭菜品质和生理指标影响。结果表明:与去离子水熏蒸组相比,1-MCP处理能维持韭菜贮藏期间的感官品质,减缓可溶性固形物、VC、叶绿素含量的下降速度,抑制失重率、呼吸强度、丙二醛含量的上升;在保持过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性的同时,还能有效抑制过氧化物酶(POD)活性。1-MCP处理可有效延缓韭菜衰老速度,维持贮藏品质。     

Phylogenetic studies in Citrus reticulata and related types

Summary Sixteen types of mandarins were screened for their leaf flavonoid patterns with the help of cellulose thin-layer chromatography. In general, Tanaka's classification of mandarins into 36 species is untenable, as was already concluded by Swingle (1948), Hodgson (1965) and Singh (1967). It is likely that a fine loose skinned mandarin was first evolved. Later, it hybridized with wild mandarin to give rise to numerous types and forms.Contribution No. 474 of Indian Institute of Horticultural Research, Bangalore-6, India.     

Genetics of flower colour in China aster (Callistephus chinensis (L.) Nees)

Summary The genetics of flower colours violet, blue, deep pink, pink, light pink, creamy white and white was investigated in 17 cross combinations involving 10 parents in China aster (Callistephus chinensis (L.) Nees). Violet was dominant over all other colours; blue was dominant over creamy white; deep pink was dominant over pink and white, but incompletely dominant over light pink and pink was dominant over light pink and white. Four genes C, R, B and P were found to govern these different flower colours. The gene P had a dominant allele P^D and a recessive allele p.Contribution No. 146/88 of the Indian Institute of Horticultural Research, Bangalore 56080, India.     

不同土壤pH对多叶羽扇豆花色影响研究

以5种不同土壤pH的蓝色多叶羽扇豆（Lupinus polyphyllus ‘Nanus Russell Gallery Blue’）为材料,对其花色、花色素组成及含量的变化进行了研究。花色测定采用英国皇家园艺学会比色卡（RHSCC）和分光色差计,色素定性及定量分析采用高效液相色谱-二极管阵列检测技术（HPLC-PAD）和分光光度计进行测定。结果发现：随着土壤pH的降低,花朵翼瓣亮度L*值、色相a*值、彩度C*值逐渐降低,色相b*值逐渐升高,总花青苷、叶绿素含量升高;旗瓣中总花青苷也逐渐升高,其他各检测结果无明显相关性。推断土壤酸碱性影响蓝色多叶羽扇豆花瓣中花青苷的含量,从而影响花色的深浅。